“测金属丝电阻率的实验”问题导学的教学设计（片段）

杨倡林

摘 要：设置问题引领我们的教学能够最大限度地引起学生的学习兴趣，激发其求知欲和探究欲；能促进学生的思考，提高思维水平；能就某些问题的相关内容与教师和同学交流；能让知识得以整合，技能得以提高。

关键词：问题导学；问题设置；教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）2-0077-4

1 什么是问题导学

“问题导学”是指教师在课堂教学中以问题为载体，将教学目标、学生的原有认知和科学的认识过程结合起来，围绕焦点问题展开教学设计，通过启发、引导学生解决问题，从而达到以学生“学习”为根本目的的教学方法和策略。

教学设计流程如图1。

2 为什么要进行问题导学

新课程标准的实施对传统的课堂教学提出了严峻的挑战，把“问题教学”提到了议事日程上，把培养学生“提出问题的能力”“质疑能力”作为课程目标正式写进了高中《物理课程标准》。新课改的重要理念就是“以学生为本”，倡导学生主动参与、乐于探究，注重发展学生的科学素养和创新能力。所以，在物理教学中，应该把培养学生的“问题意识”作为实施新课程标准的目标。一个好的物理教师，一堂好的物理课，不应是讲得学生没有问题，而是要启发他们不断地提出问题、解决问题。英国科学家波普尓认为：“科学知识的增长永远始于问题，终于问题——越来越深化的问题，越来越能启发新问题的问题。”

布鲁纳的发现学习论指出：“教学生学习任何科目，绝不是对学生心灵中灌输些固定知识，而是启发学生主动去求取知识与组织知识。求知是自主性的活动历程，而非只是被动地承受前人研究的结果。”

3 怎样进行问题导学（分四步进行）

3.1 问题设置（表1）

3.2 问题探究（独立探究、小组探究、理论探究、实验探究）

3.3 引导启发（表2）

3.4 问题解决（在问题中探究，在探究中感悟，在感悟中解决）

案例 “测定金属丝电阻率实验”的教学（片段）

教学思考1 问题的引入要明确。

学生对新授课的学习在认知上会抱有一种好奇感：为什么要学它？它是什么？它有什么用？引入环节上必须解决好这个问题。

实例引入

问题1：同学们，知道你家里的输电线是用什么材料制成的吗？

问题2：灯泡的灯丝是用什么材料制成的？

问题3：如果你身边有一小段金属丝，请你判断是输电线还是灯丝的材料？判断根据是什么？

点评：问题1和2联系实际生活，能激发探索的欲望；问题3针对学生的认知基础，设置问题有多种解决的办法，具有一定的“开放性”，使知识升华，同时也针对本节的教学重点设置。

教学思考2 “问题”要促使学生对“新”“旧”知识进行联想、类比、发现。

针对问题3，学生的回答如下：

①看金属丝的颜色，黑色的就是可用于灯丝的材料；②看金属丝的粗细，粗的就可用于输电线的材料；③看金属丝的轻重，重的就可用于灯丝的材料；④问师傅，师傅说了算；⑤测金属的密度；⑥测金属的电阻率；⑦看金属丝能否经得高温，经得高温的就可用做灯丝的材料；⑧看金属丝的硬度，硬度小的就可用做输电线的材料；⑨看金属丝的电阻大小，电阻大就可用做灯丝的材料；⑩可以先制成灯丝，然后制成灯泡接入电路，如果灯丝不被烧断，材料就可以用做灯丝的材料。

引导学生初步进行评价（过程略）。结论是：可通过测密度和测电阻率来确定。

问题4：如要测金属的密度需要哪些器材？学生回答后不需要深入分析（因为这不是本节课的重点）；如要测金属的电阻率需要哪些器材？（这个问题需要深入）（针对教学重点、难点设置问题）

同学甲回答：电源、安培表、电压表、滑动变阻器、开关、导线。

同学乙回答：甲同学回答不对，应是电源、安培表一只、电压表一只、滑动变阻器一只、开关一只、导线若干。（同学们开心的笑了）

同学丙回答：还需要刻度尺。部分同学很迷茫。

问题5（此时，教师追问）：为什么需要刻度尺？

同学丙回答：根据电阻定律R=ρ ，可知电阻率ρ= 。因此，需要刻度尺测金属丝的长度和横截面积。此时，同学们的掌声情不自禁地响起来了。

教学思考3：难点突破要有“招数”。

问题6：怎样用上述器材具体地测电阻率？（核心问题）既是学生学习中的难点，也是教学的难点。教师既要缩短艰苦发现的过程，又要让学生能够去体验、尝试，这需要精心引导启发。

第一步：老师将这段金属丝展示一下，如何用刻度尺具体测金属丝的长度和横截面积？

学生甲答：把它拉直，用刻度尺量出金属丝的长度，再用刻度尺直接量出金属丝的直径。

学生乙赶紧答：甲回答有错，因为金属丝太细，金属丝的直径不能用刻度尺直接量出。

老师提问：那怎样测呢？请同学们讨论一下（能否用刻度尺测量？若不能，那用什么测量？）。

学生丙回答到：可以将金属丝在铅笔上紧密排绕N匝（如图2所示），用毫米尺量出N匝金属丝的宽度d。由此，可以计算得出金属丝的平均直径为d/N。

老师点拨：丙同学这种方法可以，这是将微小量进行放大来测量的，是好办法！

教师继续引导：类似这样将小量（不便测量）进行放大（便于测量）后测量的思想，你还遇到过吗？——用秒表测单摆经过30次或50次全振动的时间，计算单摆的周期，也是用的这种方法！其实，还可以用螺旋测微器（精确度更高的测长度的仪器）来测量。教师接着介绍螺旋测微器的使用和读数方法。

第二步：老师将这段金属丝展示一下，如何用上述器材具体测金属丝的电阻？请同学们画出测量电阻的电路图。展示同学的结果（共同评价），再在黑板上画出同学们认为正确的四组图（如图3所示）：

问题7：哪组同学设计的方案最好？（同学们开始议论了，最终谁也不能说服谁？）

此时，老师问：怎办呢？

有一同学大声说：做实验！

老师答到：好！下面分四组开始探究（四组提供的电压表、电流表、电阻丝都相同）。

教师巡回指导，提示学生需要注意的常见问题，避免一些常见的错误出现。

第一组遇到了问题：电压表有示数，电流表几乎不偏。学生尝试改变滑动变阻器的阻值，问题仍然存在。学生自己分析，电压表有示数，说明安培表与电阻丝两端有电压。找不到原因，向老师求助。

老师：检查安培表与电阻丝这一条支路有问题吗？（教师指出电流表、电阻丝均是正常的）

学生：没问题（这一条支路是连通了的）。

老师：（分析、点拨、引导）这条支路两端有电压，电路也是通的，理论上讲就是应有电流。但测量电流的安培表没有偏转，怪呀？

有一学生：喔，量程太大了。

老师：试一试。

学生：改换小量程后，看到了指针明显的偏转，问题解决，测出了电阻丝的阻值。

第二组成功地测出了电阻丝的阻值。

第三组也很顺利地测出了电阻丝的阻值。

第四组遇到了问题：改变滑动变阻器的阻值，电压表和电流表的示数几乎不变化。好像滑动变阻器滑动的时候没起作用。

学生采取的措施：①检查连线是否接触良好；②检查滑动变阻器的连接方式是否正确（与电路图一致）；③检查电压表和电流表的量程。都没有发现问题。

老师：（分析、点拨、引导）根据全电路欧姆定律I= ，可得，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表的示数是要变化的。但是，若滑动变阻器的阻值太小（通电阻丝比较），当滑动变阻器的阻值变化时引起全电路的总电阻的变化就很小，则电流表示数变化就很微弱。怎么办呢？

学生：换一个阻值大一点的滑动变阻器。看到了明显的偏转，问题解决，测出了电阻丝的阻值。

在遇到问题的时候，要让学生自己先主动思考，寻找原因。不能解决时，教师再通过分析、点拨、引导，为解决问题铺设台阶，要时刻体现教学总是以学生为本的思想。

老师：请第一、第二、第三、第四组的同学到黑板上写出结果。比较发现第一组与第三组的结果很接近，第二组与第四组的结果很接近。

学生（迫不及待）：谁的正确？

教师：实验室提供的电阻丝的阻值与二、四组的测量值很接近。也就是说二、四组的测量方案可行哟。学生立即提出如下问题：

问题8：①为什么一、三组的结果与二、四组的结果相差较远？

②为什么一、三组的测量方案不行呢？

老师（分析、点拨、引导）：①一、三组的测量方案中，电压表测量的是什么电压？电流表测量的是什么电流？哪个表测量的是准确值？

②二、四组的测量方案中，电压表测量的是什么电压？电流表测量的是什么电流？哪个表测量的是准确值？

学生：①一、三组的测量方案中，电压表测量的是电阻丝与电流表串联的总电压，电流表测量的是电阻丝的电流，电流表测量的是准确值。

②二、四组的测量方案中，电压表测量的是电阻丝的电压，电流表测量的是电阻丝与电压表并联的总电流，电压表表测量的是准确值。

老师（分析）：一、三组的测量方案中，由于电流表的内阻与电阻丝的电阻相当，电流表两端的电压太大，故测量结果差之甚远；二、四组的测量方案中，由于电压表的内阻远大于电阻丝的电阻，电压表流过的电流很小，故测量结果与真实值很接近。所以，二、四组的测量方案可行。

老师（拓展）：①一、三组的测量方案中的电压表与安培表的连接方式，称为安培表内接法。

②二、四组的测量方案中的电压表与安培表的连接方式，称为安培表外接法。

③何时用安培表内接法或外接法？

学生：（讨论、交流、评价）。

教师：总结滑动变阻器的连接方式（本节略）。

通过设置问题引发学生积极动脑思考、交流，通过较深刻地分析问题，培养学生的探究能力。在活动中突出重点、突破难点，提升学生的严密的思维能力。

4 结束语

建构主义的学习理论认为：“学习的过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。”这一理念强调学生在学习中的主体地位。因此，我们的教学过程不能把学生视为单纯的知识的接受者，而更应该看做是知识的探索者和发现者。创设情境、设置问题、层层深入、引导学习，这样才能真正促进学生发挥主观能动性，才能促进教学活动的有效开展。教师精心设计每一个问题，努力激发学生主动参与、主动探究、主动合作才是提高物理课堂效率的有效途径。

参考文献：

[1]黄玲.改变学生学习方式构建物理有效课堂[J].物理教学探讨，2014，（10）：31.

[2]马晓堂.有效的提问与思维的培养[J].物理教学探讨，2011，（6）：32.

[3]邵怀领.课堂提问的有效性：标准、策略及观察[J].教育科学，2009，（1）：38.

（栏目编辑 邓 磊）