基于学生经验的“变阻器”教学探析

盛建国

[摘 要]教学要关注学生经验已是共识，但重视学生经验不能窄化为只关心学生已有经验，也不能浅化为仅仅是让学生动手实践，获得感性体验。基于学生经验的学习不仅要以学生已有经验为起点，以学生实践体验为教学手段，更要以基于实践的主体反思和思维发展为重点，促进学生经验的生长，实现学习的自主、自悟。文章以“变阻器”教学为例，探讨“基于经验，思辨悟理”的初中物理教学。

[关键词]学生经验；变阻器；教学案例；初中物理

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）26-0043-02

“变阻器”是我国各版本初中物理教材中都有的内容，也是各种公开课中大家非常熟悉的课题，其教学重点在于滑动变阻器的原理与接法。应该说，相比于“比热容”和“凸透镜成像规律”等概念、规律难点课题而言，滑动变阻器的原理与接法对于学生来说并非学习难点，最终掌握并不成问题。但在新授课教学中，教师如何做到关注学生经验，从学生经验出发设计学習活动，让学生在自主探索中成长经验，掌握知识与技能，发展思维能力，培育科学素养呢？为此，笔者做了以下教学尝试，觉得效果较好，供大家参考。

一、基于“学生经验”的教学设计

1. 以“学生经验”为学习起点

本课设计首先从“收音机音量调节”情境引入课题，通过实物呈现一个事实，即收音机调节音量旋钮改变音量，实际是通过调节一个电子元件（电位器）来实现的。然后基于“电位器能调节收音机音量”的事实提出问题，请学生猜想：如果把电位器接入我们实验室中的电源与小灯泡电路中，调节电位器旋钮，可能产生什么效果？（如图1所示，10Ω电位器）由此自然引出电位器能调节小灯泡亮度并制成一个调光灯的猜测。接着让学生观察电位器，并在教师未做任何提示的情况下进行实践摸索，验证猜想：电位器是否真能调光？学生兴致盎然，积极动手完成这一力所能及的简单探索，很快就发现，电位器能调光。教师接着追问：“所有接法都能调光吗？你有几种能调光的接法？能调光的接法有什么规律？”学生的话匣子就此被打开了……

2. 以“经验摸索”为学习方式

面对一个真实、陌生、简单的电子元件，学生很快通过自己摸索发现了电位器能调光，并掌握了它的接法，进而还找出了电位器调光的规律：一定要用上中间的接线柱，再加两边任意一个；只接两边的接线柱是不能调光的。这样的电位器调光规律已经不仅仅停留于浅层的活动体验，而是在实践摸索中加以反思，进而概括和总结，得到了以事实亲历为支持和强化的经验。这样可贵的经验具有鲜活的生命力，并且因为手脑并用、自主发现而可迁移，具有生长性。如果我们的物理课堂多一些这样的自主摸索和实践发现，在今后生产和生活中，当我们的学生面对一台新的机器时，面对一个新的难题时，他的这种自主摸索、实践创新的品质与精神就显得尤为可贵。

3. 以“经验生长”为学习目标

在学生摸索发现电位器调光连接规律后，课堂的疑问和探索并未就此止步。教师适时追问：“那么你有没有想过，为什么电位器调光一定要接中间的接线柱？只接两边接线柱为什么不能调光，且小灯泡始终很暗呢？你想不想知道其中的奥秘？想不想拆开电位器来一探究竟？”在用一系列的“疑问、反问和追问”吊足学生的“胃口”后，教师请学生从课桌肚中拿出另一个相同但已拆开后盖的电位器（如图2所示），并投影介绍电阻丝和旋臂这两个构造，然后请学生观察并思考，小组讨论，尝试自主解答上述问题，领悟电位器之所以一定要接中间的接线柱才能调光，是因为调光的实质是通过改变电位器接入电路中电阻丝的长度，从而实现变阻的。这种拆解元件，观察、实践、揣摩、感悟原理的方法和过程，同样对发展学生的观察能力、思维能力、动手能力、逻辑分析以及判断推理等诸多物理学科的关键能力有着重要作用。

本课的教学流程如图3所示：在课堂上，学生从一个真实、有趣而且简单、可操作的电子元件——电位器的摸索实践起步；从电位器调光的摸索活动中获得鲜活的经验，自己发现了电位器变阻调光的原理；并在铅笔芯调光活动中得到了强化；接下来教师直接出示实验室现有的变阻器材——滑动变阻器，简单介绍其构造后，请学生根据课堂获得的经验和感悟，对滑动变阻器的接法提出合理猜想，这是一个思维含量较高的课堂活动；随后用实验验证自己的猜想，在手脑并用的反思性实践中“自悟”得出滑动变阻器的原理和接法；并且最后在油量表和电阻箱这两种生产生活的实际情境中得到学以致用的训练和巩固。整个学习过程充分体现了教师创设有效情境，寓物理学科教学于学生喜闻乐见的真实小元件摸索活动之中，在循序渐进的探索与发现活动中，让学生动手动脑，积极思维，总结归纳，发现感悟，有效完成了三维课程目标，实现了学科关键能力的培养。

正是在这样从“做中学”到“悟中学”的过程中，学生收获了课堂成功的喜悦，领略了物理学科的魅力，完成了“经验生长”的过程，实现了科学素养的培育和提升。

二、体现“思辨悟理”的教学探索

1. 以“学生经验”作为贯穿学习过程的核心要素

学生经验在教学中的地位极其重要。《基础教育课程改革纲要（试行）及相关课程标准》明确指出：“要关注学生的学习兴趣和经验……要关注学生的成长需要与生活体验……注重与学生生活经验和社会实践的联系，通过学生自主参与的、丰富多彩的活动，扩展知识技能，完善知识结构，提升生活经验。”本课的教学力图体现对学生经验的高度重视与关注，教师在教学设计中不仅关注学生已有的经验（事实上学生对滑动变阻器的原理没有前期经验，仅由上节课学习知道影响导体电阻的几个因素，知道改变导体长度能改变电阻），更重视联系生活实际，开发学习资源，创新教学设计，为学生在学习活动中获得丰富体验与真实经验创造了条件，为学生自我反思，总结提炼经验提供了平台，为经验的生长提供了学习的土壤，还为学生经验的应用与检验创设了情境，使学生经验真正成为贯穿整个学习过程的核心要素。

2. 以“思维发展”作为衡量学习行为的重要指标

著名教育心理学家奥苏贝尔有句名言：“如果我不得不把全部教育心理学还原为一条原理的话，我将会说，影响学习的唯一重要的因素是学习者已经知道了什么。”即要依据学生原有的知识来展开教学，要注意符合学生的认知规律与思维发展规律，要注意教学逻辑的顺畅。本课的外在表现形式因为学生对电位器的自主摸索活动而让人眼前一亮，但其真正使教学思维顺畅，师生互动高效和谐的关键，是课堂那条看不见的思维主线和教学逻辑主线。学生由实践摸索获得一定的体验，再经过反思性概括得到一定的经验，进而能自悟滑动变阻器的原理及接法，并通过实验加以验证。其中手脑并用的思维发展才是课堂的关键所在，实践经验与思维发展相辅相成，互相促进，相得益彰。教學中多从课堂思维含量上做一些思考，能有效改善当前部分物理课堂只重视活动形式，不注重思维发展，导致课堂活动热热闹闹，但学生思维简简单单的现状。有效的教学设计需要俯下身来，从学生立场出发，规划一条符合教学逻辑的课堂思维主线，保障并促进学生学习活动的顺利推进。

3. 以“自主自悟”作为践行生本理念的课堂追求

在本课“电位器探秘”教学中，教师在黑板上画出电位器的结构原理图（图4）；在“滑动变阻器”教学环节，又在黑板上画出滑动变阻器的结构原理图（图5）。在教学中，教师又提出两个问题让学生讨论：（1）滑动变阻器的实物有四个接线柱，为什么其电路符号却可以只画三个接线柱呢？（2）请你对比电位器和滑动变阻器的结构原理图，你有什么发现？ 这两个问题启发学生根据学习所得经验，自主思考，总结感悟。对于第一问，当学生想明白了滑动变阻器金属杆两端实为同一接点，所以其实只有三个接线柱，对于滑动变阻器的原理和接法又有了更为深层的理解；第二问很有深意，学生思考后恍然大悟：滑动变阻器实质就是一个电位器，两者的学习经验至此融会贯通，互相印证，学生真正领悟了本课的精髓，这样的学习，培养了学生的高阶思维能力，可谓真正是“自主、自悟”式学习，即基于实践经验，基于经验生长，在思辨性学习活动中让学生自己悟出物理规律与科学原理，真正实现“悟中学”。事实与经验告诉我们：自己真正“悟”出来的东西一定是终生难忘的，并且其能力是可迁移、可发展的。

三、指向“核心素养”的价值追求

经过多次公开课的课堂实践，笔者发现，本课中基于学生经验的“变阻器”教学案例具有很强的操作性和收到了很好的教学效果。实践表明，在这样的学习过程中，绝大部分学生都能体会到“自悟”式学习的美好感受，包括考试成绩在班中位列中等及偏下的学生也都积极主动，收获满满。首先，几乎所有的二人实验组都能成功完成“电位器探秘”的活动，并发现电位器调光的接法及规律；其次，在前期经验的基础上，在教师介绍了滑动变阻器构造的前提下，大部分学生面对四个接线柱的滑动变阻器都能对其接法提出正确的猜想，并完成实验验证；最后，当学生掌握了滑动变阻器的原理和接法后，经过教师提醒，对比电位器和滑动变阻器时，恍然大悟：原来电位器其实就是一个滑动变阻器，二者本质相同。这种豁然开朗的心灵体验让学习过程变得通透而愉悦。学生的笑脸告诉我们，这才是他们心目中物理课堂真正应有的样子。

设计一系列真实而适切，有疑又有趣的学习情境和任务，让学生在探索发现中获得经验，并在经验生长中推进学习，激发他们的学习兴趣，培养他们在实践中反思概括的能力，使他们养成“手脑并用、思行合一”的良好习惯，是初中物理课堂教学的首要任务，也是当前初中物理课堂教学迫切需要努力改进的方向。我想，在这样“基于学生经验”的学习中，学生是真正“懂了”“悟了”“会了”。要让我们的物理学习进一步走向“自主、自悟”，实现关键能力培养与核心素养提升，不妨多一些这种“思辨悟理”式的教学实践与探索。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[Z].2001.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2011.

[3] 陈青清.“学生经验”概念：本义、拓展与误读[J].江苏教育研究，2015（16）：9-13.

[4] 约翰·杜威.民主主义与教育[M].王承绪，译.北京：人民教育出版社，2001.

（责任编辑 易志毅）