由“活动—对话”走向“建构—深化”①——以“伏安法实验专题复习”为例

李 露 刘 颖

(重庆市育才中学校,重庆 400050)

初中物理复习教学的目的是通过复习，实现对所学物理知识和技能的巩固提升、系统归纳,从而提高学生综合运用物理知识解决问题的能力。笔者以“伏安法实验专题复习”为例，采用“活动—对话”的复习路径，实施“建构—深化”的复习策略。

1 “活动—对话”的复习路径

1.1 课标要求

义务教育物理课程标准对电流、电压、电阻关系的教学要求是：会探究电流与电压、电阻的关系，会测量导体的电阻，会测量用电器的电功率。

1.2 学情分析

对于电学内容的学习而言，学生学业水平各有差异，学业水平较低的学生在使用电表和滑动变阻器、实验设计及操作、实验注意事项等方面，记忆零碎甚至会出错；学业水平中等的学生对实验中异常现象的产生原因缺乏认识，导致后续分析出错；学业水平较高的学生能自主完成大多数练习，但在分析及处理特殊数据方面存在不足。

1.3 教学目标

(1) 通过预习,掌握“探究电流与电压、电阻的关系”“用伏安法测电阻”“测量小灯泡的电功率”的基本方法；

(2) 分析、比较伏安法实验的异同，学习分类、比较的科学方法；

(3) 运用有关电学实验的“错题”,通过交流讨论,了解电学实验的考查方式,并学会利用“串联分压”规律解决问题。

1.4 教学实施

1.4.1 课前预习：唤醒记忆,暴露思维缺失

以导学案为载体,学生在课前自主复习后，填写表1，并完成3道电学实验题(选自重庆市中考2014年B卷16题、2016年B卷17题、2020年A卷16题)。

表1

设计意图:通过课前的自主预习，回顾实验的基础知识；通过练习,暴露学生思维缺失,便于教师在课堂上有针对性地进行指导,同时为复习知识重点提供依据，为难点的突破预留时间和空间。

1.4.2 课堂对话：建构体系，提升能力水平

(1) 结构化——对比提炼,整合知识结构

根据学生的学业水平设置如下活动。

活动1:比较伏安法实验的异同点

提问:对比以上实验,在实验目的、实验原理、电路图、实验操作、实验结论等方面有哪些相同点？请填写表2。

表2

设计意图:通过学生交流、教师追问,在对话交流中对比复习重点知识:滑动变阻器的作用、多次实验的目的等,引导学生在异中求同、同中求异.既是感受比较的方法,从不同角度认识实验,也是按照相近内容、相似规律、相同方法进行归类,梳理知识结构,形成知识网络。

活动2:伏安法实验考点知多少

提出任务：基于课前3道习题,小组讨论,列出电学实验题的高频考点及具体考查内容，再通过全班交流补充完善表3。

表3

设计意图:在此环节通过生生对话、师生对话,共同梳理电学实验题考点。学生提炼总结，教师有效指点,两者结合替代教师单向的“告知”,让学生建构自己的物理知识结构,提升学生的学习能力和核心素养。

(2) 综合化——知识运用,促进深度学习

活动3:学以致用

如图1所示，探究“电流与电阻的关系”的实验器材有:电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“40Ω 0.5A”，定值电阻的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω。在收集了表4中数据后,准备直接换50Ω的定值电阻继续实验,这样能够达到实验目的吗?请说出判断的理由。

图1

表4

师:换成50Ω的电阻的实验现象是什么?

生:在前面的实验中，保持加在定值电阻上的电压为3V不变，来探究“电流与电阻的关系”。如换成50Ω的定值电阻，其两端的电压会大于3V，即使将滑动变阻器调节到最大阻值，电压表示数仍大于3V。

师:是什么原因造成了这种现象？

师:有什么办法能让用50Ω的电阻时也能达到实验目的?

生演示:换最大阻值至少为50Ω的滑动变阻器。

师:不错。如果只利用所提供的器材能否实现?

生演示:换50Ω的定值电阻时,串联一个10Ω的定值电阻来分压。

师:串入电阻分压,将它和滑动变阻器当作整体就能调到50Ω，该整体的阻值调节范围是10Ω～50Ω。

师:还有其他办法吗?

生:将定值电阻两端的电压调大。

师:为什么调高定值电阻两端的电压可行?可以调节到哪个范围?

换成50Ω的定值电阻后,滑动变阻器调到阻值最大处,电压表示数U0>3V。若将定值电阻两端的电压控制为U0,能否完成5次实验?

教师演示:将定值电阻依次换小,滑动变阻器也相应调小,验证实验成功。

师:如何准确找到U定的最小值和最大值?

教师演示:将定值电阻两端的电压再调高,高于U0,也可完成5次实验。

设计意图:运用变式训练，对知识难点进行巩固,这样既使学生在应用中内化知识，习得解题方法,又能在拓展中发散思维,提高学生的问题解决能力；在问题解决过程中，让学生总结归纳探究方法,确定定值电阻的最大阻值、选择滑动变阻器的规格、根据实验要求提出具体解决措施，灵活应用串联分压特点等知识。

2 “建构—深化”的复习策略

2.1 任务驱动

本专题复习教学由“课前预习”和课中3个活动构成，“课前预习”是为了唤醒学生已有知识，并暴露学生学习中的思维缺失;比较实验异同,促进学生的知识结构化;总结实验考点,提高复习效率。“学以致用”在于通过师生对话，深化学生对知识的理解，将所学知识在不同问题情境中灵活应用。在复习过程中，创设一系列活动,使学生在任务驱动下,主动学习、积极探索,在对话交流中,结合已有知识和经验主动加以建构,实现物理知识的结构化。

3.2 比较学习

教材中“探究电流与电压、电阻的关系”“伏安法测电阻”“测量小灯泡的电功率”等都是基于伏安法进行实验操作，由于它们在电路图、实验操作、数据处理方式等方面既有共同点,又有不同点。让学生在异中求同、同中求异,有对比、有区分，才能深化对物理知识、实验本质及实验步骤的理解,完善知识结构。同时促使学生养成良好学习习惯,提高学习效率。

3.3 对话合作

教师将学习目标明确化,将学习内容任务化,创设比较异同点、提炼考点等以学生为主体的教学活动,在学生独立思考的基础上进行小组交流、合作探讨,学习能力不同的学生均得到参与机会,各有收获。生生对话在思维方式上有更多共同点,利于从同伴身上借鉴学习方法,教师也将在倾听中有效捕捉学生的错误观念。师生对话则根据学生认知特点,自然引导并有效过渡到深度学习;教师的点拨指引促使学生在思辨中总结归纳,建构知识体系,逐步提升问题解决能力。

3.4 聚焦强化

复习教学要聚焦核心问题、关键技能,在辨析、梳理、概括中查漏补缺。本专题复习教学聚焦于重点知识的对比、考点提炼，实现难点突破,将实验的基础知识放在“预习”环节,为重难点知识的学习留时间。聚焦、突破难点,从学生错题出发,“小先生”讲解,教师指导点拨,在求同中总结、掌握解题方法;在针对性练习中,不仅借助实验事实验证猜想,为理论分析作铺垫,同时在问题解决中巩固“串联分压”的解题方法。在复习阶段进行巩固练习是必需的,但需要精选、精练,促使学生在运用中将物理知识结构化，并内化成自己的认识,提高运用物理原理解决实际问题的能力。

教学设计与实施应充分根据学情，在对话过程中重整与建构实验知识，实现对电学实验的深度理解，发展学生的科学思维能力。