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一波三折,从错误中学习

2019-10-21应笑燕

科学导报·学术 2019年45期
关键词:电功率灯泡电流

应笑燕

现有科学课程标准体现了现在课程的重点是“学生的过程与体验”,突出学生在认识科学本质这个过程中的思维方式的发展和解决问题能力的提升,突出学生在探究科学本质上的体验。

在这一理念下,我们科学课堂中的“探究活动”应该更偏向于学生对于整个探究过程的设计及评价,相应的教师的评价活动和引导方式也要改变。假如学生在探究中提出了一个错误的假设时,并十分积极地以此为基础设计实验时,我们教师应该怎么处理才好呢?下面是我的案例,与大家分享。

【案例】

当时,我们正在学习浙教版九上第三章第六节“电能的利用”的第一课时。从电能的转化开始,学习了电功和电功率的概念。然后稍微介绍了额定电压和额定功率。投影两幅图:两种灯泡分别标示“PZ220-40”“PZ110-40”。学生先认识了标示的含义,然后老师抛出问题,两个灯泡谁亮一些?以此开始了题为“灯泡的亮暗与什么有关的探究?”的探究设计。我自己是没想到这节课的过程是如此的一波三折。

“一折”

当学生听到问题后,班级三分之二的学生想都不想,就一齐回答:电流。我的后半句话“从能量的转化角度来看”还没出来啊,学生回答的太顺口了。但是,这个答案也提醒了我,学生中可能存在一个非常深刻的误区。所以,我决定因势利导,引导学生对这一问题深入思考。果然,之后请3位同学的回答证实了我的担心,他们的答案大同小异:电流越大,灯泡越亮。我一时还没有想到该用什么方法更好的引导他们,所以只能问“电灯的亮度只与电流大小有关吗?”这时的学生稍微思考了一下,意识到电流不是影响灯泡亮暗的唯一因素了。他们根据已有的知识,相继指明电压、电阻都影响了灯泡的亮暗。

“二折”

考虑到后面也要涉及“电功率与电压电流的关系”这一实验,既然学生现在已经提出,不妨顺着学生的思维,一方面学生可以获得正确的观念;另一方面也是借此巩固学生电学实验的技能。在这种考虑下,我请学生们分组设计实验:有三种规格(额定电压相同,额定功率不同)的灯泡,其他器材任选,在这些基础上,设计电路图和实验方案,探究“在电压一定是,灯泡的亮暗与电流的大小有什么关系?”学生的任务包括选择合适的灯泡,绘制适当的电路图,并说明主要的实验步骤。

几分钟后,各小组提交电路图。抽取了三组同学的实验设计。一组的实验设计尤其有趣。两个相同规格的灯泡和一个滑动变阻器都串联在电路中。先请这组同学说明自己的实验步骤。然后请其他同学评价。其他学生先提出,因为滑动变阻器可以改变电流,两个相同的灯泡又是串联,没必要,一个灯泡足以。在我的追问“這真的可以吗?”有学生在下面窃窃的说:“不行,一个灯泡电流改了,在电阻不变时,电压也会改变,这又没有控制变量了。”当我请这个学生向全班清楚的复述一遍后,学生们纷纷露出恍然大悟的神情。这时,实验设计小组再派代表出来修改了整个方案。当我把其余两组的设计图呈现,这时的学生评判的就客观准确多了,将实验步骤简要说明。

“三折”

我在教室里用实物定性演示了这两个实验。全部学生都知道了:灯泡的亮暗与电流大小和电压大小都有关系。“具体的联系,需要定量的实验来说明,这部分探究我们先暂告一段落,下节课继续。回过头来,我们根据今天新学习的内容,尝试从能量的角度回答,灯泡的亮暗与什么有关?”当小组讨论呈现结果时,学生又有问题了。

“电灯:电能转化为机械能——相同时间内灯越亮,消耗电能越多——电流做功越快——电功率越大”,学生多数能自已表述出这一推理过程,并最后得出结论“灯泡的亮暗由实际电功率决定”。最后一个同学,提了问题:老师,白炽灯是电能转化为热能和光能;日光灯是电能转化为光能,他们两个也是灯越亮,电功率越大吗?这个问题把其他同学都问呆了,我也非常意外。不过细想来,我又觉得开心。我的学生能问出这么有深度的问题,显示了他宽泛的知识面,也说明他有真的消化了今天的知识内容,并以此为基础对已有的问题进行了思考。如果每位同学都能思考并解释这一问题,那么教学目标中“电功率的意义”这部分内容就完全没有问题了。

但是课堂的剩余时间已经很有限,所以我做了以下的处理。首先是表扬这位提问的同学,然后请其他同学思考“他提出的问题是真实的情况吗?问题是合理的吗?”这是请学生承认了这两种类型的灯的不同。最后总结,“结合刚才的实验和讨论过程,同学们觉得怎样的结论更全面些?”学生讲结论修改为“同种灯泡的亮暗由实际电功率决定”。“但是刚才同学的问题,还是非常有研究价值的。亮暗是一种感官体验,是一种定性的描述。那么电功率,能不能定量的表示?电功率的大小与哪些量有关呢?课后同学可以继续思考,有什么新的想法欢迎一起来分享。”就这样,勉强将这一波三折的探究告一段落。

【反思】:

课时设计中没想过出现这么多问题,但真实课堂的精彩之处也就在于这些意外。

这是日常的一节课,之前的备课中有预想过学生会有个误区“电流越大,电灯越亮”,但这个学生比例不是超过半数而且这个误区是比较容易更正的。正是因为存在这个可能性,所以在设问时,故意将“从能量的转化角度来看”这半句滞后了一点。学生的回答让我有点意外,但总体来说在我预想的范围内。

第二个波折出现时,我只能说是学生们在课堂中必然会出现的问题。虽然有些同学在开始时,设计的方向并不正确,但他们最后凭借相互间的评价,修正了设计中的不足,这已经达到了“体验科学探究的精神”的目的。设计——完善——实验——再完善,这不就是科学的历程吗?科学是不断进步、不断修正的过程,科学也是不断发现新问题的过程。

最后的问题,却是这节课中最可贵的亮点。一位学生发现了新的问题,并对全班同学都认可的结论进行了质疑。这种可贵的发现问题并质疑主流的勇气,正是科学最高的起点和最终的追求。

在整个探究过程中,学生呈现了超出教师预计的回答,甚至可以说稍稍偏离了本来的教学目标。此时,如果为了课堂的及时完满,硬生生的将学生“引导”会预定的课堂设计,或许学生只学会了“是什么”,而没有掌握“为什么”。科学这门课程的本质,不仅仅是要向学生传递已有的知识,更重要的是提供机会促发学生发现问题并尝试解决问题。所以,我在教学中努力顺应学生的思考方式,提供契机,激发他们观察与思考,培养终身受用的能力与逻辑。只是,本节课仍有遗憾,因为课堂时间的关系,没能继续那个问题的延伸。

总之,课堂探究可以有预案,但不能完全按部就班的准确实施。学生的潜力是无穷的,当然失误或不全面也是无可避免的。所以,在探究活动中,中心的理念不能丢失:侧重过程与体验,突出培养方法技能,强调体验社会生活,最终学生能自主有效的解决现实问题。

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