初中物理電學(xué)實驗整合式教學(xué)
——以“電阻的測量”為例

福建省上杭縣第三中學(xué) 王曉榮

對于初中生而言，物理無疑是一門新鮮而有趣的課程，特別是各類看起來頗為“高大上”的電學(xué)實驗更是讓很多好奇心旺盛的學(xué)生躍躍欲試。然而隨著教學(xué)的發(fā)展，大多數(shù)初中生都會真切地感受到物理電學(xué)實驗學(xué)習(xí)的困難性，從而又會在畏難心理的作用下對其表現(xiàn)得興味索然。這種變化并不是必然的，它在很大程度上取決于教師的電學(xué)實驗教學(xué)方向和策略。因此，為了讓學(xué)生能夠以更高的質(zhì)量來參與電學(xué)實驗學(xué)習(xí)和探究，初中物理教師就必須在新課程改革思維的指導(dǎo)下對傳統(tǒng)的電學(xué)實驗教學(xué)工作進行大刀闊斧的改革，樹立起鮮明的“整合意識”，為學(xué)生提供更具創(chuàng)造性、個性化和綜合素質(zhì)養(yǎng)成效力的教育服務(wù)，從而幫助學(xué)生真正學(xué)會、做好、愛上電學(xué)實驗。在筆者看來，這一系列工作的開展應(yīng)當(dāng)以下列幾方面措施為主要抓手。

一、整合式教學(xué)的概念

整合教學(xué)是將同一學(xué)科或不同學(xué)科有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容融合在一堂課中進行教學(xué)，強調(diào)面向知識的同時，要把知識作為一種工具、媒介和方法融入教學(xué)的各個層面中。所以教學(xué)不能無視學(xué)生的已有經(jīng)驗，而是要把這些經(jīng)驗作為新知識的生長點。教學(xué)不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉(zhuǎn)換，需要教師與學(xué)生共同針對某些問題進行探索，并在此過程中相互交流和質(zhì)疑，了解彼此的想法，彼此做出調(diào)整。根據(jù)以上理論觀點，筆者對這節(jié)課進行了重新建構(gòu)：實驗中不測定值電阻的阻值，只測小燈泡的阻值。因為這兩個實驗原理一樣，實驗技能要求相同，讓學(xué)生只做其中一個實驗，在完成教學(xué)目標(biāo)的同時并沒有降低教學(xué)要求。

二、初中物理電學(xué)實驗整合式教學(xué)策略

（一）依托整合式理念，重視現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用

1.利用現(xiàn)代教育技術(shù)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

正所謂“興趣是最好的老師”，只有首先讓學(xué)生對一門學(xué)科、一項知識產(chǎn)生濃厚的興趣，教師的教學(xué)才有可能取得令人滿意的成果，生本整合思維的形成也才能更有保障，這是亙古不變的真理。初中物理教師可以在學(xué)生剛剛接觸電學(xué)實驗這一項學(xué)習(xí)活動時，利用信息技術(shù)在信息呈現(xiàn)方面所具有的直觀、生動、形象的優(yōu)勢特征，從網(wǎng)絡(luò)資源中搜集一些極具視覺沖擊力和神奇感官效果的電學(xué)實驗視頻并通過多媒體設(shè)備播放給學(xué)生看，讓學(xué)生以最為直接的形式來感受電學(xué)實驗所具有的多元趣味和神奇效力，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地產(chǎn)生“我也要做實驗”的主觀訴求，并樹立起學(xué)生較為清晰的電學(xué)認知思維模塊，為自己之后的整合式電學(xué)實驗教學(xué)打下良好的客體情緒基礎(chǔ)。

例如，教師可以在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“電阻的測量”這一部分的理論課上，利用電子白板向?qū)W生播放一段反映“錫紙取火”的展示視頻：找來一張錫紙，將錫紙揉成一根小錫繩，將錫繩的兩端分別放在一節(jié)五號電池的正負兩極，慢慢改變電池的位置，直到發(fā)現(xiàn)錫繩中間變色，不一會兒錫繩就會冒出亮紅色的火焰。這個實驗對一部分學(xué)生而言無疑有著很強的趣味性，自然會讓他們想要嘗試一下并了解其中的原理。所以教師要充分利用實驗的趣味性調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生在實驗中通過實驗現(xiàn)象去驗證結(jié)論，這種方式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而促進學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理。

2.利用現(xiàn)代教育技術(shù)完善電學(xué)實驗學(xué)習(xí)效果

電學(xué)實驗需要學(xué)生對每個步驟和具體操作都要做到“心知肚明”才能有效進行，這也是生本整合認知素養(yǎng)得以形成、優(yōu)化的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，初中物理教師只能通過現(xiàn)場演示的方式來教給學(xué)生電學(xué)實驗的操作步驟和各項細節(jié)；然而由于位置、方向和距離的不同，學(xué)生并不能獲得同樣的觀察效果，而教師也不可能將過多的時間和精力耗費在重復(fù)演示上。對此，初中物理教師可以利用多媒體技術(shù)來以視頻的方式向?qū)W生做操作示范，并利用設(shè)備操作來滿足學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)和細節(jié)觀察的需要，構(gòu)建起學(xué)生整合式實驗認知的客觀信息條件，進而讓電學(xué)實驗教學(xué)的效果得到進一步的優(yōu)化。

比如，在進行“用電流表、電壓表測電阻”這項實驗的教學(xué)時，教師可以將自己做實驗的過程錄下來或者直接下載現(xiàn)有的演示實驗視頻并播放給學(xué)生看，在涉及電流表、電壓表的線路接入以及旋鈕操控等關(guān)鍵步驟時，教師可以通過暫停、慢放、倒放、截圖和畫面放大等操作來引導(dǎo)學(xué)生著重觀察具體的操作細節(jié)，還可將視頻以不同的倍速播放來鞏固學(xué)生的流程性記憶。通過視頻觀看，學(xué)生對實驗過程會有更清晰的認識，然后教師讓學(xué)生口述實驗過程，加深對實驗的理解。

3.利用現(xiàn)代教育技術(shù)豐富學(xué)生電學(xué)實驗學(xué)習(xí)內(nèi)容

雖然初中階段的電學(xué)實驗大多是比較基礎(chǔ)的項目，但是這一課程中的很多知識卻具有高維表現(xiàn)層級。同時初中生的求知欲也是比較旺盛的，對于更多的物理電學(xué)現(xiàn)象也有著較強的實驗探究訴求，從而為自身后續(xù)的整合認知、探究活動提供了更為豐富的素材。根據(jù)這兩點事實，初中物理教師可以憑借現(xiàn)代信息技術(shù)的虛擬場景還原和演示功能，將一些在現(xiàn)有條件下無法直接操作的電學(xué)實驗內(nèi)容以科技手段展示給學(xué)生，一方面開闊了學(xué)生的電學(xué)實驗視野，另一方面也可在更大程度上彰顯出物理學(xué)科和電學(xué)知識的趣味性和價值性。

例如，在完成“電阻的測量”這一部分的講解后，教師就可以依托網(wǎng)絡(luò)資源和全息影像設(shè)備，將“電阻”以及“電壓”“磁場線”等抽象化的物理概念具象為虛擬的可視化形象，并將電阻的作用過程以偽實景的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在逼真的場景下對于“電阻測量”方面有關(guān)實驗的操作步驟和現(xiàn)象形成直觀的認識，進一步了解“電阻”的概念以及常見的電阻測量方式、原理。

（二）依托整合式理念，重視對生本探究活動的應(yīng)用

1.在電學(xué)實驗教學(xué)中樹立“留白”意識

學(xué)生是學(xué)習(xí)行為的主體，只有讓學(xué)生進行自主思考，教學(xué)活動才能夠變得更有質(zhì)量——這也是整合式教學(xué)中“生長性教育”理念的集中體現(xiàn)。初中物理教師在進行電學(xué)實驗教學(xué)時，不要以“保姆”的身份自居而對所有知識內(nèi)容“趕盡殺絕”，要根據(jù)學(xué)生的能力以及具體的項目內(nèi)容來體現(xiàn)出“留白”意識，將一些操作知識單獨預(yù)留出來作為問題組織學(xué)生進行自主思考和假設(shè)，在這個過程中鍛煉學(xué)生的電學(xué)實驗認知能力和自我探究意識，從而讓電學(xué)實驗教學(xué)體現(xiàn)出更強的生本特色。當(dāng)然，這一方式只適用于電學(xué)實驗的理論教學(xué)階段，切不可讓學(xué)生帶著未知去開展電學(xué)實驗，以免造成安全事故。

比如，對于“探究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系”這項實驗的講解，教師可以在完成基本內(nèi)容的串講后提出這樣的問題：“如果一個形狀不規(guī)則的電阻內(nèi)部是‘蜂窩狀’的，那么我們通過實驗得出的電流值只能是一個平均值，若要精確測量這個電阻不同部位的具體阻值及其對電流大小造成的影響，這項實驗該怎么進行呢？”而后教師便可組織學(xué)生進行結(jié)組討論，并根據(jù)具體情況從“不完全接入法”等角度出發(fā)給予他們必要的提示。然后讓學(xué)生通過小組探討、小組合作的形式展開實驗，在實驗中找出電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。

2.在電學(xué)實驗教學(xué)中引入類比實驗探究

初中教材中所收錄的各類電學(xué)實驗是以一些具體的材料和對象為實驗元素的，但是教師所要教給學(xué)生的則是開展這一類電學(xué)實驗的總體思路和科學(xué)方法，從而為學(xué)生在整合學(xué)習(xí)過程中依托宏觀成果開展生成性探究創(chuàng)造必要條件。出于對這一目標(biāo)的追求，初中物理教師要在完成目標(biāo)電學(xué)實驗的教學(xué)后，根據(jù)實驗所用到的方法和知識來為學(xué)生提出一個具有較高相似度的新課題，鼓勵學(xué)生以類比的方式來思考、設(shè)計這一課題的有關(guān)電學(xué)實驗，并可在條件允許的情況下發(fā)動學(xué)生結(jié)合剛才的電學(xué)實驗經(jīng)驗來做嘗試性探究。這樣一來，學(xué)生對于電學(xué)實驗的“驗證手段”的功能將形成更準(zhǔn)確的理解，自身的電學(xué)實驗思維和探究意識也將變得更加成熟。

例如，在完成了有關(guān)“電阻的測量”這一方面的幾項實驗的操作教學(xué)后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗中具體的電阻材質(zhì)做進一步的拓展（注意做好前期的安全教育工作），鼓勵學(xué)生利用同樣的思路和方法來探究木頭、塑料泡沫以及不同種類的金屬等物質(zhì)的等量電阻值，并讓學(xué)生在完成實驗之后總結(jié)一下以不同材料為對象的電阻測量實驗在具體的設(shè)備應(yīng)用、環(huán)節(jié)操作等方面所存在的異同點。

3.在電學(xué)實驗教學(xué)中引入逆向推導(dǎo)

傳統(tǒng)模式下的實驗教學(xué)一般是按照“發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象—提出假設(shè)—開展實驗—得出結(jié)論”的流程進行的，但是有時候?qū)W生的物理實驗素養(yǎng)并不只體現(xiàn)在對實驗的“順向操作”上，更應(yīng)包括對實驗原理和對應(yīng)知識的“逆向推導(dǎo)”，這樣才能夠保證整合式教學(xué)體現(xiàn)出更強的自由思維性。據(jù)此，初中物理教師可以打破常規(guī)的實驗教學(xué)路數(shù)，首先，向?qū)W生展示一項電學(xué)實驗的操作過程和現(xiàn)象，而后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)到的知識和有關(guān)電學(xué)實驗經(jīng)驗去判斷導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因以及有關(guān)操作的設(shè)置依據(jù)是什么，用這種辦法來完成對學(xué)生“電學(xué)知識”和“實驗操作”之間認知渠道的疏通和強化，從另一個角度出發(fā)提高學(xué)生的電學(xué)實驗探究素養(yǎng)。

比如，在“電阻的測量”相關(guān)實驗的教學(xué)過程中，教師可以直接向?qū)W生播放一段表現(xiàn)該實驗具體操作的視頻，而后分別就其中實驗者改變電阻的線路接入位置、變化多個電阻間“串聯(lián)”和“并聯(lián)”關(guān)系或者調(diào)節(jié)電阻器觸點等操作的依據(jù)提出問題，并引導(dǎo)學(xué)生說出這些操作不能同時進行的原因是什么等。讓學(xué)生通過自己動手操作，在錯誤的操作中總結(jié)經(jīng)驗，教師要鼓勵學(xué)生在實驗中不斷探索、不斷研究，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的實驗精神。

（三）依托整合式理念，重視對生活資源的應(yīng)用

1.利用生活物品開展電學(xué)實驗教學(xué)

在很多初中生的眼中，物理實驗，尤其是電學(xué)實驗似乎永遠和“密密麻麻”的導(dǎo)線以及一些精密的儀器聯(lián)系在一起，頗有種“可遠觀而不可褻玩焉”的架勢，這也是他們對電學(xué)實驗有些“敬謝不敏”的主要原因。為了扭轉(zhuǎn)這一片面印象并讓學(xué)生真正獲得以整合性思維看待電學(xué)知識的條件，初中物理教師可以在設(shè)計電學(xué)實驗的過程中，在保證實驗效果和安全的前提下，有意識地選擇一些生活中常見的物品作為電學(xué)實驗器材，一來能夠讓學(xué)生對電學(xué)實驗感覺更加親切，二來也可以從側(cè)面彰顯出電學(xué)知識在現(xiàn)實生活中的巨大“存在感”，從而使學(xué)生表現(xiàn)出更強的電學(xué)實驗學(xué)習(xí)意愿。

例如，對于較為簡單的“用電流表、電壓表測電阻”這個實驗，教師就可以選擇學(xué)生手頭的橡皮、鉛筆芯、金屬尺、書本或者講臺上的粉筆、黑板擦等來作為充當(dāng)電阻的物品，甚至可以在固定電阻物品的情況下用家庭中常見規(guī)格的電線來取代實驗導(dǎo)線。如果學(xué)生的條件允許的話，教師還可以讓學(xué)生在課下利用上述材料和實驗導(dǎo)線做一次課堂還原實驗，進一步掌握電阻的測量方法和電壓表、電流表的使用手段。

2.利用生活現(xiàn)象開展電學(xué)實驗教學(xué)

越是在生活中能夠得到廣泛印證和使用的知識就越能引起學(xué)生的興趣，學(xué)生在學(xué)習(xí)時的狀態(tài)也就越好，其整合式認知意識的萌發(fā)也就同樣具備更好的條件，這是放諸四海而皆準(zhǔn)的道理。據(jù)此，初中物理教師在組織電學(xué)實驗教學(xué)時，不妨選擇一些學(xué)生在生活中常見的電學(xué)現(xiàn)象作為探究課題，依托教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)來設(shè)計出對應(yīng)的電學(xué)實驗組織學(xué)生操作，既滿足了學(xué)生認知生活的意愿，又能夠在客觀上幫助學(xué)生完成一次對電學(xué)知識和實驗方法的有效應(yīng)用，可謂一舉兩得。

比如，在進行“電阻的測量”這一方面的電學(xué)實驗時，教師可以首先引導(dǎo)學(xué)生思考：“現(xiàn)在國家的供電系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了，我們在生活中所遇到的停電現(xiàn)象基本都是‘跳閘’導(dǎo)致的。那么既然如此，為什么人們不干脆進一步降低家庭電路中元件的電阻，從而避免‘跳閘’現(xiàn)象的出現(xiàn)呢？”而后便可發(fā)動學(xué)生利用本堂課所學(xué)的內(nèi)容去進行生活實驗探究，并形成相應(yīng)的探究報告作為作業(yè)上交。

（四）依托整合式理念，重視對綜合實踐活動的應(yīng)用

1.依托綜合實踐感受電學(xué)實驗知識的正確性

“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，這是一句顛撲不破的至理，也是整合式教學(xué)模式得以大行其道的核心對標(biāo)。初中物理教師除了要做好課堂電學(xué)實驗教學(xué)外，還要根據(jù)課程內(nèi)容、目標(biāo)以及學(xué)生的能力、興趣，積極組織學(xué)生來到綜合環(huán)境下開展一系列的電學(xué)實踐活動，讓學(xué)生將自己的電學(xué)實驗知識和技能帶到更為廣闊的天地中，在這個過程中鼓勵學(xué)生去驗證自己在課堂上學(xué)到的電學(xué)實驗信息，以此來進一步鞏固學(xué)生的電學(xué)實驗學(xué)習(xí)效果，并從更深程度上激發(fā)他們學(xué)習(xí)、應(yīng)用電學(xué)實驗的積極性。

例如，在完成了“用滑動電阻器改變電路中的電流”這一實驗的講解操作后，教師可以在征得學(xué)校同意并采取必要的保障措施后帶領(lǐng)學(xué)生來到學(xué)校的廣播站，幫助學(xué)生拆解并分析功放系統(tǒng)中的聲變電阻元件，而后通過實驗中的方法將聲變電阻改裝成并聯(lián)式的可調(diào)電阻裝置，再通過對這一裝置的操控去試著調(diào)節(jié)功放系統(tǒng)的廣播音量等。

2.依托綜合實踐解決實際問題

“學(xué)以致用”才是教育的真正目的，只有讓學(xué)生將電學(xué)實驗中的知識和技術(shù)應(yīng)用到實際問題的解決中，電學(xué)實驗教學(xué)才能體現(xiàn)出核心價值并促成生本整合式素養(yǎng)的有機生成、提高。初中物理教師可以根據(jù)電學(xué)實驗的內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生來到綜合環(huán)境下去解決一些實際性的電學(xué)問題，并在這個過程中鼓勵學(xué)生對自己業(yè)已掌握的電學(xué)實驗操作進行個性化改良，從而使學(xué)生在完成電學(xué)實驗學(xué)習(xí)成果的二次消化的同時獲得極強的成就感。

比如，在完成涉及“電阻的測量”這一方面的電學(xué)實驗教學(xué)后，教師就可以利用周末的時間和學(xué)生來到附近的醫(yī)院、銀行、體育中心等場地并觀察其中滾屏器、交互練球機等設(shè)備的運作方式，利用有關(guān)電阻測量和調(diào)節(jié)方面的實驗技術(shù)來估測這些設(shè)備的使用時長和其中電阻性元件所存在的問題，同時選擇一些具有實際應(yīng)用價值和效果的方法作為向這些場地提出的完善設(shè)備保養(yǎng)、使用方法的建議等。

除了以上幾方面主要策略外，初中物理教師還要在電學(xué)實驗教學(xué)過程中重視對家校合作機制的應(yīng)用，一方面依托微課資源來幫助學(xué)生家長獲得更為良好的開展居家電學(xué)實驗輔導(dǎo)的條件，另一方面也要建議家長根據(jù)居家生活內(nèi)容來有意識地為子女提供更多應(yīng)用電學(xué)實驗知識和技法解決現(xiàn)實問題的機會，同時還可布置一些親子向的電學(xué)實驗作業(yè)供家長和學(xué)生一起完成，從而讓電學(xué)實驗教學(xué)以及整合式教育模式的創(chuàng)新發(fā)展得到來自家校合作的助力。

綜上所述，教育不僅僅是對理論的學(xué)習(xí)和記憶，更是一種對技術(shù)的掌握和對問題的實踐探究，這就需要實驗教學(xué)彰顯出其獨特的價值和作用。初中物理教師要真正認識到這一點，依托整合式教學(xué)理念不斷強化對電學(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新、優(yōu)化力度，圍繞不同主題，依托不同方法設(shè)計、實施系統(tǒng)性的電學(xué)實驗教學(xué)方案，幫助學(xué)生以更加自主、能動、有趣的方式去學(xué)習(xí)電學(xué)、開展實驗、研究電學(xué)并最終愛上電學(xué)，從而為學(xué)生日后進一步的電學(xué)實驗學(xué)習(xí)以及課程綜合素養(yǎng)的穩(wěn)步成長打下堅實的基礎(chǔ)，并真正將“學(xué)以致用”的科學(xué)教育理念落到實處。