從一道電學(xué)易錯(cuò)題談習(xí)題課堂中問題的價(jià)值達(dá)成

施久富

提問是教師教學(xué)手段的一種有效形式，科學(xué)巧妙的提問是激活學(xué)生思維，豐富學(xué)生想象力的有效方法，在初中物理課堂中，我們的提問形式也是多種多樣的.在新課程改革以前，我們一般都采用傳授式提問，這種提問一般環(huán)環(huán)相扣.在這樣的提問下，教師和學(xué)生一問一答，通過一個(gè)個(gè)小問題的呈現(xiàn)到解決，最終幫助學(xué)生突破知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提升學(xué)生對(duì)相應(yīng)問題的解決.并通過適度的變式提升學(xué)生對(duì)原先問題的認(rèn)知深度，促使學(xué)生的再思考和再提升，促使學(xué)生的學(xué)以致用、以不變的知識(shí)與技能應(yīng)對(duì)千變?nèi)f化的實(shí)際問題.

原題如圖1所示是小明和小華設(shè)計(jì)的拉力健身器示意圖，在拉環(huán)處加拉力時(shí)，滑桿PQ可隨之自由滑動(dòng)（導(dǎo)線對(duì)滑桿滑動(dòng)無影響）.已知：在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長的長度與受到的拉力大小成正比.老師認(rèn)為他們的設(shè)計(jì)有不足之處，應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)定值電阻.

（1）串聯(lián)的定值電阻在電路中的作用是[CD#3].

（2）小明和小華的改進(jìn)方案分別如下：

小明：把定值電阻串聯(lián)接在A、B之間.

小華：用阻值為100 Ω的定值電阻替換電流表.

若按照小明的方案：閉合開關(guān)后，向右拉動(dòng)拉環(huán)，滑片P向右移動(dòng)的過程中，電壓表示數(shù)[CD#3]（變大/不變/變小）.

（3）若按照小華的方案：已知電源為兩節(jié)新的干電池，閉合開關(guān)，當(dāng)拉力為0 N時(shí)，滑片P位于B端，電壓表示數(shù)為0 V；當(dāng)拉力為500 N時(shí)，電壓表示數(shù)為1.5 V；當(dāng)拉力為1000 N時(shí)（在彈性限度內(nèi)），電壓表示數(shù)為多少？

錯(cuò)誤現(xiàn)狀本題的問題主要暴露在第（2）中，很多學(xué)生在此處回答“電壓表示數(shù)變大”，而在后面的第（3）問中，很多學(xué)生在完成這道題目的過程中，大部分錯(cuò)誤的學(xué)生都暴露出這么一個(gè)答案.就是當(dāng)拉力為500 N時(shí)電壓表是1.5 V，那么1000 N時(shí)應(yīng)該就是3 V.

面對(duì)這樣客觀存在的問題，教師們?yōu)榱顺浞旨ぐl(fā)學(xué)生對(duì)問題的思考和剖析，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己思維中存在的問題，揭秘問題的本質(zhì)，并讓學(xué)生用已學(xué)的知識(shí)與技能自己突破思維的困惑之處，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主思維的參與度，促使學(xué)生在自主提升的過程中促使問題的解決，促使學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升.筆者嘗試用問題鏈和變式引領(lǐng)的方式來達(dá)成這一預(yù)設(shè)的效果.并欲以此引發(fā)教師在習(xí)題課堂中的共鳴和深思，促使課堂效果的再優(yōu)化.

1以問生問，環(huán)環(huán)相扣，促使學(xué)生自主突破思維困惑

為了促使學(xué)生很快地回到當(dāng)初解題過程中的思維，在學(xué)生自主生成的原生態(tài)思維中發(fā)現(xiàn)問題所在，并在教師的引導(dǎo)下自主解密問題的本質(zhì)，解決問題、建構(gòu)正確的認(rèn)知.筆者嘗試著采用下面的問題鏈進(jìn)行達(dá)成.

問題1：你為什么會(huì)認(rèn)為向右拉動(dòng)拉環(huán)時(shí)，電壓表示數(shù)會(huì)變大？

生：因?yàn)橄蛴依瓌?dòng)拉環(huán)，接入電路中的電阻會(huì)變大，根據(jù)分壓原理，其分得的電壓也會(huì)變大，因此電壓表示數(shù)會(huì)變大.

問題2：在什么樣的電路中，存在分壓原理，什么是分壓原理？

生：在串聯(lián)電路中，各串聯(lián)電阻的電壓之比等于各電阻之比，即電阻越大，其分得的電壓也就越大，這就是分壓原理.

問題3：誰分得的電壓變大？

生：是變大的那個(gè)電阻分得的電壓變大.

問題4：這里的電壓表是測量什么電壓？（本問題一提出，學(xué)生恍然大悟，有些學(xué)生甚至在教師提出第一問的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)自己的出發(fā)點(diǎn)錯(cuò)了.）

到此為止，學(xué)生已經(jīng)明白自己當(dāng)初把分壓原理錯(cuò)誤的應(yīng)用于此，學(xué)生在明白分壓原理是應(yīng)用于串聯(lián)電路的時(shí)候，卻忽略了電壓表到底是測量誰的電壓.在此，學(xué)生可以明白在解決問題的過程中，我們不僅需要了解問題解決過程中的環(huán)境所適用的問題突破策略，更要明白我們需要解決的到底是什么問題，這一問題的本質(zhì)是什么？而不是盲目地采用某種“好”方法進(jìn)行單方面的思考.

2展示問題、揭秘本質(zhì)，促使學(xué)生揭秘本質(zhì)差異

結(jié)合原題中小華的方案，我們的電路圖應(yīng)該如圖2所示，在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長的長度與受到的拉力大小成正比.此處需要解決的問題是力的變化直接導(dǎo)致彈簧伸長量的變化，而彈簧伸長量的變化直接導(dǎo)致電阻R1的變化，而R1的變化直接導(dǎo)致電壓表示數(shù)的變化.

問題1：很多學(xué)生認(rèn)為當(dāng)拉力為500 N時(shí)電壓表是1.5 V，那么1000 N時(shí)應(yīng)該就是3 V，那么你能談?wù)勀愕睦碛蓡幔?/p>

生1：因?yàn)槔ψ兇鬄樵瓉淼膬杀?，所以彈簧測力計(jì)的伸長量也就變成原來的兩倍，電阻R1變成原來的兩倍，電壓表的示數(shù)也就變成原來的兩倍.

問題2：你能用表達(dá)式列出電壓表示數(shù)變成原來兩倍的表達(dá)式嗎？

生：U1=IR1，R1變成原來兩倍，所以U1也變成原來的兩倍.

問題3：很好，我們?nèi)绻贸鯱1也變成原來的兩倍，我們的前提是什么？

生：前提是I應(yīng)該是保持不變的.

問題3：那么，此處的I是否保持不變？（此時(shí)學(xué)生已經(jīng)開始議論紛紛了，也有些學(xué)生開始恍然大悟了）[HJ1.2mm]

問題4：誰來幫我分析一下到底變還是不變？

生：拉力變大，導(dǎo)致電阻R1變大，而此時(shí)電流就變小，因此，在此處I是變小的，那么此時(shí)的U1就不是原來的兩倍.

問題5：那么要解決這個(gè)問題，我們應(yīng)該把哪些物理量解出來？

生：應(yīng)該求出F=1000 N時(shí)的電阻R1′和電流I.

問題6：F=1000 N時(shí)的電阻R1′與題目中F=500 N時(shí)的R1是什么關(guān)系？

生：兩倍關(guān)系.

問題7：如果R1解出來了，你能想辦法求出F=1000 N時(shí)的電流嗎？

生：如果知道R0的阻值就可以了.

問題8：你能想辦法求出R0嗎？

此問一出來，學(xué)生的思維一下子都很清楚了，而學(xué)生都已經(jīng)躍躍欲試地去用自己的理解去求出理想的答案，而效果也是顯而易見的了.在整個(gè)問題鏈的作用下，我們能充分展示學(xué)生原先思維過程中的問題，暴露學(xué)生的思維困惑，并通過問題的形式幫助學(xué)生暴露問題、揭秘問題、解析問題和突破問題，以此促使學(xué)生對(duì)相應(yīng)內(nèi)容的真正突破和理解，促使教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的解決.

3借問啟智、巧妙變式，促使學(xué)生學(xué)會(huì)融會(huì)貫通

學(xué)生在上面的問題解決過程中，其實(shí)還存在一個(gè)問題，那就是學(xué)生一開始認(rèn)為F=1000 N的時(shí)候，電壓表示數(shù)是3 V，這樣的錯(cuò)誤不是學(xué)生想當(dāng)然產(chǎn)生的，而是學(xué)生在自己的實(shí)際生活中產(chǎn)生的第一印象導(dǎo)致的.為此，我們可以借助學(xué)生的這種前概念來揭秘電路中的本質(zhì)差異，提升學(xué)生對(duì)本題的認(rèn)知深度，促使學(xué)生的再提升.筆者仍然采用問題鏈的形式以此來達(dá)成.

問題1：同學(xué)們，如果我們要用剛才的裝置改裝成拉力計(jì)的話，你覺得我們希望F=1000 N時(shí)的示數(shù)是3 V更便捷一些，還是我們剛才算出的答案更便捷一些呢？

[LL]生：3 V的更理想一點(diǎn).

問2：那你覺得怎么樣改裝才可以讓電壓表示數(shù)達(dá)成理想的效果呢？

生：只要電流表示數(shù)不變.

問題3：怎么保持電流表示數(shù)不變呢？

生：只要在P移動(dòng)的過程中保持電路中的總電阻不變.（在這一問的過程中，學(xué)生如果回答不出來，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考電路中電流與哪些因素有關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生思考在電源電壓不變的情況下，電阻不變才能確保電流的不變.）

問題4：你能想辦法改裝原來的電路，讓P在移動(dòng)的過程中，保持總電阻不變嗎？試一試，以小組為單位進(jìn)行交流討論.

在小組的交流下，老師的引領(lǐng)下，學(xué)生很快可以畫出如圖3所示的改裝電路圖，也能明白圖2和圖3的本質(zhì)差異，也能夠很快將電路圖3改裝成生活中所需要的拉力計(jì).這種拉力計(jì)的刻度是均勻的，已經(jīng)在生活中廣泛應(yīng)用.

教師用心去分析學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出巧妙的問題鏈來啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的思維突破，幫助學(xué)生解決了自己原本存在的思考困惑，并通過問題啟發(fā)學(xué)生的智慧，揭秘事物本身的差異和共性，提升學(xué)生的認(rèn)知深度，提升學(xué)生的應(yīng)用能力.