王曉琳 劉沁心

(南京師范大學(xué)附屬中學(xué)江寧分校，江蘇 南京 211102)

深度教學(xué)是相對(duì)于淺層教學(xué)而言的一種教學(xué)理念、教學(xué)模式．深度教學(xué)最早由郭元祥教授提出,是郭元祥教授2007年以來(lái)開展的一項(xiàng)改革實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目．深度教學(xué)以引導(dǎo)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)為目標(biāo),主張借助知識(shí)的深度處理,使學(xué)生從知識(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的完整處理與系統(tǒng)把握的目標(biāo),是帶領(lǐng)學(xué)生從傳統(tǒng)的符號(hào)學(xué)習(xí)向現(xiàn)代的學(xué)科思想以及意義系統(tǒng)學(xué)習(xí)的有效憑借．而綜合實(shí)踐活動(dòng)在新課程改革中占據(jù)重要的位置,綜合實(shí)踐活動(dòng)追求的核心價(jià)值是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神、良好的個(gè)性品質(zhì),以及綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)、自主獲取知識(shí)的能力．

目前我們?cè)陂_展初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí),有兩個(gè)來(lái)源:一是蘇科版每個(gè)章節(jié)后面的“綜合實(shí)踐活動(dòng)”欄目,為學(xué)生提供自主研究的課題．二是教師自己開發(fā)研究的課題,內(nèi)容具有一定的綜合性,與生活和社會(huì)有較緊密的聯(lián)系,利用課題研究使學(xué)生經(jīng)歷相對(duì)完整的探究過(guò)程,有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng)．本案例屬于教師自主開發(fā)的課題．

1 課題提出的背景

在蘇科版第14章第2節(jié)“變阻器”的課后習(xí)題中,有一道有關(guān)油量表的題目,書中將油量表的設(shè)計(jì)圖(圖1)提供給學(xué)生,讓學(xué)生講講工作原理．本題對(duì)學(xué)生的思維要求:知道油量變化引起滑動(dòng)變阻器的阻值變化,從而影響電路中電流的大?。?/p>

本題涉及到的知識(shí)點(diǎn):杠桿問(wèn)題、滑動(dòng)變阻器引起的電路變化問(wèn)題、電路的安全問(wèn)題等,是一道比較綜合的題目．因此在期末總復(fù)習(xí)時(shí),可以圍繞這個(gè)題目,開展一個(gè)關(guān)于油量表設(shè)計(jì)的小課題,綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題．

圖1

2 案例設(shè)計(jì)

2.1 課題引入

教師演示:自制一個(gè)油量表模型(圖2),通過(guò)加水讓指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．問(wèn)學(xué)生,油量表是用什么電表改裝的?請(qǐng)說(shuō)說(shuō)工作原理．

圖2

然后教師拋出今天所要解決的第1個(gè)問(wèn)題:油量表可以用電壓表改裝嗎?

2.2 設(shè)計(jì)電路環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)器材:滑動(dòng)變阻器RP(80 Ω 2 A),定值電阻R=10 Ω,電壓表0-15 V,學(xué)生電源18 V,導(dǎo)線,開關(guān)．

請(qǐng)學(xué)生在以下方框中(圖3)設(shè)計(jì)出電路圖:

圖3

學(xué)生通過(guò)討論,設(shè)計(jì)了以下2種電路圖,如圖4、5所示．

圖4

圖5

讓學(xué)生試著用不同的方法來(lái)解釋這樣設(shè)計(jì)的原理．

方法2:油量變大,指針下移,滑動(dòng)變阻器電阻變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UP變小,根據(jù)U′=U總-Up,則U′變大．

對(duì)于圖5，由于滑動(dòng)變阻器接入電路的接法不同,故油量變大,指針下移,滑動(dòng)變阻器電阻變大,故將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．

圖6

繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生,假如采用圖6這樣的接法,能否通過(guò)改變杠桿的設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到油量變大,電表示數(shù)變大的效果．

學(xué)生思考,要讓電壓表示數(shù)變大,滑動(dòng)變阻器電阻要變大,對(duì)應(yīng)油量增加．但在原來(lái)的圖中,油量增加,滑片下移,滑動(dòng)變阻器電阻應(yīng)該變?。绾巫層土孔兇?滑片上移呢?

通過(guò)討論,大家設(shè)計(jì)出了圖7,將杠桿的支點(diǎn)移到杠桿的頂端,就解決了上面的問(wèn)題．

圖7

于是,大家共設(shè)計(jì)出了3種電路，如圖8—10所示.

圖8

圖9

圖10

設(shè)計(jì)思路： 此環(huán)節(jié)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),通過(guò)設(shè)計(jì),讓學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用歐姆定律、分壓原理等知識(shí)解決滑片移動(dòng)引起電路電表變化的問(wèn)題,同時(shí)結(jié)合杠桿知識(shí),解決支點(diǎn)在同側(cè)和異側(cè),引起的動(dòng)力和阻力移動(dòng)的方向問(wèn)題．培養(yǎng)學(xué)生的綜合解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新的意識(shí)．

2.3 器材要求環(huán)節(jié)

2.3.1 安全問(wèn)題

圖11

產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)后,其實(shí)本質(zhì)就以下3個(gè)電路(如圖11—13)．現(xiàn)在提供以下器材:滑動(dòng)變阻器RP(80 Ω，2 A),定值電阻R=10 Ω,電壓表0—15 V,電流表0—0.6 A,學(xué)生電源18 V,導(dǎo)線,開關(guān)．

圖12

圖13

結(jié)合圖11,讓學(xué)生思考,是否滑動(dòng)變阻器可以任意滑動(dòng)?

然后繼續(xù)追問(wèn),如何解決這個(gè)問(wèn)題?

學(xué)生通過(guò)討論,提出了兩個(gè)方案,方案1:在電路中再串聯(lián)一個(gè)20 Ω的電阻;方案2:在滑動(dòng)變阻器20 Ω的地方設(shè)置一個(gè)卡．(本題的思維方式,和2014年南京市中考的壓軸題相似)

2.3.2 電表的改裝問(wèn)題

接著再問(wèn),油量表的零刻度一定對(duì)應(yīng)電表的零刻度線嗎?

學(xué)生通過(guò)分析可知,圖5、圖9,電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端,當(dāng)滑動(dòng)變阻器為0時(shí),電壓表示數(shù)可以達(dá)到0,其他4個(gè)設(shè)計(jì)圖不可能為0．

教師接著問(wèn),以圖1為例,假設(shè)油量為0時(shí),滑片在最上方,請(qǐng)大家計(jì)算一下,油量零刻度對(duì)應(yīng)電流表的什么示數(shù)?

點(diǎn)評(píng)： 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候,要考慮器材的規(guī)格問(wèn)題,才能確保產(chǎn)品的正常使用．在本環(huán)節(jié)中,運(yùn)用到了電路的安全問(wèn)題知識(shí),電表改裝問(wèn)題知識(shí)等,并提出了具體的解決方案．從第一環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)電路,到現(xiàn)在的實(shí)際的功能性實(shí)現(xiàn)之間是有很多問(wèn)題要解決的,人類歷史上任何一個(gè)科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)到變成產(chǎn)品投入生產(chǎn),要解決很多的實(shí)際問(wèn)題,而在解決問(wèn)題的過(guò)程中提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．

圖14

在本節(jié)課最后,介紹一下目前真正的油量表系統(tǒng),指針式的油量表(圖14)早已經(jīng)被淘汰,用的都是電子式的．同時(shí)滑動(dòng)變阻器也不是用的杠桿裝置,而是感應(yīng)式的壓敏電阻．但基本原理和我們今天討論的還是一致的．

3 結(jié)束語(yǔ)

本案例充分運(yùn)用深度學(xué)習(xí)具有的兩個(gè)顯著的特征:學(xué)生的主體性與教學(xué)的深層性．首先,學(xué)生的主體性．深度教學(xué)雖然以教學(xué)為目標(biāo),但在教學(xué)過(guò)程的實(shí)施中更加看重學(xué)生的主體地位,以學(xué)生內(nèi)在的發(fā)展與提升為重點(diǎn);其次,教學(xué)的深層性．深度教學(xué)并非簡(jiǎn)單意義上的增加知識(shí)容量,或者提升知識(shí)難度,而是在學(xué)生理解的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能等有更為深刻的認(rèn)知．