(福建省廈門市海滄區(qū)東孚中學(xué)，福建 廈門 361000)

深度學(xué)習(xí)由美國(guó)學(xué)者于1976年首次提出，各國(guó)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了深入研究，近年來國(guó)內(nèi)對(duì)深度學(xué)習(xí)的研究成果呈現(xiàn)井噴之勢(shì)。郭華教授指出：深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)投入狀態(tài)和內(nèi)容的挑戰(zhàn)性以及教師的引導(dǎo)作用。安富海教授認(rèn)為：深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)內(nèi)容整合，著意建構(gòu)反思，注重批判理解，重視遷移運(yùn)用。深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，與基于碎片化記憶的淺層學(xué)習(xí)相對(duì)立，涉及學(xué)習(xí)的投入程度、認(rèn)知體驗(yàn)和思維程度等方面，是提升學(xué)生的核心素養(yǎng)的有效方式。深度學(xué)習(xí)是基于興趣的投入式學(xué)習(xí)，是深入學(xué)科本質(zhì)的理解性學(xué)習(xí)，是跨越學(xué)科界限的融合性學(xué)習(xí)，是基于核心素養(yǎng)的發(fā)展性學(xué)習(xí)。

滑動(dòng)變阻器是中學(xué)電學(xué)的一個(gè)重要器件，但因其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和連接的多樣性，初中生在初學(xué)時(shí)存在學(xué)習(xí)困難。分析比較不同版本教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)和編排特點(diǎn)，可以更好地融合各自優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)路徑，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的深度學(xué)習(xí)。由于國(guó)內(nèi)教材版本眾多，本文僅選取目前使用較廣的6個(gè)版本教材(人教版、蘇科版、滬科版、滬粵版、北師大版、教科版)進(jìn)行研究、整合。

1 各版本教材對(duì)比分析

1.1 滑動(dòng)變阻器所處的章節(jié)比較

滑動(dòng)變阻器在6版本教材中所處的章節(jié)、課題名稱見表1。

由表1可以看出，6個(gè)版本教材中滑動(dòng)變阻器均是九年級(jí)的內(nèi)容，其中人教版、蘇科版、北師大版教材將變阻器單獨(dú)作為一節(jié)，而滬科版、滬粵版、教科版教材則將變阻器融合在“電阻”一節(jié)中。

表1

滑動(dòng)變阻器對(duì)電學(xué)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，有許多電路會(huì)用到滑動(dòng)變阻器?；瑒?dòng)變阻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用靈活，學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的理解往往有一定的困難，因此有必要專門用一個(gè)課時(shí)讓學(xué)生深度學(xué)習(xí)滑動(dòng)變阻器。

1.2 內(nèi)容路徑的對(duì)比和分析

6個(gè)版本教材關(guān)于滑動(dòng)變阻器的呈現(xiàn)路徑見表2。

表2

由表2可以看出，6個(gè)版本中“滑動(dòng)變阻器”的呈現(xiàn)路徑大致可以分為兩類：直接介紹和由“鉛筆芯改變燈泡的亮度”引入，滬科版、北師大版和滬粵版教材采用的是前者，人教版、蘇科版和教科版教材采用的是后者。兩種路徑各有優(yōu)點(diǎn)，從促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的角度來看，直接介紹更多的是將知識(shí)機(jī)械組合，由“鉛筆芯改變燈泡的亮度”引入的路徑不僅有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，更是從本源上讓學(xué)生感受到引入滑動(dòng)變阻器的必要性，促進(jìn)學(xué)生理解滑動(dòng)變阻器的本質(zhì)。

1.3 滑動(dòng)變阻器介紹的對(duì)比和分析

對(duì)于滑動(dòng)變阻器的介紹，只有滬粵版教材采用大圖詳細(xì)呈現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的具體結(jié)構(gòu)，并用文字和箭頭標(biāo)注了各個(gè)部分的名稱。其他5個(gè)版本教材均采用圖文分離的形式，即通過文字介紹，配以實(shí)物小插圖，圖中未用文字和箭頭標(biāo)注各個(gè)部分的名稱。對(duì)于滑動(dòng)變阻器的銘牌，只有北師大版、滬粵版、教科版教材有所介紹，其他3個(gè)版本教材均未介紹。

滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)采用大圖解析和文字標(biāo)注的方式更直觀，更利于學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解。銘牌作為滑動(dòng)變阻器重要的一部分，呈現(xiàn)的是滑動(dòng)變阻器的參數(shù)，拿到一個(gè)滑動(dòng)變阻器最先了解的應(yīng)當(dāng)是銘牌，因此需要重點(diǎn)介紹。

1.4 滑動(dòng)變阻器練習(xí)使用的對(duì)比和分析

6個(gè)版本教材中“滑動(dòng)變阻器”的練習(xí)使用的比較見表3。

由表3可以看出，對(duì)于滑動(dòng)變阻器的使用，除滬科版教材外，其他5個(gè)版本教材均有涉及，但其詳細(xì)程度和側(cè)重點(diǎn)有所不同。北師大版、滬粵版、教科版教材是運(yùn)用滑動(dòng)變阻器改變燈泡亮度或小電機(jī)轉(zhuǎn)速，讓學(xué)生體驗(yàn)滑動(dòng)變阻器可以影響電路；蘇科版教材則是通過表格比較詳細(xì)地介紹滑動(dòng)變阻器的具體接法和滑片移動(dòng)方向?qū)﹄娐返挠绊?；人教版教材除了運(yùn)用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度外，還用其改變定值電阻兩端的電壓。

人教版教材用滑動(dòng)變阻器接入電路中改變定值電阻兩端的電壓的設(shè)計(jì)比較合理，因?yàn)樵诤罄m(xù)“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的學(xué)習(xí)中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)就會(huì)用到滑動(dòng)變阻器，用其改變定值電阻兩端的電壓或控制定值電阻兩端的電壓不變。若此時(shí)沒有讓學(xué)生體驗(yàn)“滑動(dòng)變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓”，不利于學(xué)生接下來對(duì)“電流與電壓、電阻的關(guān)系”一節(jié)的深度學(xué)習(xí)。

2 指向深度學(xué)習(xí)的“滑動(dòng)變阻器”教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)設(shè)活動(dòng)，循序漸進(jìn)，從本源上認(rèn)識(shí)滑動(dòng)變阻器的作用和結(jié)構(gòu)

在課堂教學(xué)的開始階段，創(chuàng)設(shè)“用鉛筆芯改變燈泡的亮度”的活動(dòng)(圖1)，讓學(xué)生通過活動(dòng)體驗(yàn)接入電路中的電阻絲長(zhǎng)度不同，對(duì)電流的阻礙效果也不同。

圖1

在實(shí)際操作中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：用鉛筆芯不僅操作不方便，而且燈泡的亮度變化范圍很小。進(jìn)而提出問題：如何做出改變，才能使燈泡亮度變化的范圍更大？經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，增大電阻絲的長(zhǎng)度是最可靠的辦法，但電阻絲如果太長(zhǎng)就很難操作。學(xué)生經(jīng)思考提出解決方案：可以把電阻絲繞在塑料圓筒上，為了繞更多圈，電阻絲應(yīng)當(dāng)緊密纏繞。那么應(yīng)當(dāng)選裸露的金屬絲還是包有絕緣層的金屬絲？這時(shí)，教師拿出裸露的金屬絲和有絕緣層的導(dǎo)線繞在絕緣PVC管上，讓學(xué)生觀察并對(duì)比。對(duì)于有絕緣層的導(dǎo)線，怎樣才能使電流通過滑片流出呢？現(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)學(xué)生用刀刮去導(dǎo)線表面的絕緣層，直至露出金屬部分(圖2)。

圖2

通過用鉛筆芯改變燈泡亮度，經(jīng)過延長(zhǎng)、繞圈、刮絕緣層等步驟，學(xué)生不僅深度理解了引入滑動(dòng)變阻器的本源，還循序漸進(jìn)地建構(gòu)了滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)過程中，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了從淺表學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)的跨越，正如教育家蘇霍姆林斯基所說的：“人的內(nèi)心里有一種根深蒂固的需要——總想感到自己是發(fā)現(xiàn)者、研究者、探尋者。”學(xué)生變成了探索者和發(fā)現(xiàn)者。

2.2 大圖解析，直觀呈現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造

在一步步了解并建構(gòu)了滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)后，教師給學(xué)生分發(fā)實(shí)驗(yàn)室中的滑動(dòng)變阻器，讓學(xué)生觀察自己手中滑動(dòng)變阻器的銘牌，理解其含義。圖3為滑動(dòng)變阻器的各部分結(jié)構(gòu)，教師在講解的過程中，可以讓學(xué)生觀察滑動(dòng)變阻器結(jié)構(gòu)圖，研究自己手中的滑動(dòng)變阻器，從而深度理解滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)。

圖3

通過識(shí)別銘牌，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的認(rèn)識(shí)；采用大圖解析和親自觀察的方式，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器結(jié)構(gòu)的深度理解。

2.3 動(dòng)手操作，體驗(yàn)滑動(dòng)變阻器的不同接法及對(duì)電路的影響

在深入了解滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)后，教師讓學(xué)生將滑動(dòng)變阻器和小燈泡、電流表一起串聯(lián)在電路中，體驗(yàn)不同的接法中滑片移動(dòng)對(duì)電路的影響，將結(jié)果記錄在表4中。

表4

通過親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以感受和體驗(yàn)滑動(dòng)變阻器不同接法及滑片移動(dòng)方向?qū)﹄娐返挠绊?，促進(jìn)學(xué)生深度理解滑動(dòng)變阻器。

2.4 拓展延伸，用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓

在詳細(xì)了解滑動(dòng)變阻器對(duì)電路中電流的影響后，設(shè)計(jì)如圖4所示的串聯(lián)電路，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到：運(yùn)用滑動(dòng)變阻器還可以改變定值電阻兩端的電壓。先保持定值電阻的阻值不變，讓學(xué)生通過滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓，使其增大或減?。唤又淖兌ㄖ惦娮璧淖柚?，用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)，使定值電阻兩端的電壓始終為一個(gè)固定值。

圖4

通過拓展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：利用滑動(dòng)變阻器既可以改變定值電阻兩端的電壓，也可以控制定值電阻兩端的電壓不變，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)，也為學(xué)生接下來學(xué)習(xí)“電流與電壓、電阻的關(guān)系”打下了基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

在教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，使其建構(gòu)良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和物理觀念，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。各版教材都有其個(gè)性化的內(nèi)容路徑和邏輯結(jié)構(gòu)，有優(yōu)點(diǎn)也有不足。教師若僅限于單一教材，不利于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。因此，教師要充分利用各版本教材，深入進(jìn)行分析和研究，擴(kuò)寬自己的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行重組和取舍，敢于創(chuàng)新，設(shè)計(jì)更加科學(xué)的內(nèi)容呈現(xiàn)路徑，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。