“測金屬絲電阻率的實驗”問題導學的教學設計（片段）

楊倡林

摘 要：設置問題引領我們的教學能夠最大限度地引起學生的學習興趣，激發其求知欲和探究欲；能促進學生的思考，提高思維水平；能就某些問題的相關內容與教師和同學交流；能讓知識得以整合，技能得以提高。

關鍵詞：問題導學；問題設置；教學設計

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）2-0077-4

1 什么是問題導學

“問題導學”是指教師在課堂教學中以問題為載體，將教學目標、學生的原有認知和科學的認識過程結合起來，圍繞焦點問題展開教學設計，通過啟發、引導學生解決問題，從而達到以學生“學習”為根本目的的教學方法和策略。

教學設計流程如圖1。

2 為什么要進行問題導學

新課程標準的實施對傳統的課堂教學提出了嚴峻的挑戰，把“問題教學”提到了議事日程上，把培養學生“提出問題的能力”“質疑能力”作為課程目標正式寫進了高中《物理課程標準》。新課改的重要理念就是“以學生為本”，倡導學生主動參與、樂于探究，注重發展學生的科學素養和創新能力。所以，在物理教學中，應該把培養學生的“問題意識”作為實施新課程標準的目標。一個好的物理教師，一堂好的物理課，不應是講得學生沒有問題，而是要啟發他們不斷地提出問題、解決問題。英國科學家波普尓認為：“科學知識的增長永遠始于問題，終于問題——越來越深化的問題，越來越能啟發新問題的問題。”

布魯納的發現學習論指出：“教學生學習任何科目，絕不是對學生心靈中灌輸些固定知識，而是啟發學生主動去求取知識與組織知識。求知是自主性的活動歷程，而非只是被動地承受前人研究的結果。”

3 怎樣進行問題導學（分四步進行）

3.1 問題設置（表1）

3.2 問題探究（獨立探究、小組探究、理論探究、實驗探究）

3.3 引導啟發（表2）

3.4 問題解決（在問題中探究，在探究中感悟，在感悟中解決）

案例 “測定金屬絲電阻率實驗”的教學（片段）

教學思考1 問題的引入要明確。

學生對新授課的學習在認知上會抱有一種好奇感：為什么要學它？它是什么？它有什么用？引入環節上必須解決好這個問題。

實例引入

問題1：同學們，知道你家里的輸電線是用什么材料制成的嗎？

問題2：燈泡的燈絲是用什么材料制成的？

問題3：如果你身邊有一小段金屬絲，請你判斷是輸電線還是燈絲的材料？判斷根據是什么？

點評：問題1和2聯系實際生活，能激發探索的欲望；問題3針對學生的認知基礎，設置問題有多種解決的辦法，具有一定的“開放性”，使知識升華，同時也針對本節的教學重點設置。

教學思考2 “問題”要促使學生對“新”“舊”知識進行聯想、類比、發現。

針對問題3，學生的回答如下：

①看金屬絲的顏色，黑色的就是可用于燈絲的材料；②看金屬絲的粗細，粗的就可用于輸電線的材料；③看金屬絲的輕重，重的就可用于燈絲的材料；④問師傅，師傅說了算；⑤測金屬的密度；⑥測金屬的電阻率；⑦看金屬絲能否經得高溫，經得高溫的就可用做燈絲的材料；⑧看金屬絲的硬度，硬度小的就可用做輸電線的材料；⑨看金屬絲的電阻大小，電阻大就可用做燈絲的材料；⑩可以先制成燈絲，然后制成燈泡接入電路，如果燈絲不被燒斷，材料就可以用做燈絲的材料。

引導學生初步進行評價（過程略）。結論是：可通過測密度和測電阻率來確定。

問題4：如要測金屬的密度需要哪些器材？學生回答后不需要深入分析（因為這不是本節課的重點）；如要測金屬的電阻率需要哪些器材？（這個問題需要深入）（針對教學重點、難點設置問題）

同學甲回答：電源、安培表、電壓表、滑動變阻器、開關、導線。

同學乙回答：甲同學回答不對，應是電源、安培表一只、電壓表一只、滑動變阻器一只、開關一只、導線若干。（同學們開心的笑了）

同學丙回答：還需要刻度尺。部分同學很迷茫。

問題5（此時，教師追問）：為什么需要刻度尺？

同學丙回答：根據電阻定律R=ρ ，可知電阻率ρ= 。因此，需要刻度尺測金屬絲的長度和橫截面積。此時，同學們的掌聲情不自禁地響起來了。

教學思考3：難點突破要有“招數”。

問題6：怎樣用上述器材具體地測電阻率？（核心問題）既是學生學習中的難點，也是教學的難點。教師既要縮短艱苦發現的過程，又要讓學生能夠去體驗、嘗試，這需要精心引導啟發。

第一步：老師將這段金屬絲展示一下，如何用刻度尺具體測金屬絲的長度和橫截面積？

學生甲答：把它拉直，用刻度尺量出金屬絲的長度，再用刻度尺直接量出金屬絲的直徑。

學生乙趕緊答：甲回答有錯，因為金屬絲太細，金屬絲的直徑不能用刻度尺直接量出。

老師提問：那怎樣測呢？請同學們討論一下（能否用刻度尺測量？若不能，那用什么測量？）。

學生丙回答到：可以將金屬絲在鉛筆上緊密排繞N匝（如圖2所示），用毫米尺量出N匝金屬絲的寬度d。由此，可以計算得出金屬絲的平均直徑為d/N。

老師點撥：丙同學這種方法可以，這是將微小量進行放大來測量的，是好辦法！

教師繼續引導：類似這樣將小量（不便測量）進行放大（便于測量）后測量的思想，你還遇到過嗎？——用秒表測單擺經過30次或50次全振動的時間，計算單擺的周期，也是用的這種方法！其實，還可以用螺旋測微器（精確度更高的測長度的儀器）來測量。教師接著介紹螺旋測微器的使用和讀數方法。

第二步：老師將這段金屬絲展示一下，如何用上述器材具體測金屬絲的電阻？請同學們畫出測量電阻的電路圖。展示同學的結果（共同評價），再在黑板上畫出同學們認為正確的四組圖（如圖3所示）：

問題7：哪組同學設計的方案最好？（同學們開始議論了，最終誰也不能說服誰？）

此時，老師問：怎辦呢？

有一同學大聲說：做實驗！

老師答到：好！下面分四組開始探究（四組提供的電壓表、電流表、電阻絲都相同）。

教師巡回指導，提示學生需要注意的常見問題，避免一些常見的錯誤出現。

第一組遇到了問題：電壓表有示數，電流表幾乎不偏。學生嘗試改變滑動變阻器的阻值，問題仍然存在。學生自己分析，電壓表有示數，說明安培表與電阻絲兩端有電壓。找不到原因，向老師求助。

老師：檢查安培表與電阻絲這一條支路有問題嗎？（教師指出電流表、電阻絲均是正常的）

學生：沒問題（這一條支路是連通了的）。

老師：（分析、點撥、引導）這條支路兩端有電壓，電路也是通的，理論上講就是應有電流。但測量電流的安培表沒有偏轉，怪呀？

有一學生：喔，量程太大了。

老師：試一試。

學生：改換小量程后，看到了指針明顯的偏轉，問題解決，測出了電阻絲的阻值。

第二組成功地測出了電阻絲的阻值。

第三組也很順利地測出了電阻絲的阻值。

第四組遇到了問題：改變滑動變阻器的阻值，電壓表和電流表的示數幾乎不變化。好像滑動變阻器滑動的時候沒起作用。

學生采取的措施：①檢查連線是否接觸良好；②檢查滑動變阻器的連接方式是否正確（與電路圖一致）；③檢查電壓表和電流表的量程。都沒有發現問題。

老師：（分析、點撥、引導）根據全電路歐姆定律I= ，可得，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表的示數是要變化的。但是，若滑動變阻器的阻值太小（通電阻絲比較），當滑動變阻器的阻值變化時引起全電路的總電阻的變化就很小，則電流表示數變化就很微弱。怎么辦呢？

學生：換一個阻值大一點的滑動變阻器。看到了明顯的偏轉，問題解決，測出了電阻絲的阻值。

在遇到問題的時候，要讓學生自己先主動思考，尋找原因。不能解決時，教師再通過分析、點撥、引導，為解決問題鋪設臺階，要時刻體現教學總是以學生為本的思想。

老師：請第一、第二、第三、第四組的同學到黑板上寫出結果。比較發現第一組與第三組的結果很接近，第二組與第四組的結果很接近。

學生（迫不及待）：誰的正確？

教師：實驗室提供的電阻絲的阻值與二、四組的測量值很接近。也就是說二、四組的測量方案可行喲。學生立即提出如下問題：

問題8：①為什么一、三組的結果與二、四組的結果相差較遠？

②為什么一、三組的測量方案不行呢？

老師（分析、點撥、引導）：①一、三組的測量方案中，電壓表測量的是什么電壓？電流表測量的是什么電流？哪個表測量的是準確值？

②二、四組的測量方案中，電壓表測量的是什么電壓？電流表測量的是什么電流？哪個表測量的是準確值？

學生：①一、三組的測量方案中，電壓表測量的是電阻絲與電流表串聯的總電壓，電流表測量的是電阻絲的電流，電流表測量的是準確值。

②二、四組的測量方案中，電壓表測量的是電阻絲的電壓，電流表測量的是電阻絲與電壓表并聯的總電流，電壓表表測量的是準確值。

老師（分析）：一、三組的測量方案中，由于電流表的內阻與電阻絲的電阻相當，電流表兩端的電壓太大，故測量結果差之甚遠；二、四組的測量方案中，由于電壓表的內阻遠大于電阻絲的電阻，電壓表流過的電流很小，故測量結果與真實值很接近。所以，二、四組的測量方案可行。

老師（拓展）：①一、三組的測量方案中的電壓表與安培表的連接方式，稱為安培表內接法。

②二、四組的測量方案中的電壓表與安培表的連接方式，稱為安培表外接法。

③何時用安培表內接法或外接法？

學生：（討論、交流、評價）。

教師：總結滑動變阻器的連接方式（本節略）。

通過設置問題引發學生積極動腦思考、交流，通過較深刻地分析問題，培養學生的探究能力。在活動中突出重點、突破難點，提升學生的嚴密的思維能力。

4 結束語

建構主義的學習理論認為：“學習的過程不是學習者被動地接受知識，而是積極地建構知識的過程。”這一理念強調學生在學習中的主體地位。因此，我們的教學過程不能把學生視為單純的知識的接受者，而更應該看做是知識的探索者和發現者。創設情境、設置問題、層層深入、引導學習，這樣才能真正促進學生發揮主觀能動性，才能促進教學活動的有效開展。教師精心設計每一個問題，努力激發學生主動參與、主動探究、主動合作才是提高物理課堂效率的有效途徑。

參考文獻：

[1]黃玲.改變學生學習方式構建物理有效課堂[J].物理教學探討，2014，（10）：31.

[2]馬曉堂.有效的提問與思維的培養[J].物理教學探討，2011，（6）：32.

[3]邵懷領.課堂提問的有效性：標準、策略及觀察[J].教育科學，2009，（1）：38.

（欄目編輯 鄧 磊）