注重实验创新 体现课改理念——以“电压和电压表的使用”教学为例

(1. 江苏省镇江市丹徒区高资中学,江苏 镇江 212113;2. 江苏省镇江市丹徒区教师发展中心,江苏 镇江 212028)

物理学科核心素养的培养不是单纯知识的传授,而是要通过实验等活动,使学生在实验中获取新知的同时，将知识运用于实践。为达到更好的教学效果,教师不能局限于课本中的实验,需对其进行改进、创新。学生是学习的主体,创新实验要充分调动学生学习的积极性，关注科学探究与思维发展相结合。

“电压和电压表的使用”是在“电流和电流表使用”之后的新授课，虽然学生已经学习了电流概念,但电压的概念对于他们来说还是比较抽象,电压表的使用主要是学生动手操作，所以将本节课设计成一节实验课,整节课由5个实验构成。

1 设置冲突，引入新课

教师首先展示了电学中最简单的实验装置，由一只灯泡、开关、电池组成。

师:怎样才能使灯泡更亮?

生:增加一节电池。

教师有意将最后一节电池反接，接通开关后灯泡不但没有变亮,反而变暗了。

师:这是怎么回事呢?今天带大家一起来探索。

“电池反接”是学生平时实验中最常见的错误之一，呈现的实验现象与学生已有的认知相冲突,从而引发学生思考,激发学生进一步探索的欲望,调动学生学习的积极性。此时,教师并没有揭开谜底,而是引入新课。

2 类比实验，突破难点

“电压概念的建立”是本节课教学的难点。传统的教学方法是通过书本上的两张图进行类比,或通过动画的播放来进行类比。而本节课的教学设计是将图片上的内容制成实验教具，通过真实、生动的实验类比，帮助学生建立电压的概念，在课前先将图1所示装置中两边水管调至同一高度。

师:怎样使水轮机转动?

图1

生:抬高一端水管，打开阀门。

师:打开阀门使水路畅通,抬高水管的目的是什么?

生:两端形成水压差。

教师演示实验，过一段时间后,水轮机不再转动。

师:为什么水轮机不再转动?

生:两端不存在水压差了。

据此得出结论:水压差是形成水流的原因。

师:怎样才能让水轮机持续转动?

生:将低处水不断抽往高处。

教师引入抽水机，说明抽水机的作用是维持两端的水压差。再引导学生运用类比方法去理解电路，要想让电流通过灯泡，需要闭合开关,让电路形成通路,其次灯泡两端需要存在电压，得出电压是形成电流的原因。电源则类似于水路中的抽水机，电源的作用是提供持续的电压。

3 欲擒故纵，突破重点

本节课教学的重点是电压表的使用，教师首先介绍测量电压的仪器——电压表，接着便让学生测量电路中小灯泡两端的电压。在没有阅读说明书的情况下测电压,学生错误百出。教师在观察的同时用相机记录下学生的操作过程，充分暴露其错误后,教师请学生阅读电压表的使用方法。最后教师将记录下的操作过程展示出来,请同学判断对错。纠正错误的操作后,再进行正确操作，读出电压表示数，突出了重点。

针对电压表使用这一难点,教师采用了欲擒故纵的方法。欲规范电压表的使用,先放手让学生测电压，给学生提供试错的机会。大部分学生会误将电压表当成电流表,串联在电路中。此时,电压表有示数,灯泡不亮。学生认为电路出现了故障,有人开始尝试排查故障。当学生满心疑惑时,再让学生阅读电压表的使用方法,这时阅读的目的性更加明确。最后通过共同纠错,加深印象,达到巩固电压表使用方法的目的。

4 两表并用，丰富经验

为巩固电压表的使用,教师设计了用电压表测量简单电路(由一只灯泡、开关、电源构成)中小灯泡的电压、用电流表测量小灯泡中电流的实验。通过两表并用的方法,来丰富学生的两表使用经验,达到进一步区分电压表和电流表的目的。

5 破解冲突，提升认知

在规范电压表使用方法后,为进一步巩固电压表的使用方法，教师设计了测电池电压的实验。实验过程中部分组在串联干电池时出现了电池反串现象，这时他们测出的电池组的电压与其他组差别较大。当出现矛盾冲突时,教师并没有急于解释原因,而是对比了两组实验，让学生自主发现问题之所在。并引导学生联想在课堂引入实验中,灯泡变暗是否是因为电池反串。教师再次带领学生观察实验,破解谜团,并将反串电池改正,果然灯泡更亮。同时得出结论:欲增加电源电压,电池在串联时需正、负极相连。纠错后再次测量电池组电压，得出电池组总电压与每节电池电压的关系。

这一设计中巧借学生的错误,既解了“课堂引入实验”的谜团,又补充了电池组总电压与每一节电池电压的关系,还规范了电池的连接方式,避免以后出现错误。

6 结语

这节课的教学设计以实验为主线,使学生在实验过程中不断探索、不断发现、不断获取新知识。本节课多次巧借学生的错误,从新课的引入到电压表的使用以及最后的解谜,都借助于学生的错误,体现了学生的学习主体地位。通过实验设疑、实验解疑,不断激发学生学习兴趣,体现了课改的理念。