精心磨课 深度教研

杨梦琪

摘   要：如何准备公开课，是每个教师都会面临的问题。本文以准备一节公开课的经历为例，通过“以终为始，明确了要去向哪里，才开始前进”“好的开始，是成功的一半”“引出问题的地方，也是解决问题的地方”“充分利用教学资源”“充分利用信息技术辅助教学”和“服务教学目标，学会舍弃”等六点，展开探讨，反思备课过程中要抓住哪些关键点。

关键词：公开课;以终为始;追求成长

1  以终为始，明确了要去向哪里，才开始前进[ 1 ]

讨论“测量电功率”这节课的时候，首先提出的想法是：沪科版九年级物理第十六章第二节“电流做功的快慢”中，研究的是针对同一个小灯泡，改变其两端电压，观察电流和电功率变化，以及灯的亮度的变化。而第三节“测量电功率”，试图解决的是两个不同的小灯泡亮度与功率之间的关系。在沪科版物理教材中，并没有准确给出测量小灯泡电功率的结论。通常见到的结论是：小灯泡的亮度由电功率决定。这句话准确吗？需要通过实验来说明。存在的疑问是，如果这个结论是正确的，那么，对于不同规格的小灯泡，是否会满足，当电压不同，电流不同，而功率相同时，亮度相同吗？

为探究以上疑问，使用电压表、电流表和手机照度计，反复使用1.5 V，2.5 V，3.8 V，4.8 V的小灯泡进行实验，测量小灯泡的电功率，探究不同的小灯泡亮度与电功率之间的关系，获得了大量一手的实验数据。从测量结果可以看出：（1）同一规格的灯，两端电压一定时，电流大小大致相当，但也不完全相同。（2）同一规格的灯，电压一定时，电功率一定时，光照强度并不相等。（3）同一规格的灯，光照强度近似相等时，功率不同。实验中发现，甲灯泡电压为3 V时，和乙灯泡电压为2.5 V时进行对比，两者的光照强度近似，分别为357.9 Lux和347.3 Lux，而它们的功率分别为1.32 W和0.9 W。（4）两种不同规格的灯，电压不同，电流不同，光照强度近似相等时，功率不同。丙灯泡电压为3 V时，光照强度为698.3 Lux，丁灯泡电压为4 V时，光照强度为680.6 Lux，而它们的功率分别为1.2 W和1.52 W。实验结果说明，当电压不同，电流不同，而功率相同时，亮度不同。前面的疑问通过实验得到了解释。

对于本实验合理的结论，参与磨课的教师们也进行了讨论。讨论点在：用“决定”还是用“影响因素”。灯的亮度与实际功率之间的关系，能否用决定这个比较严格的词来界定呢？通过上面实验发现，如果只说“灯的亮度由实际功率决定”是不严谨的。“灯的亮度由实际功率决定”这个观点意味着：电功率相同，灯的亮度相同;电功率越大，灯就越亮。但是，实验结果中出现的反例，已经推翻了这个结论。因此，不能用“决定”。也不能只说是“灯的亮度与实际功率有关”，因为“有关”这个词太宽泛了。如果一节实验课结束，只得到“有关”的结论，而没有说是怎么样的关系，那意义不大。讨论后，初步决定描述为：“实际功率越大，灯越亮。”这样还不够，因为从实验数据中会发现，对于不同规格的灯，如果实际电压比额定电压小很多，那么，就算实际功率大，灯也还是比较暗。经过几次线上讨论，确定的结论是：“同一规格的灯，实际功率越大，灯越亮。”

利用逆向思维，进一步尝试给出反向结论：不同规格的灯，当功率相同时，亮度不同。但是考虑到学生日常做题时更经常遇到的情况还是同种规格的灯，担心这样的结论，反而会对学生理解灯的亮度与实际功率之间的关系造成负面迁移，因此放弃这个说法。

以终为始。在确定了结论之后，才反过来确定实验目的的说法。

2  好的开始，是成功的一半

为了激发学生探究灯的亮度与实际功率的关系，在引入的部分使用一块示教板。目的是展示：（1）额定功率大的灯，不一定就更亮。两个不同规格的白炽灯，A灯“220 V 60 W”和B灯“220 V 15 W”，并联时，A灯亮，符合猜想。但是改接成串联时，B灯亮。造成学生的认识冲突，并不是额定功率大的，灯就一定更亮。（2）并联电路中，电压相等，但是灯的亮度不同，说明灯的亮度不是只与电压有关。（3）串联电路中，电流相等，但是灯的亮度不同，说明灯的亮度不是只与电流有关。（4）随着时间变化，灯的亮度几乎没有变化，说明灯的亮度与时间没有关系，也与消耗的电能没有关系。（5）与电阻有关，对电阻的讨论包含在电压与电流中了。

为了可视性良好地达成以上教学目的，这块示教板的设计非常重要。使用的第一代示教板，由团队的教师设计和制作。这套示教板的优点在于，可以使用两盏相同的灯，不用串联电路和并联电路分开展示，这样就不会出现因为灯不同，所以才导致亮度不同的质疑了。

但是这块示教板存在一个缺点：在接线处，导线金属是裸露的。家庭电路电压是220 V，即便是教师演示操作，也有触碰到金属部分而触电的风险。为了改进，设想是否有可以隐藏接线头进行反复插接的零件。果然经过多方查找，真的找到了“公母对插接线端子”。同时，为了可以免掉接线处的电工胶，还使用了免剥线T型接线端子，导线效果好，使示教板更加美观。

3  引出问题的地方，也是解决问题的地方

引出问题，完成实验，得到结论之后，还要用得到的结论回来解决一开始的问题。为什么相同的两盏灯，在串并联电路中亮度不同呢？希望从理论和实验两个角度来解释。

理论角度：并联电路中，实际功率与电阻成反比。串联电路中，实际功率与电阻成正比。因为实际功率不同，灯的亮度发生变化。通过理论解释，进一步强化，同一规格的灯，实际功率越大，灯就越亮的结论。

实验角度：使用功率计，测量出两盏灯的实际功率。一开始用黑色电工胶把功率计的示数贴起来，讲到实验结论的时候，撕开电工胶，马上揭开谜底。实验中使用的功率计，可以同时显示出电流、电压和電功率。在演示串联电路时，可以看到，电流相等，0.14 A;在演示并联电路时，可以看到电压相等，238.6 V。在理论解释灯的亮暗时，可以直接通过显示出的电压和电流，计算出两灯的电阻，进而引导学生解释两种情况下实际功率的大小。

4  充分利用教学资源

为了使实验结论更加严谨，教学设计的第二部分，安排了白炽灯与LED灯两种不同类型的灯，探究这两种不同类型的灯，亮度与其实际功率的关系。使用手机光照计，在用纸筒控制距离的前提下，测灯的亮度，会发现LED灯更亮，白炽灯较暗。根据之前的结论来猜想的话，应该是比较亮的LED灯功率更大。而揭开胶布后发现，LED灯的实际功率更小！

那么是不是之前的结论不对呢？并不是，而是因为这两种灯，发光原理不同。白炽灯从电能转化为内能然后转化为光能，LED灯直接从电能转化为光能。为了使所有学生都可以直观感受到两个的不同，用希沃授课助手，直播使用测温仪测两灯的温度，会发现白炽灯温度已高达81℃，而LED灯接近室温。进一步用铅笔芯通电发热并烧断的实验来说明白炽灯的发光原理。用测温枪的好处是，学生不用因为害怕而不敢去摸，同时可以让全班同步都能看到这个现象，进而理解两种灯的不同的发光原理。

为了能够使白炽灯的发光原理的实验现象可视性效果更好，做了很多次的实验器材改进。最开始使用物理实验室讲台上的30 V电压，测试效果很好，但是不方便攜带到教室。使用干电池，效果不理想。后来改用学生电源，初中学生电源会电流太大自动断电保护，改成高中学生电源，并且测试了学生电源的不同输出，最终使用的是12 V的直流输出。铅笔芯的支撑系统也几经更迭，一开始使用纸杯，然后使用泡沫箱，最后改为木板和金属丝支架。并且发现当导线夹直接夹在铅笔芯两端的时候，效果最好。所以最后用漆包线徒手拗了一个架子，固定在木板上，做成了一个演示仪。实验可视性效果非常好，能够做到在30 s内非常明显地观察到：铅笔芯发红、发热、发光，到最后烧断，还能够观察到铅笔芯最终升华变细。

5  充分利用信息技术辅助教学

以前上课的时候，常常发现，习惯使用希沃授课助手的热点来连接，稍微走远一点或者息屏可切换到其他程序，就容易掉线，要重新连接。这次开课，研究之后发现，希沃授课助手还有其他没有用上的功能。因为学校现在已经实现网络全面覆盖，所有的希沃一体机都连到了校园网络，手机也可以连接校园的无线网络。因此不需要连接热点，只要将手机连接到与希沃一体机同一网络后，再扫描希沃授课助手上的二维码，就可以比较稳定地将手机上的希沃授课助手与电脑连接了。

日常使用比较多的，是希沃授课助手的拍照上传功能：选择界面上的“文件上传”，然后点选手机上已经拍摄的照片或是视频，每次最多可以上传4张照片或是一个视频。

后来发现，希沃授课助手还有同屏功能、直播功能和翻页笔的功能。

（1）选择屏幕同步后，将手机画面与电脑同步，就可以实现手机app上的光传感器测量数据等直播到屏幕上。

（2）直播功能。选择希沃授课助手界面上“移动展台”的功能，其中第一项就是直播功能，能够非常方便的将演示实验的画面同步直播出来。

（3）翻页笔功能。选择希沃授课助手界面上“课件演示”的功能，当希沃一体机上正在播放希沃课件时，就可以用手机当做翻页笔控制课件的演示了。

如果是用PAD来控制希沃授课助手，还可以使用触摸板功能在课件上涂涂写写。在试卷讲评课中就可以发挥很好的作用。教师不用守在屏幕前进行操作，而是可以全班巡视，查看学生做题的情况，同时通过PAD来写字，呈现在大屏幕上。

6  服务教学目标，学会舍弃

作者将实验室中原有的家庭电路演示板做了改进。（1）原本的电能表是电子脉冲灯加机械式数值显示，改进之后的电能表是全数显，可以同时测量出电路中的电压，电流，电能和电功率。用这个数显电能表，作为功率计来使用。（2）原本的开关是拉线开关，作者将它改为教室中更新换代不用的风扇变速开关，也就是用来分压的电位器。这样就可以实现，调节开关的不同档位，观察到灯的亮度不同，功率计显示出的电功率大小也不同。在几次调节不同档位后，就可以由学生总结得出：同一个灯，实际功率越大，灯越亮。

虽然这套器材的演示效果也很好，但是因为后来使用了数显功率计，直接测每个灯的功率，所以这套器材为了服务于教学目标而在这节课中舍弃了。如果把这套器材放在“电流做功的快慢”，用来说明实际功率与用电器工作状态之间的关系也是很好的。

成长，需要由内而外去打破舒适区。走出了这一步，通过备课中付出的点点滴滴，编织起对自己在物理教学上的信心，也进一步激发了对物理教学的热情。虽然还有很多可以做，当时却没有想到和做到的事情，成为遗憾，但是经过这样的一次磨练，看到了自己的局限，也看到了自己成长的可能。追求成长，是准备一节公开课的价值和意义所在。

参考文献：

[1] [美]格兰特·威金斯.追求理解的教学设计[M].上海：华东师范大学出版社， 2017（13）：33.