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在物理教学的过程中,教师在教学设计时应注重创设探究情境,提供问题支架,培养学生的科学思维。下面,笔者以鲁科版第十二章第四节《电流的测量》一课为例,探讨了通过设计问题培养学生科学思维的实践。
一、案例背景
《电流的测量》是第十二章《电流和电路》中第四节的内容,通过前两节的学习,学生已经掌握了电流基础知识、常见电路元件符号,了解了串联和并联电路,所以本节课的第一部分,即通过观察电路中灯泡亮度的不同,让学生意识到电流不但存在,而且它的强弱是不同的,从而引入表示电流强弱的物理量——电流。
正确使用电流表是本节课第二点内容,也是重点内容,学好它不仅是为学习第五节《探究串、并联电路的电流规律》作准备,也为学生以后的学习和使用各种电学仪表打好基础。
二、案例过程
1.创设情境,基于认知规律,培养学生的科学思维
演示实验:教师出示台灯,接通电源,灯亮了,然后调节旋钮,灯又变暗了。学生描述现象,进而发现问题,即灯泡亮度变化是怎么做到的?是什么引起了灯泡亮度变化?教师引导学生分析电路形成通路有电流,灯泡亮度不同是因为电流不同引起的。
设计意图:教师在创设情境时,要遵循学生的认知发展规律,实现从现有水平向未来发展水平的发展,让学生在创设的真实情境中发现新的问题,获得、形成新的认识。此环节有助于培养学生抽象和概括客观事物的能力。
2.提供问题支架,驱动学生深入思考,发展学生的科学思维
环节一:观察、认识电流表
教师提问:“电流表的主要标志是什么?”然后追加问题:“电路中电流表的符号是什么?电流表的数据记录时单位是什么?”
设计意图:追加的问题很简单,可以帮助学生将新旧知识有效融合,拓展学生的认知空间。
教师再次提出问题:“电流表有几个接线柱?接线柱上标着的符号和数字分别表示什么意思?”然后追加问题:“电路中的元件都是接入个接线柱,根据标注的符号和数字,你认为电流表正确连接方法应该是什么?”
追加的问题是在学生掌握了一定的电路连接基础上,让学生发现共性,构建反映事物本质特征的物理模型。
环节二:电流表的读数方法
教师出示几个表盘图片,让学生通过练习,总结电流表的正确读数方法:“①明确电流表的量程;②確定电流表分度值;③确定指针偏转过的格数。”
环节三:电流表的使用规则
学生阅读课本上节选的《电流表的使用说明》,然后将使用电流表的五点精炼成最简单的五句话,启发学生提出质疑。
问题1:电流表一定要与被测用电器串联,为什么不能并联?
教师要让学生思考如何设计实验来证明电流表不能与用电器并联,设计电路图并交流展示。可能学生设计的电路会存在一定的问题,教师可以通过与学生探讨设计缺陷,引导学生继续改进设计的电路图。
问题2:电流表的示数测的是哪个灯泡的电流?
教师可以让学生思考电流表一定要与用电器串联的原因。
问题3:在使用电流表测量用电器的电流时,有没有觉得有些麻烦,理想中有没有测量方法更简单的电流表?
设计意图:问题1引导学生大胆质疑电流表的使用规则,批判思维也是一种科学思维。而设计实验比进行实验更重要,设计实验过程时,学生要在原有知识的基础上围绕实验目的进行分析、比较、逻辑推理等。通过回答问题2,学生才能评估和使用证据进行描述、解释正确的电流表使用规则。
环节四:练习使用电流表
教师可提供最简单的电路,让学生画出用电流表测量电路中电流的电路图,并进行分组实验。
问题1:实验中,有的学生将电流表接在电流流入用电器之前,有的学生将电流表接在用电器之后,哪种测量更准确?请思考用什么方法验证自己的实验是正确的。
问题2:在实验过程中,使用电流表进行测量有些麻烦,你能设想一个使用更简便的电流表吗?
设计意图:问题1启发学生对使用电流表测量产生新的疑问,引导学生进行实验设计,培养学生的证据意识,并为下一节探究串联、并联电路中的电流规律作好铺垫。问题2是一个鼓励学生创新的问题,旨在培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。
古人云:“学贵知疑,小疑则小进,大疑则大进。”思维是从问题开始的,创作力也是从问题开始的,如何在物理教学过程中培养学生的科学思维,教师需要设置合理的问题,引导学生进行思考与质疑,学会发现问题和独立解决问题,追求创新的解决方法。
(作者单位:山东省威海市塔山中学)
一、案例背景
《电流的测量》是第十二章《电流和电路》中第四节的内容,通过前两节的学习,学生已经掌握了电流基础知识、常见电路元件符号,了解了串联和并联电路,所以本节课的第一部分,即通过观察电路中灯泡亮度的不同,让学生意识到电流不但存在,而且它的强弱是不同的,从而引入表示电流强弱的物理量——电流。
正确使用电流表是本节课第二点内容,也是重点内容,学好它不仅是为学习第五节《探究串、并联电路的电流规律》作准备,也为学生以后的学习和使用各种电学仪表打好基础。
二、案例过程
1.创设情境,基于认知规律,培养学生的科学思维
演示实验:教师出示台灯,接通电源,灯亮了,然后调节旋钮,灯又变暗了。学生描述现象,进而发现问题,即灯泡亮度变化是怎么做到的?是什么引起了灯泡亮度变化?教师引导学生分析电路形成通路有电流,灯泡亮度不同是因为电流不同引起的。
设计意图:教师在创设情境时,要遵循学生的认知发展规律,实现从现有水平向未来发展水平的发展,让学生在创设的真实情境中发现新的问题,获得、形成新的认识。此环节有助于培养学生抽象和概括客观事物的能力。
2.提供问题支架,驱动学生深入思考,发展学生的科学思维
环节一:观察、认识电流表
教师提问:“电流表的主要标志是什么?”然后追加问题:“电路中电流表的符号是什么?电流表的数据记录时单位是什么?”
设计意图:追加的问题很简单,可以帮助学生将新旧知识有效融合,拓展学生的认知空间。
教师再次提出问题:“电流表有几个接线柱?接线柱上标着的符号和数字分别表示什么意思?”然后追加问题:“电路中的元件都是接入个接线柱,根据标注的符号和数字,你认为电流表正确连接方法应该是什么?”
追加的问题是在学生掌握了一定的电路连接基础上,让学生发现共性,构建反映事物本质特征的物理模型。
环节二:电流表的读数方法
教师出示几个表盘图片,让学生通过练习,总结电流表的正确读数方法:“①明确电流表的量程;②確定电流表分度值;③确定指针偏转过的格数。”
环节三:电流表的使用规则
学生阅读课本上节选的《电流表的使用说明》,然后将使用电流表的五点精炼成最简单的五句话,启发学生提出质疑。
问题1:电流表一定要与被测用电器串联,为什么不能并联?
教师要让学生思考如何设计实验来证明电流表不能与用电器并联,设计电路图并交流展示。可能学生设计的电路会存在一定的问题,教师可以通过与学生探讨设计缺陷,引导学生继续改进设计的电路图。
问题2:电流表的示数测的是哪个灯泡的电流?
教师可以让学生思考电流表一定要与用电器串联的原因。
问题3:在使用电流表测量用电器的电流时,有没有觉得有些麻烦,理想中有没有测量方法更简单的电流表?
设计意图:问题1引导学生大胆质疑电流表的使用规则,批判思维也是一种科学思维。而设计实验比进行实验更重要,设计实验过程时,学生要在原有知识的基础上围绕实验目的进行分析、比较、逻辑推理等。通过回答问题2,学生才能评估和使用证据进行描述、解释正确的电流表使用规则。
环节四:练习使用电流表
教师可提供最简单的电路,让学生画出用电流表测量电路中电流的电路图,并进行分组实验。
问题1:实验中,有的学生将电流表接在电流流入用电器之前,有的学生将电流表接在用电器之后,哪种测量更准确?请思考用什么方法验证自己的实验是正确的。
问题2:在实验过程中,使用电流表进行测量有些麻烦,你能设想一个使用更简便的电流表吗?
设计意图:问题1启发学生对使用电流表测量产生新的疑问,引导学生进行实验设计,培养学生的证据意识,并为下一节探究串联、并联电路中的电流规律作好铺垫。问题2是一个鼓励学生创新的问题,旨在培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。
古人云:“学贵知疑,小疑则小进,大疑则大进。”思维是从问题开始的,创作力也是从问题开始的,如何在物理教学过程中培养学生的科学思维,教师需要设置合理的问题,引导学生进行思考与质疑,学会发现问题和独立解决问题,追求创新的解决方法。
(作者单位:山东省威海市塔山中学)