“問題導學”教學模式中應怎樣設計問題

吳夢雷

“問題導學”是以導學案為載體，以解決問題為主線，使學生在問題解決的過程中掌握知識，形成自主學習能力的一種高效課堂教學模式.問題的設計是這種教學模式的核心，而傳統的課堂最大的弊端就在于沒有問題的生成.下面以“閉合電路歐姆定律”為例，探討一下如何進行問題的設計.

1背景分析

1.1教材

不同版本的教材對這部分內容的處理方法有所差異，有的從非靜電力做功的角度引入，也有的直接從電勢升降的角度給出結論.筆者以教科版教材為基礎，借鑒人教版教材的一些思路，以問題為線索，重新調整了教學順序——先介紹電源的內阻，然后通過定量實驗探究得到閉合電路的歐姆定律，最后再分析電動勢的物理意義.

1.2學情

學生在初中已學過部分電路的歐姆定律，普遍認為電源提供的電壓是不變的，也不知道電源有內阻，要打破這個思維定勢，僅靠抽象的理論推導是不夠的，應盡可能通過實驗做到“眼見為實”，讓學生真正信服.

2問題設計

問題1如圖1，將小燈泡分別接到兩節電池和三節電池的兩端，猜一猜哪種情況更亮？

設計意圖學生們根據初中所學的電學知識，很容易想到兩節干電池提供的電壓為3.0 V，而三節干電池提供的電壓為4.5 V，肯定是接到三節電池上時燈泡更亮.教師在準備時，左側可用兩節新電池，右側用三節舊電池，讓小燈泡接到右側時反而更暗一些，引導學生思考既然是相同的小燈泡，那么問題應該出在電源上，從而順勢引入外電路、內電路以及電源內阻的概念.這個設計可以激起學生的認知沖突，迅速把學生的注意力吸引到教學內容上來.

問題2依次閉合S1、S2、S3，觀察小燈泡L的亮度變化，并闡述原因.

設計意圖在初中時，學生們都認為電源提供的電壓是不變的，所以即便多并聯幾盞燈泡，也不會影響到L的亮度，但實驗中他們看到的卻是L越來越暗，這是又一次思維上的沖突，此時可以讓學生討論現象背后的原因，由于有問題1的鋪墊，學生們很容易想到從串聯分壓的角度來解釋L變暗的原因.教師結合問題1，最后做一個歸納：燈泡的亮暗既與電源有關，又與外電路有關，這里面到底滿足什么定量規律呢？從而順勢引入本節課的主題——閉合電路的歐姆定律.

問題3外電路以及內電路上電勢的降落之和與“可樂電池”正負兩極附近電勢的上升之和有什么關系？

設計意圖在教科版的教材上，焦耳定律放在了本節內容的后面，故暫時還不能用能量守恒定律的方法進行理論推導，只能從電勢升降的角度進行探究.為了使實驗盡可能精確，筆者用了四個電壓傳感器分別測量外電壓U1、內電壓U2，正極附近電勢上升的值U3、負極附近電勢上升的值U4.將電鍵閉合后，增大變阻器R，U1增大，U2減小，但是U3和U4基本保持不變，讓學生對比U1+U2和U3+U4，很容易得出U1+U2=U3+U4的結論，接著很自然地就可以引出電動勢E的概念，電動勢即正負兩極附近電勢上升的值之和，即E=U3+U4.為了讓學生能更清楚地認識到閉合電路中電勢的變化情況，還可以用以下兩幅圖加深理解.

最后，假定外電路是純電阻電路，經過簡單的理論推導后，即可得到閉合電路的歐姆定律I=ER+r，整個過程非常自然，一點沒有突兀的感覺.

問題4如果外電路出現了短路或者斷路的情況，電路中電勢的升降情況會如何？

設計意圖這兩種特殊情況，如果用理論推導的方式去講解，略顯枯燥，借助于問題4中的思路，則非常好理解.在短路情況下，電勢的升降全部發生在電源內部，而在斷路情況下，外電壓Uab就等于電動勢，這也是我們用電壓表粗測電源電動勢的依據.

問題5請用閉合電路的歐姆定律解釋問題1和問題2中出現的現象.

設計意圖學以致用是師生們共同的追求，在一開始回答問題1和問題2時，學生們多半是連蒙帶猜的，并沒有十足的把握，現在回過頭來重新審視這兩個問題，應該底氣十足了.正是因為電源有內阻，導致外電壓并不等于電動勢，教師可在電源兩端并聯上電壓傳感器，學生就可以非常清楚地看到接上燈泡后，問題1中的U2

問題6我們常說一節干電池的電壓是1.5 V，這種說法對嗎？

設計意圖通過問題5的分析，學生們非常直觀地看到外電壓一般是小于電動勢的，少掉的那部分是內電壓，電動勢應等于內外電壓之和，或者等于正負極附近上升的電勢之和.為了進一步加深學生對電動勢E的認識，教師還可以從非靜電力做功的角度作進一步闡述，讓學生知道電動勢E的值等于電源把1C正電荷從它的負極搬運到正極的過程中，非靜電力所做功，即E=W非/q.

3案例評析和反思

閉合電路的歐姆定律既是本章的重點，也是難點.筆者利用“問題導學”設計教學流程，前后呼應，環環相扣，使得整個教學過程非常流暢，學生易于理解和接受，取得了較好的教學效果.結合本案例，筆者認為在設計導學案中的問題時，一定要有思維深度，不能是那種不動腦子就能答出的問題；問題要緊扣教學內容和中心環節，注意知識的內在聯系及前后銜接；問題要有梯度，由易到難，由簡到繁，由小到大，層層推進，逐步深入；問題要考慮大多數學生的認知水平、接受能力；問題要有針對性，針對教材重點、難點、疑點及關鍵點；問題要思路清晰，切忌含糊不清、要求不明，造成學生思維混亂；問題還要少而精，力求高質量，做到教師問題少而精，學生思考多且深.