科普教学策略--以《串联与并联电路》为例

科普教学策略 --以《串联与并联电路》为例

林海平

（南宁市科技馆 广西南宁市 530000）

【摘要】本教学案例来源于南宁市科技馆青少年工作室物质科学系列课程。案例以小学《科学》课中的“串联与并联”相关内容为探究载体，教学策略是以通过科技制作来学习理论知识的科普方法，同时介绍在课程学习中以“像工程师一样解决问题” 的思维模型，以情境式体验学习、科学探究为主的教学方法，以分组实验、观察、记录、讨论、汇报为主的探究形式。以此为例，分析破解课堂学习枯燥理论知识的科普方法，比如：在本案例中以制作病房呼叫电路模型来探究串联与并联电路知识。不仅为从事教学或科普事业的老师做一点启发，也为学生以后自主探究，培养科学的思维方法打下基础。

【关键词】串联与并联 病房呼叫 电路模型 工程师

科普助力“双减”，科普工作者在行动。在平时的科普活动中，笔者发现多数小学生对比较抽象的理论知识比较难于理解，比如电学、电磁学等知识的理解。要解决这个问题，单靠学校课堂的时间及资源难以学通学透，课外科普学习却是个好的补充，为了对抽象枯燥知识的理解，笔者经过实践，围绕相关知识点设计一个科技小制作进行探究学习，效果就比较理想，课后还可以继续拿着作品进行打磨探究，值得推荐分享，下文就以“设计制作病房呼叫电路模型”学习“串联与并联电路”为例详细地分析学习过程。

一、学情分析及对策

小学中高年级的学生，在日常学习中已经初步了解电学的基础知识，在小学科学课中有串联与并联电路的知识点，但相关知识比较碎片，电子元件认识有限，理论与实践不能有效地关联起来。为此，比较合适的策略是结合学生已具备的一定的基础知识，利用其一定的动手能力，通过科学引导设计电路，探究模型所需要的电子元件，并动手制作成功。从而在寓教于乐中学习、有效地串联起碎片化的知识，发现原来所掌握的理论知识不多，但也可以依据理论设计制作出实物作品，提高学习的自信心。

二、教学目标与重难点分析

在科普课堂上，要突出两个方面的学习目标，即掌握解题的思路和解题的技能。在解题思路上，笔者推荐使用“像工程师一样解决问题”的思维模型进行解题（详见下文教学过程分析）；在解题的技能上，推荐引导科学探究，提供相关材料和工具，引导学生学会使用工具对相关材料进行探究，从而认识相关电子元件，才能进行实际应用材料到电路中，通过探究制作过程理解掌握串联电路与并联电路。从电子元器件的认识和电路的认识，就是本次科普的重点知识。

在实施过程中，学生比较容易受挫的是抽象知识转换成实际应用，也是科普中的难点，比如串并联电路图可以读懂，但在实际的电路板上进行布局布线是不一样的，需要在电路板上合理规划和电路连接的技能，这就是本次科普的难点知识。

三、教学过程分析

在具体的科普教学过程中，主要有两个阶段的任务，分别是知识储备阶段和作品制作阶段。在知识储备阶段大致又分为三个阶段开展，总体思路就是引出主题，确定解题思路，探究材料及电路的学习储备过程。在作品制作阶段，实际上就是理论知识转化为科技实践的过程，重点引导转换的思路和加工制作的技能。下文按各阶段逐一探讨。

知识储备阶段一：引入主题--设计病房呼叫电路模型

本阶段的目标是通过创设情境并组织讨论，引出课程主题，引导学生讨论解决问题的方法。（创设情境）小王叔叔开了家两层楼的诊所，一楼是医生办公室，二楼有两间病房，分别住着两位病人。请设计一套系统帮医生快速、准确的确认是哪间房的病人需要帮忙。学生好奇心被点燃，经过讨论后，确定通过设计呼叫电路的解决方案。存在的困惑是怎样设计电路模型，老师提出可以用“像工程师一样解决问题”的思维模型来解题。学生在教师设计的情境下讨论、分享自己的观点，教师逐步引导、记录、对解决方案进行分析，最后确定解决问题的方案（设计病房呼叫电路模型）和解决问题的方法（“像工程师一样解决问题”）。同时引导在进行电路设计时注意和串联电路、并联电路进行关联。主题引入及分析至此完结。

知识储备阶段二：引导探究--认识构建模型的元素

本阶段中就是储备好落实方案所需要的元素（电子元器件）。具体以任务为导向，通过实物展示、教师讲解、科学实验等环节，引导学生认识电路模型用到的电子元器件，了解其外形特性、使用功能、接入规则。在课堂上可以用提问的方式进行，比如在本例中教师提出“要通知医务人员，在电路中有什么器件能实现功能？”，引出发光二极管、蜂鸣器等元器件的学习探究，接着提出“如何接入电路，控制电路等问题”，引出开关、电源等元器件，然后逐一进行探究实验。教师引导、记录、分析整个探究过程，根据学情灵活增减电压表、电流表的使用，拓展学生知识范围。

知识储备阶段三：引导探究--认识串并联电路

在认识构建病房呼叫模型所需要的元器件的基础上，本阶段的任务是把这些元器件按电路规则连接起来，形成串并联电路。相对元器件的认识而言，学生对电路图设计感觉会比较陌生，甚至抵触。教学策略就可以通过电学实验箱的串并联模块，引导学生进行电路探究。接着，逐步引导学生在纸上绘制电路图，分成小组通过投影进行分析、分享电路图。教师以此发现学生的不足并做好解释，为下一阶段制作模型做好基础。

通过上面三个的探究学习，学生对串联并联电路和病房呼叫电路的关联，以及需要的元器件都有比较清晰的认识。但在开始制作模型之前，有必要对知识储备环节进行一次完整的梳理，突出“像工程师一样解决问题”思维方法在本方案中的具体应用，让学生可以学会从确定方案，准备材料，制作实施，验收总结的解题流程，学会寻找模型去学习枯燥的理论知识。

作品制作阶段：制作病房呼叫电路--掌握串联和并联电路

制作病房呼叫模型阶段重点任务是根据确定的方案，知识的储备，依据制作要领，制作能充分体现串联和并联电路特点的电路模型。在本阶段，学生通过自己亲自动手完整地完成制作任务，做到理论联系实际，课后还可以对自己的作品继续打磨研究，进一步领会串并联电路和解决问题的思维方法。本案例大致步骤是根据电路图在多孔板上进行电路布线规划；根据电路布线规划图，开始固定电子元器件，并用导线按序连接；电路连接完成后，根据串并联规则检查电路、优化电路；电路调试完成，关闭工具的设备电源，制作完成。

四、效果评估

通过对学生行为进行观察和访谈，发现以情境的方式开始，多些互动交流，能更好地激发学生的学习热情。个人或小组互动活动参与度高，在探究环节中学生表示有更多的想法可以进行尝试，有试错的机会。活动过程中每个小组都基本能够通过合理分工完成探究任务。在分享交流环节学生都能够积极发表自己意见，并通过对比发现自己猜想的不足之处。为学生以后在类似问题提供一个科学的方法做参考。通过多期课程实践证明学生反馈良好，达到了设定的教学效果。

参考文献：

[1]张晓东.《创客：80例玩转趣味电子小制作》[M].化学工业出版社，2018.04：89-94

[2]金准智.《科学》四年级下册[M].湖北教育出版社，2018.01:45-48

作者简介： 林海平（1980.12 -），男，汉，广西南宁市人，广西大学商学院2009级在职研究生，南宁市科技馆科技工作者 ，主要研究方向为科学传播与教育。