高中物理電學(xué)教學(xué)策略的優(yōu)化

吳慶翔

(福建省泉州第一中學(xué) 362000)

高中物理電學(xué)內(nèi)容包括電路、電磁、電場(chǎng)三大類，各類知識(shí)繁雜、抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)此類知識(shí)時(shí)常常陷入困境，考試時(shí)在該領(lǐng)域的得分率最低.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求將科學(xué)探究、自主學(xué)習(xí)、邏輯思維能力的培養(yǎng)作為課程教學(xué)目標(biāo)的一部分，高中物理教師有必要結(jié)合實(shí)際教學(xué)現(xiàn)狀與電學(xué)內(nèi)容邏輯脈絡(luò)進(jìn)行合理梳理，依托創(chuàng)新教學(xué)方法與現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)化教學(xué)策略，以此建構(gòu)學(xué)生對(duì)于高中物理電學(xué)的知識(shí)框架，提升電學(xué)課堂教學(xué)效率.

一、高中物理電學(xué)教學(xué)困境

研究期間，筆者對(duì)我校高中物理班級(jí)進(jìn)行充分調(diào)研與分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前電學(xué)教學(xué)困境主要表現(xiàn)在核心概念理解混淆、實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)淡薄、邏輯推理能力薄弱等問(wèn)題.

首先，初中時(shí)期，學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)電阻、電流、電壓、功率等基本電學(xué)概念，高中時(shí)開始接觸電容、電感、電勢(shì)能、電磁場(chǎng)、電勢(shì)差電場(chǎng)線等概念，高中再學(xué)習(xí)電學(xué)時(shí)學(xué)生常常會(huì)根據(jù)之前的印象與經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)新概念.由于學(xué)生原有印象多是錯(cuò)誤的，因此根據(jù)既往經(jīng)驗(yàn)推理得出的抽象結(jié)果亦是錯(cuò)的，因此使得學(xué)生在核心概念認(rèn)知層面容易產(chǎn)生負(fù)面干擾.其次，應(yīng)試教育背景下，學(xué)生課業(yè)十分緊張，一些教師便有意識(shí)地壓縮電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間，而是將更多時(shí)間挪用在理論學(xué)習(xí)、記憶、推理層面，由于缺乏真實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究經(jīng)歷，學(xué)生做題時(shí)只能根據(jù)教科書進(jìn)行理論推理、猜測(cè)，與新課標(biāo)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求完全悖離；最后，電學(xué)是一個(gè)系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)的知識(shí)領(lǐng)域，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間存在密切的知識(shí)聯(lián)系，教師僅根據(jù)教材安排單獨(dú)教學(xué)某一電學(xué)知識(shí)點(diǎn)，容易使學(xué)生產(chǎn)生知識(shí)點(diǎn)邏輯分離的感覺，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生邏輯推理能力薄弱.

二、高中物理電學(xué)教學(xué)策略優(yōu)化

1.創(chuàng)設(shè)情境，核心概念多元引入

針對(duì)學(xué)生對(duì)電學(xué)核心概念理解淺顯的問(wèn)題，教師往往試圖以題海戰(zhàn)術(shù)深化理解，但此類教學(xué)方法并不能切實(shí)解決學(xué)生的疑惑，只是培養(yǎng)了學(xué)生的公式化解題習(xí)慣.倘若通過(guò)物理情境導(dǎo)入新概念，那么學(xué)生將會(huì)在感知與體驗(yàn)中擁有自我體會(huì)，進(jìn)而深化對(duì)核心概念的理解.

情境創(chuàng)設(shè)的方式多樣，教師可根據(jù)電學(xué)教學(xué)內(nèi)容靈活選用合適的導(dǎo)入方式.如教師講解電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)情境使學(xué)生實(shí)際感受到電，教師準(zhǔn)備兩組線圈，一組線圈由學(xué)生雙手持兩端，另一組線圈與低壓電源閉合回路連接，教師先后閉合與斷開閉合電路，由學(xué)生講出手部感受，使學(xué)生切實(shí)感受到電擊之感，進(jìn)而促使其產(chǎn)生好奇心與求知欲.電學(xué)表現(xiàn)在生活中的各種現(xiàn)象，教師也可通過(guò)生活情境激發(fā)學(xué)生探究動(dòng)力.如秋冬天脫毛衣時(shí)容易見到微小的電光、女生頭發(fā)經(jīng)常懸空飄起，這些都是摩擦起電的現(xiàn)象；如很多電線桿上標(biāo)注“高壓危險(xiǎn)”的標(biāo)語(yǔ)，教師可啟示學(xué)生思考“為何需要這么危險(xiǎn)的高壓實(shí)現(xiàn)供電？”除實(shí)驗(yàn)情境、生活情境外，教師也可以在課堂中導(dǎo)入有趣的物理學(xué)史進(jìn)行情境導(dǎo)入，如法拉第籠可以防止電擊和電流穿過(guò)，教師可在課堂中以魔術(shù)的形式簡(jiǎn)單展示該趣味實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而講解電荷、電離子相關(guān)知識(shí)，拉近學(xué)生與電學(xué)之間的距離.

通過(guò)多元化情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生在教師的一步步引導(dǎo)下推理與總結(jié)核心概念，可有效深化學(xué)生對(duì)新概念的理解，使學(xué)生學(xué)習(xí)成果更加扎實(shí).

2.實(shí)驗(yàn)探究，抽象概念具象演繹

高中物理電學(xué)試題中經(jīng)常出現(xiàn)一些“根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖表結(jié)果推測(cè)電動(dòng)勢(shì)、電阻、電容等數(shù)值變化情況”的實(shí)驗(yàn)題，傳統(tǒng)教學(xué)通常采用“題海戰(zhàn)術(shù)”進(jìn)行理論講解，一旦題型發(fā)生變化，學(xué)生依然對(duì)此類題一竅不通.基于此，教師可在課堂中組織學(xué)生以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式自主探索實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象畫出圖、表等，以此培養(yǎng)學(xué)生的逆向思考能力.

以《測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻》實(shí)驗(yàn)為例，教師設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的意圖在于學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量方法、了解實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)而學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法、圖像法與公式法.首先，教師給出實(shí)驗(yàn)器材，包括兩節(jié)完全一樣的干電池、兩個(gè)完全一樣的小燈泡、電動(dòng)勢(shì)為1.5V，要求學(xué)生自行閱讀實(shí)驗(yàn)任務(wù)單完成實(shí)驗(yàn)，比較點(diǎn)亮一小時(shí)和兩小時(shí)的燈泡亮度，促使學(xué)生以小組為單位探究、分析該現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的電學(xué)原理.實(shí)驗(yàn)任務(wù)單依次羅列以下問(wèn)題，要求學(xué)生根據(jù)問(wèn)題將任務(wù)單填寫完整：

(1)請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

(2)試結(jié)合本課新知‘閉合電路歐姆定律’列出公式，推理與分析該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因；

(3)自己再結(jié)合‘閉合電路歐姆定律’原理自行設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案；

(4)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖；

(5)寫出測(cè)量值表示的電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的表達(dá)式，注明相關(guān)變量含義；

(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)記錄表格；

(7)結(jié)合實(shí)驗(yàn)記錄表格，寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

物理概念的提出建立在抽象邏輯思維基礎(chǔ)上，為降低學(xué)生對(duì)核心概念的理解難度，教師可通過(guò)實(shí)驗(yàn)將抽象原理轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦筮^(guò)程，促使學(xué)生基于建構(gòu)主義正確理解核心概念，習(xí)得電學(xué)原理與實(shí)驗(yàn)技巧.

3.邏輯整合，遷移日常促進(jìn)掌握

高中生處于皮亞杰認(rèn)知發(fā)展階段的形式運(yùn)算階段，他們能夠基于理論遷移、應(yīng)用至實(shí)際生活中.學(xué)習(xí)任務(wù)完成后，通過(guò)將電學(xué)知識(shí)運(yùn)用到真實(shí)情境中，促使學(xué)生再次呈現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂習(xí)得知識(shí)的邏輯整合，建構(gòu)完整的知識(shí)架構(gòu)，進(jìn)而提升學(xué)生邏輯推理能力.

以“傳感器及其應(yīng)用”教學(xué)片斷為例，教師在課堂中先后講解了光敏傳感器、溫度傳感器、電容式傳感器、霍爾元件的原理及應(yīng)用，學(xué)生依然對(duì)傳感器在當(dāng)代生活中的應(yīng)用領(lǐng)域存疑，認(rèn)為傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)滯后.此時(shí)教師借助近期新聞引起學(xué)生注意力，使學(xué)生厘清知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的自我整合與擴(kuò)展.課堂上所提新聞為2019年10月的“無(wú)錫高架橋側(cè)翻”事件，新聞指出“因貨車重量超出高架橋既定承載重量，因此造成高架橋側(cè)翻，導(dǎo)致3人死亡、2人受傷”.此時(shí)，教師提出“學(xué)習(xí)了傳感器及其應(yīng)用后，同學(xué)們結(jié)合本課知識(shí)一起思考一個(gè)問(wèn)題‘高架橋側(cè)翻，我們能用傳感器做些什么’？”課堂上，學(xué)生一時(shí)之間難以想到傳感器與高架橋之間的聯(lián)系.教師進(jìn)一步羅列“2008年南京雪災(zāi)，長(zhǎng)江三橋一側(cè)橋面積壓大量車輛，另一側(cè)空蕩蕩，兩側(cè)高度差達(dá)到60公分，傳感器及時(shí)報(bào)警并處理，最終橋體未受到結(jié)構(gòu)性傷害”、“武漢大橋42座橋梁安裝15種類型、1929個(gè)傳感器”等課前搜集資料.此時(shí)教師再次引導(dǎo)學(xué)生思考哪些傳感器能用于大橋檢測(cè)，可以具體用來(lái)檢測(cè)什么.基于該問(wèn)題，學(xué)生重新對(duì)傳感器知識(shí)進(jìn)行回憶，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的擴(kuò)展整合.

除課堂小結(jié)時(shí)整合邏輯外，教師也可以將電學(xué)知識(shí)重難點(diǎn)錄制為若干個(gè)系列微課資源，學(xué)生可利用課下時(shí)間對(duì)微課視頻進(jìn)行反復(fù)觀看與知識(shí)梳理，進(jìn)而深化學(xué)生的邏輯整合思維，強(qiáng)化對(duì)邏輯方法的體驗(yàn).

基于高中物理電學(xué)抽象、知識(shí)點(diǎn)繁多、核心概念容易混淆的問(wèn)題，高中物理教師應(yīng)依據(jù)新課標(biāo)要求分析學(xué)情與電學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)計(jì)趣味性強(qiáng)、容易理解、支持探究、邏輯關(guān)聯(lián)度高的教學(xué)方案.此外，對(duì)于部分學(xué)習(xí)進(jìn)度落后的學(xué)生，教師可依托現(xiàn)代信息技術(shù)推出微課資源，以便學(xué)生在課下結(jié)合微課資源滿足電學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)需求，深化學(xué)生對(duì)高中物理電學(xué)的認(rèn)知與理解.