案例48：安装电灯

●教学目标

运用所学的知识，起草一个计划，为一个纸盒房子安装线路，并为其制订一个有效的安装线路的计划，考虑不同的策略。

●背景

学生们为一个纸盒照明和为一所房子安装线路两者之间有一些相似之处。例如，学生们像电工们所做的一样，需要把电线从电源处缚紧，并通过墙壁最后进入各个房间，在电线所经之处一一进行固定。他们也需要一个计划来确定电开关和安装电灯的实际位置，并在它们之间用电线连接。

学生们在制订此方案时，有许多其它问题有待考虑。比如在每个房间，他们是否只使用一节干电池和一盏灯？哪一位同学能使电路图非常简单，并使四个房间中每一间都设备齐全？或者，学生们使用干电池作为电源，并将它们放置在“房子”外面，就像给真正房子供电的电力公司的电站一样？鼓励学生们继续两种可供选择的办法。

学生们将考虑的另一件事情是，如何使他们的房间达到要求的明亮程度。你可以向学生们提出挑战，让他们用两节干电池作为电源，使灯光达到最可能的明亮程度。

简评：这个课题对学生而言并不简单，虽然这个课题很有实际意义，也很能激发学生的学习热情。但是本课题需要学生制订的大量规划很可能会让学生一开始就处于思维很混乱的局面。在这个时候，教师怎么做才能体现课题协助者的地位呢？学生的无序在怎样的指导下才能变得有序呢？如果你是教师，你会怎么做？

学生们也可利用纸来固定电开关，并以此来控制他们房间内电灯的亮与灭。关于电开关的安装位置也可成为学生们思考的问题。比如，在最简单的水平上，学生们可能只使用一个电开关来控制所有的电灯。在较复杂的水平上，他们也可能在每个房间都安装一个电开关，以便控制该房间的电灯。

●步骤

1．告诉学生们，他们将像在房间内安装电线一样，在一个纸盒中安装电线。将他们四人分成一组，让每组推选一人作为讨论小组的组长，推选另一个做绘图工作。让每组共同制订一个为他们的房子安装电线的计划。

2．提醒全班学生注意：他们已设计好了电路，发现了并联电路和串联电路之间的不同，并能够运用开关。讨论如何使用串联和并联电路提高电灯的明亮程度。

3．告诉学生们，他们的任务是使每个房间都有一盏电灯。在黑板上绘出房屋中四个房间的简单模型。对学生进行启发：“当我们为这所房屋制订计划时，我们需要考虑哪些问题？”

当学生们讨论这个问题时，在黑板上写下必要的问题，其中的一些问题已在下面列出。可随意加上你或同学们认为重要的其他问题。

电灯将在哪里安装？

电开关将安装在哪里？

干电池组将安装在哪里？

怎样连接开关、电灯和干电池组，使电灯的发光度达到最亮？

电线将安装在哪里？

……

4．提醒学生们注意，如果他们使用电路元件符号的话，他们的计划将比较容易被读懂。如果他们使用不同颜色的铅笔或钢笔标出纸板墙和电线的话，他们的计划也将比较容易被读懂。

5．让学生们继续工作，在房间内来回走动，作为一个资源人，在需要的地方观看或服务。到结束时，每组应该有一些计划的版本，即在下一课他们将为房间安装线路的计划。

6．要求学生们在他们的笔记本上绘出他们安装线路计划的副本，这些绘图将留给学生们一个记录，也是观察每个学生如何做的机会。

7．整理物品。

简评：教师为学生的探究活动设计了7个步骤，让学生能够比较有条理地进行操作。因为他们的教学对象是初中学生，他们的抽象思维还比较薄弱，所以如果教师能够让其在有条理的帮助下进行探究活动，对他们而言，这种条理性也是一个学习的过程。

教师将该探究活动步骤化以后，学生有了操作的蓝图。学生的探究活动简化了，探究过程更明确，但是如果这个课题面对的是高中学生，还需要如此细致的帮助吗？

●最后的活动、延伸和评价

最后的活动  当大多数学生都完成的时候，要求他们分享自己的计划，这将为锻炼学生的口头表达提供一些机会，而且也可以帮助那些正为自己的计划努力工作的学生们去观看其他同学正在做什么。

延伸  一些学生将从额外时间中受益，以完善他们的计划。这些学生应继续制订他们的计划以便在下一课开始的时候，为安装线路工作做好准备。

评价  此房屋线路安装计划将提供两方面的信息，一是关于学生在他们的电路示意图中使用电路符号能力的信息，一是关于学生们对电路理解程度的信息。

简评：教师通过让学生参与最后的活动、延伸和评价，整合了学生在电学方面的知识和技能。而学生通过对该课题的探究，从知识、技能、过程上对电方面的学习有了一定的感悟。事实上，我们并没有看到学生完全自主的探究，即使是在科学探究比较成熟的美国。这说明，在进行探究教学设计的时候，对学生能力以及探究主题的把握，是科学探究得以顺利实施的前提。随着学生能力的逐渐上升，教师的指导会越来越少，学生的自主探究会逐渐深入。