与物理综合实践活动相结合的实验教学设计

曹智芬

[摘 要]综合实践活动是一种以学生的经验与生活为核心的实践性课程。通过综合实践活动，可以培养学生的实践能力和创新能力，以及综合运用学科知识、自主获取知识的能力。以“测量灯泡功率”为例，研究和设计了完整的实践活动的思路方法和流程，通过课堂实施取得了显著的效果。

[关键词]物理；综合实践；实验教学

综合实践活动是基于学生的直接经验，密切联系学生自身生活和社会生活，体现对知识的综合运用的课程形态。这是一种以学生的经验与生活为核心的实践性课程。综合实践活动追求的核心价值就是培养学生的实践能力、创新精神、情感态度与价值观、良好的个性品质，以及综合运用学科知识、自主获取知识的能力等。江苏凤凰科学技术出版社出版的初中物理教材就很好地体现了物理学科知识与综合实践活动的有效结合，在此，以九年级（下）第十五章“电功率”为例，说明如何将物理课与综合实践活动有效重组，并指导活动开展。

一、设计思路

本节课是在学习了电能表、电功和电功率概念之后的一节测量灯泡功率的实验课，包括用伏安法测量小灯的功率及用电能表测量大灯实际功率。设计思路如下：以小明选灯泡引入，发现了大灯泡上的电学参数，引导学生观察小灯泡上的参数“2.5V，0.3A”，提出功率为0.75W的小灯有多亮的疑问，激发学生探究兴趣；通过实验获得小灯泡电压小于、等于、略大于额定电压时的功率及亮度情况；然后思考和讨论如何用电能表和计时器测量大灯泡实际功率，并用自制教具完成测量任务并计算。通过本节课的学习，学生要掌握两种测量功率的方法，掌握P=UI和P=W/t两种计算功率的公式，锻炼动手能力与合作能力。

二、设计特点

1.两只灯泡贯穿整个教学过程

问题情景是小明要到超市买灯泡，请学生帮助小明选灯泡，在这一过程中要了解各种灯的特点、用途等，还要了解同一种灯的不同规格，由此引导学生观察灯的各种参数并说出其物理意义（如“220V，100W”代表的含义是“额定电压220V，额定功率100W”），然后引导学生观察实验室里小灯珠上的参数，追问其参数意义以及额定功率。教师提出质疑：在额定电压下，灯的功率真的就是这么多吗？从而引出“测量功率”的主题。从选购灯泡到认识灯泡参数再到测量功率，层层递进，从生活引到课堂，自然而流畅。

2.“板块三串式”教学设计明晰知识主线

每一板块的教学都由任务性问题、学生活动、教师反馈三大部分组成。任务性问题要具有导向性，可对具体的学习任务及目标进行分解；学生活动的设计要充分利用学生已有知识，给予学生独立的思考空间，可以在小组中开展同伴互帮互纠。教师反馈设计要求教师及时了解学生活动情况，抓住学生疑点进行及时点评分析，同时通过巡视及时帮助学习有困难的学生，使每位学生都能有收获。

3.凸显学生在课堂上的主体地位

物理是一门以实验为基础，对动手能力与思维能力要求较高的学科，因此教学活动设计要能够培养学生的这些能力，凸显学生的主体地位。如在这一课例中，要求学生自主设计测量小灯泡功率的电路图、设计记录实验数据的表格、连接电路完成实验并记录数据、对实验数据进行分析并得出结论、分析实验中出现故障的原因、设计测量大灯泡实际功率的方法等。这些丰富递进的活动设计，调动了学生探究的积极性，有利于培养学生的动手能力及物理思维，真正营造以学生为主的学习氛围。

4.在综合实践活动中有效开展实验教学

在教学设计中，教师大胆地将两个测量原理不同的实验融入了一节课，更能体现电器功率相关知识的完整性。其中，利用公式“P=UI”测量并计算小灯泡功率的实验采用了学生分组实验。而利用电能表与秒表测量大灯泡实际功率的实验，受时空限制，先在课堂上探讨实验方案，利用自制教具演示实验过程，然后给学生布置任务：课后利用家里的电能表和计时器进行测量。这样就提高了综合实践活动的有效性。

三、设计流程

1.理解两种灯泡的参数

教师用图片展示灯具店里琳琅满目的灯泡图片，设计了如下问题串（任务性问题），由学生观察思考后做出回答（学生活动），教师根据学生的回答来判断学生是否已经理解了参数含义（目标达成与反馈）。

（1）小明同学到超市里买灯泡，该如何选呢？

（2）家庭电路中常用大灯泡来照明，大灯上的这些参数代表什么意思？

（3）实验室中常用小灯来做实验，小灯上的这些数据代表什么意思？ 如果也要标注额定功率的话，应该标多少呢？

2.测量小灯泡的功率

教师提出一系列任务性问题，学生采取不同方式完成任务。教师通过巡视、学生回答、学生展示的实验结果来判断目标达成情况与提供反馈。

（1）小灯在额定电压下的功率真的就是这么多吗？如果你是厂家的检验员，该如何检测呢？（独立思考后与同伴交流）

（2）测量小灯泡在不同电压下的实际功率需要考虑的几个问题：實验原理是什么？此方法叫做什么法？实验需要测量哪些物理量？需要用什么器材？请画出测量电路图。（独立完成后与同伴交流）

（3）有没有必要接滑动变阻器？（独立思考后与同伴交流）

（4）根据设计的电路图，连好实物示意图。在连线操作中，一般要注意什么问题？（学生按照教材中的实验要求进行实验，完成对小灯泡实际功率和额定功率的测量并填写实验数据）

（5）实验记录表中是否要增加小灯泡电功率的平均值这一栏？填写实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的关系。（独立思考完成教材上的填空，然后小组交流，小组代表回答）

（6）你有哪些排除实验故障的经验与大家分享？（学生回答）

在这一部分，要求问题的设计有现实意义，能激发学生的兴趣。学生独立完成电路设计，教师则根据学生电路图出现的问题，及时进行反馈；学生合作完成电路连接和测量，培养动手能力和团结合作意识；根据实验数据，学生独立进行归纳与总结，提高处理实验数据的能力；教师对学生实验时遇到的问题进行分析，培养学生观察思维和分析问题的能力。

3.测量大灯泡的功率

教师提出以下一系列问题引发学生思考；学生活动包括观察实验、回答问题、计算、对比测量方案的优劣、分析解决新的问题等。教师通过巡视、学生回答、与学生一问一答等检查目标达成情况并提供反馈。

（1）怎样用家庭电路和其他常用器材测量大灯泡的功率？（学生独立思考后小组讨论，教师巡视）再考虑如下问题：实验原理是什么？需要测量哪些物理量？需要的测量器材是什么？（用问题形式引发学生思考，逐渐明晰测量家用灯泡实际功率的方法以及需要测量的物理量。）

（2）电能表上的信息是什么？（观察实验，记录数据并计算；学生代表回答）

（3）如果仅测这盏灯的功率，其他用电器该如何处理？为了精确测量，测量方案有两种：一是测量指示灯闪烁10次的时间；二是测量1分钟之内指示灯闪烁的次数。哪种更好？（给出两种测量方案，是为了让学生在对比中明确如何减小测量误差；学生独立思考，师生问答）

教师演示实验：利用电能表测量大灯泡的实际功率，并填写表格。

（4）小明用上述方案1在傍晚7点和10点分别测量出了他购买灯泡的功率，结果是95W和103W，为什么不一样呢？（此环节进一步巩固灯泡实际功率与实际电压的关系，有应用知识分析实际问题之意）

四、课后反思

本次实验教学从学生实际情况出发，对教学资源进行了有效整合，引导学生层层递进地展开探究活动，在以下方面取得了较好的效果。一是新课引入时，依据学生的生活经验创设问题情景，即从选灯泡、观察灯泡参数引出问题，激发了学生的探究兴趣。二是在测量小灯电功率环节，采取小组学习方式，由学生自己设计实验。学生通过讨论得出了正确方案，并了解了滑动变阻器在实验中的作用，为之后顺利完成测量实验奠定了基础。三是在测量大灯电功率环节，通过小组讨论和教师的梳理，学生渐渐明确了测量大灯功率的方法，最终顺利完成了实验的设计、测量和计算，以及结果评估。

但在教学中仍有不足需要改进。一是由于在课前器材准备充分，实验进行得很顺利，很少出现电路故障，也同时减少了学生对实验故障进行分析的機会。二是测量大灯功率的设计是为了给后续开展综合实践活动做示范引导，但在课堂上教师的引导相对多了一些，应给学生留出更大的探索空间。

课堂教学是教育教学改革的主阵地。物理教师需要不断更新教学理念，反思教学行为，改进教学方法，完善教学策略，才能切实有效地提高物理教学的质量，使学生会学、乐学，并在探究中不断发展学科素养。

参考文献（编者略）

（责任编辑 郭向和）