积木法在初中科学教学中的应用

郑丽丽

摘要：积木法就是类似搭积木一样，将一个复杂的器件拆分成不同的结构，然后再进行重新搭建，化整为零、以零凑整。初中科学教学中存在许多复杂的器件，例如，滑动变阻器、托盘天平、彈簧测力计，其结构构造、工作原理及使用方法就是重点难点。采用积木法进行教学，既帮助了学生对复杂器材结构的认识，也顺势解决学生对工作原理和使用方法的理解难点。

关键词：积木法;问题链;

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）06-064-1

一、研究背景分析

在初中学科学教学过程中，常常需用到许多实验器材，例如，滑动变阻器、托盘天平、弹簧测力计等。这些仪器其结构复杂，学生在使用过程中对其工作原理和使用方法一知半解。

滑动变阻器是初中科学电学实验中重要的实验仪器，电学实验中常常需要使用滑动变阻器来改变电路中的电流、电压。但是滑动变阻器的结构较为复杂，部件多、接线柱多。教学中往往直接展示滑动变阻器的模型，没有对其构造进行深入理解。因此，导致学生在变阻原理和判断有效电阻的理解上认知难度要求较高。

托盘天平是学生在称量过程中需要用到的实验仪器，学生在实际使用过程荣，往往容易在操作过程中以及判断称量结果偏大偏小的问题上出错。主要原因体现在托盘天平部件多、结构复杂、操作过程复杂等方面。教学过程中教师往往直接展示托盘天平，并告知结构名称，并没有对其结构的作用深入分析。因此，学生容易在实际操作中出现错误，对称量结果偏大偏小问题的判断感觉困难。

弹簧测力计也是力学实验中常常使用的实验仪器，由弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳、吊环等组成。教师在教学过程也往往直接展示，告知学生使用方法，并未分析弹簧测力计使用的原理及各部分结构的作用。因此，学生在学习过程中、解题过程中，容易出错。

二、积木法的应用

积木法就是将复杂的器件拆分成各个简单的结构，然后将各部分进行重新搭建，以零凑整。在教学过程中，可以采用积木法教学，让学生逐步认识复杂仪器各部分的结构及作用。同时，通过问题链的驱动，进行仪器的设计与制作，提高学生的分析能力和动手能力。

1.积木法在滑动变阻器教学中的应用。在教学过程中将滑动变阻器分成线圈、滑片、金属滑竿、支架等部分，通过问题链层层递进，逐步搭建滑动变阻器的模型。问题一：如何改变电路电阻？引导学生说出改变接入电路中电阻丝的长度。问题二：实际操作中发现需要改变很长一段导线才能达到改变电流的效果，如何解决导线过长？引导学生说出将线圈缠绕。问题三：如何解决线圈缠绕时相互触碰而短路？引导学生思考通过喷漆解决。问题四：如何解决导线喷漆后进行连续导电？引导学生思考沿直线将表面的绝缘漆刮掉（如图一），展示结构效果图（图二），解决连续导电问题。通过四个问题构建出滑动变阻器的线圈的模型。问题五：如何解决滑片悬空？搭建出金属滑竿的结构。问题六：如何固定滑动变阻器的各个结构？进行滑动变阻器支架的搭建。在此过程中，将线圈、滑片、金属滑竿、支架等部分结构作为“积木”，把问题链作为一条线，将有形的"积木"用无形的"线"串联起来，最后搭建出完整的滑动变阻器的模型。

2.积木法在托盘天平教学中的应用。在教学过程中将托盘天平分成托盘、横梁、指针、标尺、游码、砝码等部分，通过问题链层层递进。问题一：提出跷跷板模型，如何让两端放置托盘的横梁平衡？引出平衡螺母，结合生活中使用的称，通过平衡螺母对横梁进行调节平衡。问题二：如何判断横梁平衡？引出指针和刻度盘。问题三：放置物体称量后，用什么来判断其质量？引出砝码。问题四：若砝码不够又如何调节横梁的平衡？结合生活中使用的称，引出游码及标尺。在此过程中，将托盘、横梁、指针、标尺、游码、砝码等部分结构作为“积木”，把问题链作为一条线，将有形的"积木"用无形的"线"串联起来，最后搭建出完整的托盘天平模型。

3.积木法在弹簧测力计教学中的应用。在教学过程中将弹簧测力计分成弹簧、指针、刻度盘等部分，通过问题链层层递进。问题一：提出用弹簧伸长的程度来体现力的大小，将弹簧自然悬挂于铁架台上。引出弹簧和挂钩。问题二：若用1牛的力（事先准备好重为1牛的两个鸡蛋）拉弹簧，弹簧伸长的程度如何？引导学生进行记录，引出刻度盘。问题三：如何解决凭空悬挂的弹簧容易受到外界的干扰？引出外壳及吊环。在此过程中，将弹簧、指针、刻度盘等结构作为“积木”，把问题链作为一条线，将有形的"积木"用无形的"线"串联起来，最后搭建出完整的弹簧测力计模型。

三、教学优势

采用积木法教学，整个过程通过问题链，逐步深入，模拟实验器材制作过程。在此过程中，学生不仅深刻认识了复杂仪器的结构组成，也顺势解决了其使用方法和工作原理的重难点。体现了科学来源于生活并应用于生活。同时，在此过程中学生积极参与探究，思维在积极活动，在分析问题、解决问题的过程中，体会到科学学习的快乐与成就感。

（作者单位：浙江省宁波市象山县丹城第二中学，浙江 宁波 315700）