基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 ? 要：在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指導(dǎo)下，以“問題”為“階”，逐級推進(jìn)，不斷激活學(xué)生思維，讓學(xué)生經(jīng)歷知識的產(chǎn)生過程，促進(jìn)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階;電壓表;科學(xué)思維

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2019）11-0032-3

近年來，學(xué)習(xí)進(jìn)階已成為教育科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。學(xué)習(xí)進(jìn)階符合學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律，是對學(xué)生連貫且逐漸深入的思維方式的假定描述。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論認(rèn)為，學(xué)生對某一主題的學(xué)習(xí)需要分級進(jìn)行，每一層級的學(xué)習(xí)都是以上一層級為基礎(chǔ)進(jìn)行加深。

“電壓表”是高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中重要的儀表之一，是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)。建立“電壓表”的學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于促進(jìn)學(xué)生對其工作原理的理解，進(jìn)而能設(shè)計(jì)出大量程的電壓表，并為“多用電表”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

1 ? ?教材分析

“電壓表”是人教版選修3-1第二章第四節(jié)的內(nèi)容，教材第三節(jié)講解的“歐姆定律”和第四節(jié)的“串并聯(lián)電路的特征”為“電壓表”的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。第八節(jié)的“歐姆表和多用電表”又以“電壓表”為基礎(chǔ)，在與“電壓表”類比的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的推理、分析歸納和科學(xué)思維能力。

2 ? ?學(xué)情分析

學(xué)生都使用過電壓表，但是不熟悉它的工作原理;學(xué)生大多都沒有打開過電壓表，對它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識。所以，需要教師設(shè)計(jì)好問題，搭好臺階，引導(dǎo)學(xué)生逐級地學(xué)習(xí)。

3 ? ?進(jìn)階目標(biāo)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對“電壓表”的教學(xué)要求：通過對電表改裝的分析討論，提高綜合運(yùn)用歐姆定律、電路串并聯(lián)規(guī)律的能力，以及分析解決問題的能力，提高邏輯思維能力。

4 ? ?進(jìn)階起點(diǎn)

學(xué)生已學(xué)習(xí)了部分電路歐姆定律和串并聯(lián)電路知識，知道電路中電壓、電流和電阻三者間的關(guān)系，理解串聯(lián)分壓的特點(diǎn)。

5 ? ?進(jìn)階層級劃分和主要教學(xué)活動設(shè)計(jì)

（1）進(jìn)階第一層級——引導(dǎo)學(xué)生回憶電壓表的使用方法

用易知答案的問題將學(xué)生輕松帶入課堂，然后利用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論設(shè)計(jì)層層推進(jìn)的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)。

【核心教學(xué)活動】

師：同學(xué)們，在測電壓時電壓表是怎樣連接在被測電路兩端的？

生：并聯(lián)。

師：為什么不是串聯(lián)呢？

生：并聯(lián)電路，電壓相同。

師：為什么電壓表連接不同的接線柱會有不同的量程呢？知道電壓表的工作原理嗎？

生：陷入深思中。

【活動分析】

以學(xué)生熟知的問題為進(jìn)階起點(diǎn)，然后精心設(shè)計(jì)進(jìn)階問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

（2）進(jìn)階第二層級——理解電流表（表頭）的特點(diǎn)

在教學(xué)中，使用多媒體展示電流表G（表頭），介紹它的構(gòu)造和重要參數(shù)，然后適時設(shè)置疑問，激活學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生對電流表特點(diǎn)的理解。

【核心教學(xué)活動】

師：從電路角度看，電流表G就相當(dāng)于電阻，也遵從歐姆定律，由U=IRg可得兩端的電壓。

師：可以利用電流表G測電壓嗎？

生：可以，由U=IR可知，U和I是一一對應(yīng)的關(guān)系。

師：可是，電流表G的表盤上只能讀出電流的值，還需要由U=IR來計(jì)算電壓，太麻煩了，能否直接讀出電壓呢？怎么辦？

生：由歐姆定律U=IR把表盤重新標(biāo)度，即將電流改成對應(yīng)的電壓，就成了一個電壓表。量程為Ug=IgRg。

【活動分析】

教師先介紹新知識，再設(shè)置進(jìn)階問題，既促進(jìn)了學(xué)生構(gòu)建新知識，又訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維。

（3）進(jìn)階第三層級——理解怎樣用電流表G改裝成電壓表

電流表改裝成電壓表是教學(xué)難點(diǎn)，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)“階”，使之成為學(xué)生積極思考的“腳踏點(diǎn)”，進(jìn)而一步一步推進(jìn)。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維，又有利于促使學(xué)生形成縝密的邏輯思維。

【核心教學(xué)活動】

師：已知電流表G的內(nèi)阻Rg為100 Ω，滿偏電流Ig=3 mA。由Ug=IgRg很容易知道利用電流表G可測的最大電壓為0.3 V，顯然不能滿足實(shí)驗(yàn)的需要，怎么辦呢？

生：學(xué)生討論（這是教學(xué)難點(diǎn)）。

師：我們先來思考這樣一個問題，已知燈泡的額定電壓為3 V，現(xiàn)有8 V的電源，欲使燈泡正常發(fā)光，怎么辦？

生：在電路中串聯(lián)滑動變阻器。

師：很好！請問滑動變阻器起什么作用呢？

生：起分壓作用。

師：太棒了，該滑動變阻器的分壓對我們改裝電壓表有什么啟發(fā)呢？

生：思考與討論后得出，給電流表G串聯(lián)一個分壓電阻，它們的總電壓可以較大。

師：已知電流表G的內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，現(xiàn)要測電壓U（U﹥Ug），則至少應(yīng)串聯(lián)多大的電阻呢？

生：該電阻分壓為U-Ug。

師：如圖1所示，把電流表G和電阻R串聯(lián)起來，就成了量程為0～U的電壓表了。

師：為了方便讀數(shù)，刻度盤應(yīng)如何變化呢？

生：由U=I（Rg+R），將原刻度盤上的電流值轉(zhuǎn)換成電壓，并標(biāo)在刻度盤上。

師（總結(jié)）：在利用電壓表測電壓時，電流表G兩端的電壓并沒有變大，只是我們把它和串聯(lián)電阻兩端的總電壓記錄在表盤上了。

【活動分析】

老師先設(shè)疑，學(xué)生討論未果，教師再引入學(xué)生熟知的情境，通過類比聯(lián)想，學(xué)生發(fā)現(xiàn)可以給電流表G串聯(lián)一個分壓電阻。接著老師設(shè)計(jì)定量運(yùn)算的問題，將學(xué)生的思維推向核心深處。

（4）進(jìn)階第四層級——理解連接電壓表不同的接線柱會有不同的量程

層層推進(jìn)，拾級而上，同時又呼應(yīng)課前疑問。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，激活思維，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【核心教學(xué)活動】

師：若將內(nèi)阻Rg=100 Ω，滿偏電流Ig=3 mA的電流表G改成具有0～3 V和0～15 V兩個量程的電壓表，需串聯(lián)的電阻分別多大？

生：計(jì)算得分別為900 Ω和4900 Ω。

師：請大家思考并畫出電壓表的內(nèi)部電路圖。

生：思考討論，畫出電路圖（圖2）。當(dāng)接A、B時，量程為0～3 V，R1=900 Ω;當(dāng)接A、C時，量程為0～15 V，R2=4000 Ω。

【活動分析】

經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出多種電路圖，培養(yǎng)了學(xué)生的自主思維能力;經(jīng)過相互討論，總結(jié)出簡易的內(nèi)部電路圖，培養(yǎng)學(xué)生的交流合作能力。

本文是新授課的教學(xué)片斷，在學(xué)習(xí)進(jìn)階的指導(dǎo)下，以“問題”為“階”，精心設(shè)計(jì)層層推進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的小問題。在課堂上，學(xué)生積極參與，擊破這些小問題，進(jìn)而成為下一步學(xué)習(xí)的“腳踏點(diǎn)”。

參考文獻(xiàn)：

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[3]牛有明.打造以問題為導(dǎo)向的智慧課堂[J].物理之友，2017（3）：27-28.

（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）