基于“动手做”的课堂教学设计——对“初识家用电器和电路”教学设计的点评

(1．南京师范大学物理科学与技术学院，江苏 南京 210023；2．南京师范大学附属中学，江苏 南京 210003)

2014年3月24日，在《教学新时空》网页上播出了张媛老师的“初识家用电器和电路”的课堂教学实录，笔者听了这节课和张老师的介绍，收益匪浅.有关的录像、主讲者的介绍和对此课的点评，读者可从《教学新时空》中查阅，想以这节课为例，谈一点基于“动手做”的这类课的教学设计建议.

1 为什么要以“动手做”为这节课的基本教学模式

这节课是初中电路的第一节课，学习的主要知识是：电路组成的基本构件及各部分的作用，电路的三种状态(通路、断路、短路)，电路的元件符号和电路图.学习的主要技能是按规范要求连接简单电路的技能.这节课的特点是需要学生有较多的实践体验，它不同于知识演绎、分析和概念性较强的那种课型，学生难以借助更多的生活经验和已有的理论知识来学习本节的内容，因此不太适宜用“自学”为主的教学模式.它也不同于发现问题并围绕问题展开的探究性课型.问题是有的，比如，如何使小灯泡亮起来，本节课主要是用技术来解决问题，在解决技术问题的过程中，让学生体验、感受、归纳出电路的基本概念，并在实践活动中初步形成连接简单电路的技能.因此，无论从知识的建构、技能的形成，还是从习惯的培养、学习兴趣的激发方面来看，选择“动手做”的教学模式都是合适的.

2 从整体结构考虑确定本节课的教学目标

本节内容涉及到的目标较多，例如，从能量转化的角度认识电源与用电器，知道直流电源和交流电源，认识电路的组成，知道通路、断路和短路，认识短路的危害，知道常用电路元件的符号，会画简单的电路图，会连接简单的电路，知道电路连接的规范要求等等.要上好这节课，首先必须明确哪些是本节课的重要目标，以及目标要求应达到何等层次，为此需要从整体结构考虑确定本节课的教学目标要求.

纵观教材，从电路的角度看，本章的知识结构如图1所示.由此可知，许多的目标不可能在第一节课中达成，重要的是通过第一节课形成一个良好的开端，为达成这些目标奠定基础.例如，关于从能量的角度认识电源和用电器，它反映了教材编写以能量为主线的理念，让学生有能量的意识，但这节课的要求是极其粗浅的.本节课从用电器引入，重点不在深入讨论其中的能量转化过程，而在体现从“生活到物理”的理念，激发学生学习电路的动机.再如，知道电路的三种状态，短路是学习的难点，但不是第一节课就能解决的问题，教师应当把握好在不同阶段对学生的要求.在这节课中，学生应知道电源短路的状态.在学过两种基本电路的连接方式和欧姆定律后，他们就能够从理论上分析两种不同的短路现象.在学习“电功和电热”之后，对短路造成危害的原因和防止措施就会有更深的认识.因此，教师不要急于“一步到位”.

图1

3 从学生的心理特点出发，构想层层递进的“动手做”活动

本节课的主要目标是要让学生认识电路必要的组成部分，各部分的作用，最简单的连接方式的特点，通路、断路、电源短路的特点；要让学生知道常用电路元件符号，会连接简单电路，会画简单电路图.怎样实现这些目标？如果让学生自学、讨论，学生做一些体验性实验，老师演示实验并讲解，可以达成这些目标，但是否符合学生的心理特点？能否有效激发学生学习动机、使学生的科学素养得到更好的提升？却需要更多的思考.

从这节课的特点考虑，选择“动手做、做中学”的教学模式，让学生模拟发明创造的技术设计过程，给学生有更大的挑战性，也许会更好一些.如何构思教学过程，提供下述方案供老师们参考.

(1)电路的教学

提出任务：晚间，走在乡间的小路上，周围漆黑一片，需要照明来帮助我们行走.假设我们处在电筒还没有发明的年代，怎么办？

活动1：怎样使一只小灯泡发光

①要使小灯泡发光，只有小灯泡是不够的，还需要电源(电池)，试一试，能否只用这两件东西使小灯泡发光？

在实验活动中要让学生知道，灯泡中灯丝的任何一端只与电池的正极或负极接触，都不能使灯泡发光.

②设法用一根导线、一节干电池使一个小灯泡发光.

③实验后，画出实物图(如图2).

图2

④交流：比较不同的连接方式，要使小灯泡发光，必须满足什么条件？

图中的各种连接方式都不相同，但有一个共同的特点，就是灯泡的灯丝两端分别与电池的两极相连，它是靠导线连接起来的，即提供了一个电流的通路，让学生初步接触“路”的概念.

⑤讨论：这种连接方式有什么缺点？

通过讨论，学生发现从技术设计的角度考虑，它不能实现有效的控制.

活动2：如何能控制小灯泡的发光和熄灭

提供的器材有：电池，小灯泡，灯座，开关，导线.

①想一想，如何用所提供的器材使小灯泡发光，并且可以控制小灯泡的发光和熄灭？

②阅读“信息快递”，了解连接电路的注意事项.

③连接电路，进行实验.在实验过程中，老师巡视指导，帮助排除故障.

通过交流小结，学生建构了关于电路的认识：

①比较各组的实验，说明要使小灯泡工作需要满足什么条件.可以请学生上台展示电路和讲解，并总结：电路中必须有电源、用电器、开关、导线，缺一不可；电源、用电器、开关必须被导线连接组成一定的电流路径；开关接通时，有电流通过用电器；开关断开时，电路中没有电流.

②教师小结：什么是电路？电路组成各部分的作用分别是什么？电路的两种状态是：通路和断路.

③交流学生在电路连接中遇到的问题，使学生知道开关接通时也可能因接触不良而断路(或时断时通)，电路还可能有短路的状态.

(2)电路图的教学

为了技术设计，我们要画各种各样的实物电路，这有什么缺点？怎么办？

统一规定各种电路元件的符号，再根据连接方式画出电路图.

①阅读教材中的电路元件符号.

②练习：观察实物，画出元件符号.

③画出活动2的实验电路图，提出规范的要求.

活动3：课堂小结活动

①观察手电筒，想象并画出它的电路图，试说明电筒内电池、小灯泡、开关可能是怎样连接成一个电流通路的？从技术发明来看，它有哪些巧妙的地方？

②请同学上台使电吹风工作起来，请问，要使电吹风工作必须有哪些器件组成？你能画出它的电路图吗？

活动4：课外观察和制作

在家里或者学校实验室找一些材料，制作一件用电池供电的小电器，如小电筒、小风扇、小音乐贺卡、小门铃、小台灯等.做好后进行展示，评比，评出最有创意、最佳工艺、取材巧妙、最佳效果奖.

上述活动是以模拟技术创新的思路设计的.第一个活动是具有开放性和挑战性、但不困难的活动.如果小学做过这个实验，可以把实验的各种方式拿来讨论一下.第二个活动是为解决电路控制问题而进行的，它是初中物理教学中第一次规范连接电路的实验活动，对训练良好的实验习惯有重要意义，它又是本节学习知识的核心活动，通过它构建电路、电路组成、电路的三种状态的概念.第三个活动是本节课堂小结性的活动，其中有两个小活动，“观察手电筒”的活动可使学生感悟到：活动1、2为产品研发奠定了基础，而转化为应用发明，还要解决技术性的问题.使电吹风工作的活动，既巩固本节所学知识，又使学生发现了新的问题，从而为下节“电路连接的基本方式”激发了学习动机.第四个活动延伸到课外，为不同学生提供发展个性特长、施展创造力的机会.

4 关于“动手做”与知识建构的关系

“动手做”不是教学的目的，“动手做”与“做中学”是紧密联系在一起的，因此在教学设计中，应当使学生动手做的过程与自主建构知识紧密联系起来.为此，在考虑活动的选择、组织和指导时，应当充分关注学生中存在的“前概念”.例如，学生对“电”是既生疏又神秘的，生活中的触电现象使学生产生了“接触而生电”的前概念，因此缺少对“路”的科学认识，在活动1中，让学生尝试用灯泡的一极与电池的一极接触，就是针对此项的措施.在活动1、2的交流中，不只是展示可以让

小灯泡发光，还要让学生对不同连接方式进行比较，找出它们的不同点和共同点.围绕“怎样使一个小灯泡亮起来”的问题，讨论需要哪些器材、这些器材应当怎样连接、如何能够控制，还应当帮助学生寻找一些带有本质性的条件和特点.例如，无论开关在小灯泡的哪一边，只要电池、小灯泡、开关与导线构成一个回路，小灯泡就可能工作；当开关接通时，这个回路就提供了一个电流的通道，电流流过小灯泡，小灯泡就发光了；当开关断开时，这个回路不通了，没有电流流过小灯泡，小灯泡也就不发光.通过交流连接电路中遇到的问题，学生在实践体验中进一步认识电路的三种状态.在这样的基础上，推广到一般的用电器，学生就能较好地理解电路的基本知识.

5 关于“动手做”过程中的技能指导问题

学生连接电路需要一定的技能，教师适时的指导是必要的.但要把握好发挥学生主动学习与教师指导的关系.在第一个活动中，教师没有必要告诉他们怎么连接电路，但必须在动手前告诉学生，绝对不能用导线把电池的两极直接连起来！在第二个活动中，待学生思考以后，让学生阅读“信息快递”，从而让学生明确规范要求，再进行操作，这是必要的.不能等学生做完了实验再去讨论这些规范的要求，否则已经造成了不良的后果.当然在学生实验过程中仍会出现一些错误或故障，教师应当通过巡视指导，帮助排除故障.必要时，可以暂停全班实验，指出共同性的问题，再让实验继续下去.在本节课结束前也可以花一点时间，总结连接电路的规范要求.

总之，以“动手做”为基础的课堂教学设计，不能局限在动手上，必须关注动手实验与思维的结合，从整体探究和建构知识的需要考虑，从学生的思维角度考虑，这样的课堂教学才会活泼、自然和有效.

参考文献：

[1]刘炳昇，李容.义务教育课程标准教科书 物理九年级上册.南京：江苏科学技术出版社，2013.