初中物理电学实验整合式教学——以“电阻的测量”为例

福建省上杭县第三中学 王晓荣

对于初中生而言，物理无疑是一门新鲜而有趣的课程，特别是各类看起来颇为“高大上”的电学实验更是让很多好奇心旺盛的学生跃跃欲试。然而随着教学的发展，大多数初中生都会真切地感受到物理电学实验学习的困难性，从而又会在畏难心理的作用下对其表现得兴味索然。这种变化并不是必然的，它在很大程度上取决于教师的电学实验教学方向和策略。因此，为了让学生能够以更高的质量来参与电学实验学习和探究，初中物理教师就必须在新课程改革思维的指导下对传统的电学实验教学工作进行大刀阔斧的改革，树立起鲜明的“整合意识”，为学生提供更具创造性、个性化和综合素质养成效力的教育服务，从而帮助学生真正学会、做好、爱上电学实验。在笔者看来，这一系列工作的开展应当以下列几方面措施为主要抓手。

一、整合式教学的概念

整合教学是将同一学科或不同学科有关联的内容融合在一堂课中进行教学，强调面向知识的同时，要把知识作为一种工具、媒介和方法融入教学的各个层面中。所以教学不能无视学生的已有经验，而是要把这些经验作为新知识的生长点。教学不是知识的传递，而是知识的处理和转换，需要教师与学生共同针对某些问题进行探索，并在此过程中相互交流和质疑，了解彼此的想法，彼此做出调整。根据以上理论观点，笔者对这节课进行了重新建构：实验中不测定值电阻的阻值，只测小灯泡的阻值。因为这两个实验原理一样，实验技能要求相同，让学生只做其中一个实验，在完成教学目标的同时并没有降低教学要求。

二、初中物理电学实验整合式教学策略

（一）依托整合式理念，重视现代教育技术的应用

1.利用现代教育技术提高学生学习兴趣

正所谓“兴趣是最好的老师”，只有首先让学生对一门学科、一项知识产生浓厚的兴趣，教师的教学才有可能取得令人满意的成果，生本整合思维的形成也才能更有保障，这是亘古不变的真理。初中物理教师可以在学生刚刚接触电学实验这一项学习活动时，利用信息技术在信息呈现方面所具有的直观、生动、形象的优势特征，从网络资源中搜集一些极具视觉冲击力和神奇感官效果的电学实验视频并通过多媒体设备播放给学生看，让学生以最为直接的形式来感受电学实验所具有的多元趣味和神奇效力，从而引导学生发自内心地产生“我也要做实验”的主观诉求，并树立起学生较为清晰的电学认知思维模块，为自己之后的整合式电学实验教学打下良好的客体情绪基础。

例如，教师可以在引导学生学习“电阻的测量”这一部分的理论课上，利用电子白板向学生播放一段反映“锡纸取火”的展示视频：找来一张锡纸，将锡纸揉成一根小锡绳，将锡绳的两端分别放在一节五号电池的正负两极，慢慢改变电池的位置，直到发现锡绳中间变色，不一会儿锡绳就会冒出亮红色的火焰。这个实验对一部分学生而言无疑有着很强的趣味性，自然会让他们想要尝试一下并了解其中的原理。所以教师要充分利用实验的趣味性调动学生学习的积极性，让学生在实验中通过实验现象去验证结论，这种方式极大地激发了学生的学习热情，从而促进学生更好地学习物理。

2.利用现代教育技术完善电学实验学习效果

电学实验需要学生对每个步骤和具体操作都要做到“心知肚明”才能有效进行，这也是生本整合认知素养得以形成、优化的基础。在传统的教学模式下，初中物理教师只能通过现场演示的方式来教给学生电学实验的操作步骤和各项细节；然而由于位置、方向和距离的不同，学生并不能获得同样的观察效果，而教师也不可能将过多的时间和精力耗费在重复演示上。对此，初中物理教师可以利用多媒体技术来以视频的方式向学生做操作示范，并利用设备操作来满足学生重复学习和细节观察的需要，构建起学生整合式实验认知的客观信息条件，进而让电学实验教学的效果得到进一步的优化。

比如，在进行“用电流表、电压表测电阻”这项实验的教学时，教师可以将自己做实验的过程录下来或者直接下载现有的演示实验视频并播放给学生看，在涉及电流表、电压表的线路接入以及旋钮操控等关键步骤时，教师可以通过暂停、慢放、倒放、截图和画面放大等操作来引导学生着重观察具体的操作细节，还可将视频以不同的倍速播放来巩固学生的流程性记忆。通过视频观看，学生对实验过程会有更清晰的认识，然后教师让学生口述实验过程，加深对实验的理解。

3.利用现代教育技术丰富学生电学实验学习内容

虽然初中阶段的电学实验大多是比较基础的项目，但是这一课程中的很多知识却具有高维表现层级。同时初中生的求知欲也是比较旺盛的，对于更多的物理电学现象也有着较强的实验探究诉求，从而为自身后续的整合认知、探究活动提供了更为丰富的素材。根据这两点事实，初中物理教师可以凭借现代信息技术的虚拟场景还原和演示功能，将一些在现有条件下无法直接操作的电学实验内容以科技手段展示给学生，一方面开阔了学生的电学实验视野，另一方面也可在更大程度上彰显出物理学科和电学知识的趣味性和价值性。

例如，在完成“电阻的测量”这一部分的讲解后，教师就可以依托网络资源和全息影像设备，将“电阻”以及“电压”“磁场线”等抽象化的物理概念具象为虚拟的可视化形象，并将电阻的作用过程以伪实景的形式呈现给学生，让学生在逼真的场景下对于“电阻测量”方面有关实验的操作步骤和现象形成直观的认识，进一步了解“电阻”的概念以及常见的电阻测量方式、原理。

（二）依托整合式理念，重视对生本探究活动的应用

1.在电学实验教学中树立“留白”意识

学生是学习行为的主体，只有让学生进行自主思考，教学活动才能够变得更有质量——这也是整合式教学中“生长性教育”理念的集中体现。初中物理教师在进行电学实验教学时，不要以“保姆”的身份自居而对所有知识内容“赶尽杀绝”，要根据学生的能力以及具体的项目内容来体现出“留白”意识，将一些操作知识单独预留出来作为问题组织学生进行自主思考和假设，在这个过程中锻炼学生的电学实验认知能力和自我探究意识，从而让电学实验教学体现出更强的生本特色。当然，这一方式只适用于电学实验的理论教学阶段，切不可让学生带着未知去开展电学实验，以免造成安全事故。

比如，对于“探究电流与电压、电阻之间的关系”这项实验的讲解，教师可以在完成基本内容的串讲后提出这样的问题：“如果一个形状不规则的电阻内部是‘蜂窝状’的，那么我们通过实验得出的电流值只能是一个平均值，若要精确测量这个电阻不同部位的具体阻值及其对电流大小造成的影响，这项实验该怎么进行呢？”而后教师便可组织学生进行结组讨论，并根据具体情况从“不完全接入法”等角度出发给予他们必要的提示。然后让学生通过小组探讨、小组合作的形式展开实验，在实验中找出电流与电压、电阻之间的关系。

2.在电学实验教学中引入类比实验探究

初中教材中所收录的各类电学实验是以一些具体的材料和对象为实验元素的，但是教师所要教给学生的则是开展这一类电学实验的总体思路和科学方法，从而为学生在整合学习过程中依托宏观成果开展生成性探究创造必要条件。出于对这一目标的追求，初中物理教师要在完成目标电学实验的教学后，根据实验所用到的方法和知识来为学生提出一个具有较高相似度的新课题，鼓励学生以类比的方式来思考、设计这一课题的有关电学实验，并可在条件允许的情况下发动学生结合刚才的电学实验经验来做尝试性探究。这样一来，学生对于电学实验的“验证手段”的功能将形成更准确的理解，自身的电学实验思维和探究意识也将变得更加成熟。

例如，在完成了有关“电阻的测量”这一方面的几项实验的操作教学后，教师可以引导学生对实验中具体的电阻材质做进一步的拓展（注意做好前期的安全教育工作），鼓励学生利用同样的思路和方法来探究木头、塑料泡沫以及不同种类的金属等物质的等量电阻值，并让学生在完成实验之后总结一下以不同材料为对象的电阻测量实验在具体的设备应用、环节操作等方面所存在的异同点。

3.在电学实验教学中引入逆向推导

传统模式下的实验教学一般是按照“发现现象—提出假设—开展实验—得出结论”的流程进行的，但是有时候学生的物理实验素养并不只体现在对实验的“顺向操作”上，更应包括对实验原理和对应知识的“逆向推导”，这样才能够保证整合式教学体现出更强的自由思维性。据此，初中物理教师可以打破常规的实验教学路数，首先，向学生展示一项电学实验的操作过程和现象，而后引导学生根据自己所学到的知识和有关电学实验经验去判断导致这一现象的原因以及有关操作的设置依据是什么，用这种办法来完成对学生“电学知识”和“实验操作”之间认知渠道的疏通和强化，从另一个角度出发提高学生的电学实验探究素养。

比如，在“电阻的测量”相关实验的教学过程中，教师可以直接向学生播放一段表现该实验具体操作的视频，而后分别就其中实验者改变电阻的线路接入位置、变化多个电阻间“串联”和“并联”关系或者调节电阻器触点等操作的依据提出问题，并引导学生说出这些操作不能同时进行的原因是什么等。让学生通过自己动手操作，在错误的操作中总结经验，教师要鼓励学生在实验中不断探索、不断研究，培养学生勇于探索的实验精神。

（三）依托整合式理念，重视对生活资源的应用

1.利用生活物品开展电学实验教学

在很多初中生的眼中，物理实验，尤其是电学实验似乎永远和“密密麻麻”的导线以及一些精密的仪器联系在一起，颇有种“可远观而不可亵玩焉”的架势，这也是他们对电学实验有些“敬谢不敏”的主要原因。为了扭转这一片面印象并让学生真正获得以整合性思维看待电学知识的条件，初中物理教师可以在设计电学实验的过程中，在保证实验效果和安全的前提下，有意识地选择一些生活中常见的物品作为电学实验器材，一来能够让学生对电学实验感觉更加亲切，二来也可以从侧面彰显出电学知识在现实生活中的巨大“存在感”，从而使学生表现出更强的电学实验学习意愿。

例如，对于较为简单的“用电流表、电压表测电阻”这个实验，教师就可以选择学生手头的橡皮、铅笔芯、金属尺、书本或者讲台上的粉笔、黑板擦等来作为充当电阻的物品，甚至可以在固定电阻物品的情况下用家庭中常见规格的电线来取代实验导线。如果学生的条件允许的话，教师还可以让学生在课下利用上述材料和实验导线做一次课堂还原实验，进一步掌握电阻的测量方法和电压表、电流表的使用手段。

2.利用生活现象开展电学实验教学

越是在生活中能够得到广泛印证和使用的知识就越能引起学生的兴趣，学生在学习时的状态也就越好，其整合式认知意识的萌发也就同样具备更好的条件，这是放诸四海而皆准的道理。据此，初中物理教师在组织电学实验教学时，不妨选择一些学生在生活中常见的电学现象作为探究课题，依托教学内容和目标来设计出对应的电学实验组织学生操作，既满足了学生认知生活的意愿，又能够在客观上帮助学生完成一次对电学知识和实验方法的有效应用，可谓一举两得。

比如，在进行“电阻的测量”这一方面的电学实验时，教师可以首先引导学生思考：“现在国家的供电系统已经比较完善了，我们在生活中所遇到的停电现象基本都是‘跳闸’导致的。那么既然如此，为什么人们不干脆进一步降低家庭电路中元件的电阻，从而避免‘跳闸’现象的出现呢？”而后便可发动学生利用本堂课所学的内容去进行生活实验探究，并形成相应的探究报告作为作业上交。

（四）依托整合式理念，重视对综合实践活动的应用

1.依托综合实践感受电学实验知识的正确性

“实践是检验真理的唯一标准”，这是一句颠扑不破的至理，也是整合式教学模式得以大行其道的核心对标。初中物理教师除了要做好课堂电学实验教学外，还要根据课程内容、目标以及学生的能力、兴趣，积极组织学生来到综合环境下开展一系列的电学实践活动，让学生将自己的电学实验知识和技能带到更为广阔的天地中，在这个过程中鼓励学生去验证自己在课堂上学到的电学实验信息，以此来进一步巩固学生的电学实验学习效果，并从更深程度上激发他们学习、应用电学实验的积极性。

例如，在完成了“用滑动电阻器改变电路中的电流”这一实验的讲解操作后，教师可以在征得学校同意并采取必要的保障措施后带领学生来到学校的广播站，帮助学生拆解并分析功放系统中的声变电阻元件，而后通过实验中的方法将声变电阻改装成并联式的可调电阻装置，再通过对这一装置的操控去试着调节功放系统的广播音量等。

2.依托综合实践解决实际问题

“学以致用”才是教育的真正目的，只有让学生将电学实验中的知识和技术应用到实际问题的解决中，电学实验教学才能体现出核心价值并促成生本整合式素养的有机生成、提高。初中物理教师可以根据电学实验的内容，带领学生来到综合环境下去解决一些实际性的电学问题，并在这个过程中鼓励学生对自己业已掌握的电学实验操作进行个性化改良，从而使学生在完成电学实验学习成果的二次消化的同时获得极强的成就感。

比如，在完成涉及“电阻的测量”这一方面的电学实验教学后，教师就可以利用周末的时间和学生来到附近的医院、银行、体育中心等场地并观察其中滚屏器、交互练球机等设备的运作方式，利用有关电阻测量和调节方面的实验技术来估测这些设备的使用时长和其中电阻性元件所存在的问题，同时选择一些具有实际应用价值和效果的方法作为向这些场地提出的完善设备保养、使用方法的建议等。

除了以上几方面主要策略外，初中物理教师还要在电学实验教学过程中重视对家校合作机制的应用，一方面依托微课资源来帮助学生家长获得更为良好的开展居家电学实验辅导的条件，另一方面也要建议家长根据居家生活内容来有意识地为子女提供更多应用电学实验知识和技法解决现实问题的机会，同时还可布置一些亲子向的电学实验作业供家长和学生一起完成，从而让电学实验教学以及整合式教育模式的创新发展得到来自家校合作的助力。

综上所述，教育不仅仅是对理论的学习和记忆，更是一种对技术的掌握和对问题的实践探究，这就需要实验教学彰显出其独特的价值和作用。初中物理教师要真正认识到这一点，依托整合式教学理念不断强化对电学实验教学的创新、优化力度，围绕不同主题，依托不同方法设计、实施系统性的电学实验教学方案，帮助学生以更加自主、能动、有趣的方式去学习电学、开展实验、研究电学并最终爱上电学，从而为学生日后进一步的电学实验学习以及课程综合素养的稳步成长打下坚实的基础，并真正将“学以致用”的科学教育理念落到实处。