创新实验教学方式 促进学生合作学习——以初中物理“电路连接的基本方式”复习课为例

■陈江宏

物理是一门以实验为基础的学科。教材设计的实验能帮助学生认识新授概念和物理规律。而如果在物理复习课上简单重复教材中原有的实验，只能帮助学生识记知识，难以实现实验在复习课中应有的作用。因为原有的实验缺乏新意，不能激发学生兴趣；原有实验的局限性难以统领复习内容。如何开展复习课中的实验教学，让学生在实验中既能巩固知识，又能提升对知识的认识？笔者以苏科版教材“电路连接的基本方式”复习课为例，从建构主义的四大要素“情境、协作、会话、意义建构”入手，谈谈利用创新实验激发学生学习兴趣，改变学生学习方式，促进学生有效合作学习的教学设计。

一、创新实验器材，营造学习情境

“电路连接的基本方式”一节是在学生能让一个灯泡发光的基础上，让学生思考如何使同一电路中两个灯泡同时发光。如果在复习课上重复教材上的实验，显然不能提升学生对串联、并联电路中用电器的工作特点和开关的作用的认识，而且学生兴味索然。建构主义理论要求，学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。围绕这一目的，笔者对实验器材进行了创新。

以两节五号电池为电源，将两个小灯泡、两个开关如图1所示，分布在30cm×40cm的薄板上。将电池盒、灯座、开关的接线柱安置在薄板的另一面，并标出各元件符号，如图2所示。按照设计的电路图，用导线将图2所示的各元件接线柱连接起来。通过观察各元件的连接情况，可以得知各元件的连接方式（串联、并联）。将薄板反过来，不能看到各元件的接线，只能通过操作图1所示的开关S1、S2，观察小灯泡L1、L2的发光情况。

该实验器材实现了元件接线与实物的分离，同时又将电路图与实物连接有机地联系在一起。不同的连接方式涵盖了两个灯泡组成的多种电路情形。实验情形的多样性激发了学生学习兴趣，调动了学生学习的积极性，为营造良好的学习情境提供了实验条件。

二、开展小组合作，促进学习协作

建构主义的第二要素“协作”贯穿学习过程的始终。有效协作在促进学生学习的同时，能增强学生合作意识和沟通能力。为此，笔者对学生按照知识基础和学习能力进行分组，每组4人，其中1名基础好、能力强，1名综合实力较弱，2名中等生。为增强学生在合作学习中的责任意识，每组设置正、副组长，每位组长各对应一名组员。学习活动实行小组整体评价机制，以增强学生的集体意识。

在复习电路连接的基本方式时，为促进学生小组合作，笔者进行了如下设计：

首先，笔者在学案上印制了图2所示的元件图，让每个学生对该图进行电路设计，画线连接好电路图，并分析开关S1、S2断开或闭合时，电路所处状态、小灯泡L1和L2的发光情况以及灯泡的连接方式。各组首先开展组内交流，选出具有代表性的电路设计，然后用导线完成薄板上的电路连接，最后通过操作开关，观察灯泡的发光情况是否与原先分析一致。

其次，在学生完成图2所示的电路连接后，笔者选择一组学生到讲台上，让学生将图1所示的薄板的实物一面展示给大家，通过操作开关，让所有学生观察小灯泡L1、L2的发光情况，分组讨论、判断电路的连接，并画出电路图。

为促进学生合作学习的责任意识，笔者会明确，在小组讨论后，将随意选择各小组学生代表，交流对所展示电路的连接方式的判断，并说明判断依据。从而调动小组每位成员的积极性，有效开展合作学习。

三、注重交流展示，增加学生会话

建构主义第三要素“会话”是协作过程中不可或缺的环节。小组成员之间必须通过会话商讨学习中的疑点，从而实现互助。合作学习小组是协作学习的平台；组长、组员的分配增强了学生的责任意识，提高了讨论的针对性和有效性；小组内每位成员，特别是基础好、能力强的学生，其思维成果为小组群体所共享，再通过交流展示，实现小组思维成果的全班共享。

以图3所示的学生设计的电路为例。学生代表展示与图3相对应的实物电路，操作开关，让在座的学生观察灯泡的发光情况。

笔者设计了问题串来引导学生思考和阐述：1.判断电路中两个开关在不同状态时，两个灯泡的发光情况；2.判断电路中两个灯泡发光时，电路的连接方式，说明判断依据；3.判断电路中两个开关与灯泡的连接方式，以及各个开关的位置，说明判断依据。

笔者首先选择展示小组的组员来尝试回答问题。通常学生均能比较轻松地完成第一问。对于后两问，笔者引导组员根据开关状态与灯泡发光情况，判断出灯泡L1、L2并联，再说明判断理由，进而判断两开关的连接方式及位置。若组员在表述中遇到困难，可在组长补充讲解后，重新表述。这样就增强了学生现场会话的实效性。然后，在某一小组表述结束后，另一小组可对其阐述进行评价，指出问题或不足，或者进行补充，从而实现更多学生的积极参与。

最后，笔者对小组间的交流进行适当评价，激励学生积极开展小组协作。课堂上多种类型电路的展示，增加了学生学习过程中的会话和展示机会，促进了学生对串联、并联电路的认识和理解。

四、突出意义建构，形成正确图式

意义建构是建构主义学习的第四要素，也是整个学习过程的最终目标。学生个人通过学案中的电路设计和对电路状态的分析，完成了对电路某一连接方式的认识；在小组交流中，通过同学间的会话，认识了几种不同的电路连接方式，复习了串联、并联电路的特点；在交流展示环节，通过操作开关，观察灯泡的发光情况，运用串联、并联电路中用电器的工作特点，判断两个灯泡的连接方式，并根据开关的作用判断其在电路中的位置，实现了对串联、并联电路特点的综合应用，促进了电路“图式”的形成。

在交流展示阶段，学生根据自己构建的电路“图式”，判断其他学生表述中的问题或不足，加深了对串联、并联电路特点的理解，深化了头脑中正确的电路“图式”。在此基础上，再以当堂练习的形式，让学生根据现象判断几种典型的用电器连接方式，同一用电器由两个开关共同控制时的开关连接方式，检验学生的“图式”的正确性，增强与实际应用的联系。