将新教材中“问题”情境引入新课的探讨与实践——以“闭合电路的欧姆定律”教学为例

胡生青

(江苏省江阴市教师发展中心，江苏 无锡 214400)

2019年出版的人教版高中物理教科书在每节的开始都创设一个“问题”情境，以引发学生对所要学习内容的主动思考，培养学生的问题意识及提出问题的能力。然而在教学实践中，有些教师拘泥于教材而放不开思路；有些教师是“我的课堂我做主”，无视教材的这种设计；也有些教师则能依据教学实情灵活变通，搞活课堂教学。总之，针对新教材中“问题”情境的教学处理样式不一，表现不同，现结合“闭合电路的欧姆定律”的教学实践，来谈谈对这个问题的思考。

1 对“问题”情境的探讨

1.1 “问题”情境内容

图1是新教材中“闭合电路的欧姆定律”一节“问题”情境栏目的内容。

图1

1.2 “问题”情境分析

1.2.1 “问题”情境的设计

从学生学习的视角来看：(1) 通过观察灯泡发光，激发学生从能量转化角度认识电源；(2) 通过观察两个场景灯泡亮度不同，引发学生认知冲突，使学生对电源的认识从初中的理想电源(内阻不计)到实际电源(考虑内阻)的转变；(3) 引起学生对全电路(内、外电路)问题的探究心向。

从教师教学的视角来看：教材对“问题”情境的阐述看似“太简洁”“模糊不清”，然而，这正是教材设计的高明之处。不同地区、不同学校的具体学情相差甚远，教材设计给实际教学留有较大的自主空间，教师可以在教材的基础上，进行个性化、学情化等设计，以期达到更好的教学效果。

1.2.2 “问题”情境的立意

教材的“问题”情境立意主要包含：(1) 增强了趣味性，利用学生熟悉的小灯泡实验创设情境，使学生感觉物理就在身边，亲切自然；(2) 凸显了真实性，利用生活中真实的场景，引导学生提出真实的问题，并付出努力去解决问题，有利于培养学生的核心素养；(3) 统筹了全局性，使学生全程带着问题学习，对电源电动势、内阻探究完毕后，依然不能精准解释灯泡亮度的不同，学生带着解决问题的渴望，会继续学习闭合电路欧姆定律，激发了学生的学习兴趣；(4) 突出了实用性，通过闭合电路欧姆定律的学习，学生圆满地解释新课引入的真实问题，使学生经历曲折的探究历程，并获得自我效能感，可以潜移默化地增强学生热爱物理、献身科学的情感，有效地落实立德树人根本任务。

2 应用“问题”情境的教学实践

在某市级赛课活动中，笔者全程观摩6节“闭合电路的欧姆定律”的教学，6位教师对新教材的新课“问题”情境引入基本没有进行个性化处理，多数以教材原有的“问题”情境呈现给学生，学生的思维方向和回答没有出现新教材预期的情形，大大出乎老师的预判。有的教师不知所措，使新课引入出现了一些曲折；有的教师强行进入新课教学，使物理课堂显得极不自然。现将6位老师的新课引入环节梳理如下。

教师做了新课引入的两个小实验，学生观察现象之后，教师提问：如何解释这一现象？

多数学生在观察实验现象后呈现出好奇的表情，而对教师提出的问题感到“懵圈”，自发进行讨论，渴望解决问题的热情油然而生，有代表性的回答如下。

生1：是因为能量分摊在多个小灯泡上。

生2：是因为并联电路有分流作用，多个小灯泡并联，电流小。

生3：是因为并联电路总电阻小，功率大。

生4：是因为电池有内电阻(个别同学预习过或提前学过，不具代表性)。

……

原因分析：“问题情境的设计”是让学生“往电池里面思考”，看似简单而又顺理成章，其实这只是“在老师看来”的问题与现象。实验现象(小灯泡的亮暗)使学生思维局限在电源外面，学生对于电源的认知停留在初中“电源电压恒定”的观念上，很难往电池内部方向思考，因此，“能量分摊”“电流分流”等回答都是基于学生已有认知水平的正常现象。如果要成功引导学生“往电池里面思考”，就必须深度分析学情：

(1) 前概念的影响。初中物理学习的都是理想电源，学生不会往电源里面想。

(2) 思维定势的影响。学生以往学习的都是“外电路”部分，熟知并联电路电压相等且应等于电源两端电压，不会认为“电压”会出现“问题”。

(3) 思维宽度不足。小灯泡的亮暗，除了有电流、电功率的“指标”，还有电压“指标”。

对于学生出现的这些问题，如果教师不能准确把握学情，未深度分析原因，其教学就会出现问题，这次赛课中教师处理方法如下：

(1) 有教师认为学生知识存在缺失，于是带领学生复习串并联电路相关知识，如并联电路电压相等，总电阻小……从解决问题和疑难的角度看，复习巩固似乎是合理的应对方式，但是教师用了十几分钟进行复习后，还是不能顺利过渡到本节的新课教学上，说明这样的学情分析和应对策略是失败的。

(2) 有教师认为学生根本不会想到电源内部，在发现出乎意料的情况下，直接告知学生电源的总电压一定，并联电路的电阻变小，外部灯泡获得电压就变小，电源内部获得电压增大。在教学中生拉硬扯，过程明显不自然，学生被动接受，背离了新教材设计的“初心”。

(3) 有教师认为课堂教学推进最要紧，学生反应只是其次，完全抛开刚才的实验和学生的反应，直接讲授：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路，用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。直接讲出闭合电路、内电路、外电路，“取缔”了学生发现和解决问题的机会，“泯灭”了学生的知识自主生成机会，与新课标理念背道而驰。

3 对“问题”情境的教学建议

本节“问题”情境引入的首要目标指向“电源内部”，只有学生认识到“电源出了问题”，才可能实现从“理想电源”向“实际电源”的过渡，为“内、外电路”“电动势”等知识探究形成必要的观念基础。从模型建构的角度来说，学生需要完成从理想电源到实际电源的“顺应”，因此，要为学生创设理想电源模型已经不能解决新问题的情境。“小灯泡的亮暗”不足以使学生往电源内部想，“电压”就是基于新教材的个性化、学情化设计的切入点，也是突破“新课引入”教学难点的一个“关键抓手”，以下提供2个设计方案供参考。

3.1 设计方案一

教材中的两个实验先用一只灯泡，并联电路实验放在新课学习之后的“思考与讨论”中。因此，引入部分的设计，外电路选用为一只灯泡的电路(图2)，通过开关通、断实验，测量、比较电源两端的电压，引领思维往“陌生地带”——电源内部去思考，由外而内认知内电阻、内电压、内电路等知识，进而成功过渡到电动势、闭合电路欧姆定律等知识的学习。

图2

师：两节电池串联起来一共多少伏？

生：3 V。

师：小灯泡两端电压是多少伏？

生：3 V。

师：你做过实验研究吗？

学生分组实验，用电压表测量，进行观察、读数、对比、思考，现象为：断开开关，电池电压示数为2.9 V；闭合开关，测得灯泡两端电压为2.6 V。

说明：为了凸显实验效果，可以挑选内阻较大的电池和电阻较小的灯泡。

师：开关闭合时，小灯泡两端电压等于电池电压吗？为什么有0.3 V的差值？

学生经过小组讨论、分析，提出：可能是电池本身把0.3 V电压“私吞了”(学生语言表述不一定准确到位)，教师可以顺势引导，除了以前熟知的外电路，还可能有一个电池内部电路(内电路)，接下来就可以自然地对电源(电动势等知识)进行探究。

3.2 设计方案二

如图3所示，先用电压表测出电源两端电压，请学生猜测。

图3

问题1：如果闭合开关S1，电压表示数是否会变化？

问题2：继续闭合开关S2，电压表示数是否会变化？灯泡L1的亮度是否会变化？

初中学习的是理想电源，电源两端电压保持不变。所以，对于问题1，大部分学生认为电压表示数保持不变。实验结果出乎预料，电压表示数明显减小，造成学生的认知冲突，激发了学习兴趣，也产生了质疑：可能是“电池出了问题”。对于问题2，学生根据初中所学知识：并联电路不会相互影响，认为电压表示数不变，灯泡亮度不变。实验结果再一次出乎学生预料，电压表示数进一步减小，灯泡亮度明显变暗。这使学生意识到以前学过的知识已经和实验事实相矛盾，对新知识的学习欲望被点燃了，学生也更加坚信自己的质疑，接下来对电源电动势、内阻、内外电路等新知识的探究就会自然而然地发生。

这样的新课引入中“问题”的情境设计目标指向明确、简单直接、典型有效，通过对开关闭合和断开现象的对比，引发学生思考电路中电压变化的原因，促使学生的认识上升到“闭合回路”，加上教师适时有效的点拨，使学生明确：电源不但提供电压，其内部也同时会分摊电压，在学生已有的外部电路旧知和闭合电路新知之间搭建起桥梁，顺利地引领学生进入新知识的探究、学习。

4 教学反思

教师如何发挥主导作用，合理利用教材？又如何以学生为主体开展教学？由以上讨论可以看出，关键在于教学设计。好的教学设计会将“教”与“学”统一起来，自然形成“教学合一”的局面。

引入新课的问题情境是课堂教学的基本要素，是以学为中心的教学实施的基础。在设计引入新课的问题情境时，应遵循以下原则。

(1) 目标性原则

情境是为达成教学目标服务的，应根据确定的教学目标设计问题情境。

(2) 生活性原则

联系学生的生活实际，使物理与生活紧密相连，让学生感觉物理有用，激发学生学习物理的兴趣，使学生处于“我要学”的积极状态中。

(3) 形象性原则

用具体的、可见的实验或实例，激发学生思考，帮助学生从感性认识上升到理性认识。

(4) 典型性原则

突出关键特征，让学生感受到情境的清晰和有效，具有定向启发性。

(5) 问题性原则

符合学生的最近发展区，能顺畅地引发问题。

(6) 驱动性原则

情境设计能够激发学生思考，驱使学生在学习起初形成指向教学核心的思维起点。

在实际教学中，切忌只看重激发兴趣，过分追求奇特，甚至通过夸张“搞怪”来“点燃”热情，弱化导入功能，甚至带偏了学生的思维方向；如果实例不够典型有效和简单直接，较多繁杂而无关的信息就会掩盖主题，不能承上启下，无法自然过渡到新课学习。激发兴趣对课堂教学当然也很重要，新课引入也并不是让课堂越“燃”越好，所谓“激发”不仅仅是单纯制造高涨的情绪，重要的是思维的“点燃”，是高阶思维的情境导向与教学内容的匹配吻合，由情境引入自然过渡到新课学习。