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标题 基于学习进阶的教学设计
范文

    摘 ? 要:在学习进阶理论指导下,以“问题”为“阶”,逐级推进,不断激活学生思维,让学生经历知识的产生过程,促进核心素养的发展。

    关键词:学习进阶;电压表;科学思维

    中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ?文章编号:1003-6148(2019)11-0032-3

    近年来,学习进阶已成为教育科学界的研究热点。学习进阶符合学生的思维发展规律,是对学生连贯且逐渐深入的思维方式的假定描述。学习进阶理论认为,学生对某一主题的学习需要分级进行,每一层级的学习都是以上一层级为基础进行加深。

    “电压表”是高中物理电学实验中重要的仪表之一,是高中物理教学的难点。建立“电压表”的学习进阶有助于促进学生对其工作原理的理解,进而能设计出大量程的电压表,并为“多用电表”的学习打下基础。

    1 ? ?教材分析

    “电压表”是人教版选修3-1第二章第四节的内容,教材第三节讲解的“欧姆定律”和第四节的“串并联电路的特征”为“电压表”的学习打下了基础。第八节的“欧姆表和多用电表”又以“电压表”为基础,在与“电压表”类比的过程中,培养学生的推理、分析归纳和科学思维能力。

    2 ? ?学情分析

    学生都使用过电压表,但是不熟悉它的工作原理;学生大多都没有打开过电压表,对它的内部结构缺乏感性认识。所以,需要教师设计好问题,搭好台阶,引导学生逐级地学习。

    3 ? ?进阶目标

    《普通高中物理课程标准(实验)》对“电压表”的教学要求:通过对电表改装的分析讨论,提高综合运用欧姆定律、电路串并联规律的能力,以及分析解决问题的能力,提高逻辑思维能力。

    4 ? ?进阶起点

    学生已学习了部分电路欧姆定律和串并联电路知识,知道电路中电压、电流和电阻三者间的关系,理解串联分压的特点。

    5 ? ?进阶层级划分和主要教学活动设计

    (1)进阶第一层级——引导学生回忆电压表的使用方法

    用易知答案的问题将学生轻松带入课堂,然后利用学习进阶理论设计层层推进的问题,激发学生学习的内在动机。

    【核心教学活动】

    師:同学们,在测电压时电压表是怎样连接在被测电路两端的?

    生:并联。

    师:为什么不是串联呢?

    生:并联电路,电压相同。

    师:为什么电压表连接不同的接线柱会有不同的量程呢?知道电压表的工作原理吗?

    生:陷入深思中。

    【活动分析】

    以学生熟知的问题为进阶起点,然后精心设计进阶问题,激发学生的好奇心和求知欲。

    (2)进阶第二层级——理解电流表(表头)的特点

    在教学中,使用多媒体展示电流表G(表头),介绍它的构造和重要参数,然后适时设置疑问,激活学生思维,促进学生对电流表特点的理解。

    【核心教学活动】

    师:从电路角度看,电流表G就相当于电阻,也遵从欧姆定律,由U=IRg可得两端的电压。

    师:可以利用电流表G测电压吗?

    生:可以,由U=IR可知,U和I是一一对应的关系。

    师:可是,电流表G的表盘上只能读出电流的值,还需要由U=IR来计算电压,太麻烦了,能否直接读出电压呢?怎么办?

    生:由欧姆定律U=IR把表盘重新标度,即将电流改成对应的电压,就成了一个电压表。量程为Ug=IgRg。

    【活动分析】

    教师先介绍新知识,再设置进阶问题,既促进了学生构建新知识,又训练了学生的科学思维。

    (3)进阶第三层级——理解怎样用电流表G改装成电压表

    电流表改装成电压表是教学难点,教师应精心设计“阶”,使之成为学生积极思考的“脚踏点”,进而一步一步推进。这样,既培养了学生的科学思维,又有利于促使学生形成缜密的逻辑思维。

    【核心教学活动】

    师:已知电流表G的内阻Rg为100 Ω,满偏电流Ig=3 mA。由Ug=IgRg很容易知道利用电流表G可测的最大电压为0.3 V,显然不能满足实验的需要,怎么办呢?

    生:学生讨论(这是教学难点)。

    师:我们先来思考这样一个问题,已知灯泡的额定电压为3 V,现有8 V的电源,欲使灯泡正常发光,怎么办?

    生:在电路中串联滑动变阻器。

    师:很好!请问滑动变阻器起什么作用呢?

    生:起分压作用。

    师:太棒了,该滑动变阻器的分压对我们改装电压表有什么启发呢?

    生:思考与讨论后得出,给电流表G串联一个分压电阻,它们的总电压可以较大。

    师:已知电流表G的内阻为Rg,满偏电流为Ig,现要测电压U(U﹥Ug),则至少应串联多大的电阻呢?

    生:该电阻分压为U-Ug。

    师:如图1所示,把电流表G和电阻R串联起来,就成了量程为0~U的电压表了。

    师:为了方便读数,刻度盘应如何变化呢?

    生:由U=I(Rg+R),将原刻度盘上的电流值转换成电压,并标在刻度盘上。

    师(总结):在利用电压表测电压时,电流表G两端的电压并没有变大,只是我们把它和串联电阻两端的总电压记录在表盘上了。

    【活动分析】

    老师先设疑,学生讨论未果,教师再引入学生熟知的情境,通过类比联想,学生发现可以给电流表G串联一个分压电阻。接着老师设计定量运算的问题,将学生的思维推向核心深处。

    (4)进阶第四层级——理解连接电压表不同的接线柱会有不同的量程

    层层推进,拾级而上,同时又呼应课前疑问。充分发挥学生的主观能动性,激活思维,培养学生的核心素养。

    【核心教学活动】

    师:若将内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=3 mA的电流表G改成具有0~3 V和0~15 V两个量程的电压表,需串联的电阻分别多大?

    生:计算得分别为900 Ω和4900 Ω。

    师:请大家思考并画出电压表的内部电路图。

    生:思考讨论,画出电路图(图2)。当接A、B时,量程为0~3 V,R1=900 Ω;当接A、C时,量程为0~15 V,R2=4000 Ω。

    【活动分析】

    经过前面的学习,学生可以设计出多种电路图,培养了学生的自主思维能力;经过相互讨论,总结出简易的内部电路图,培养学生的交流合作能力。

    本文是新授课的教学片断,在学习进阶的指导下,以“问题”为“阶”,精心设计层层推进、环环相扣的小问题。在课堂上,学生积极参与,击破这些小问题,进而成为下一步学习的“脚踏点”。

    参考文献:

    [1]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京:人民教育出版社,2010.

    [2]郭玉英,姚建欣.基于核心素养学习进阶的科学教学设计[J].课程·教材·教法,2016,36(11):64-70.

    [3]牛有明.打造以问题为导向的智慧课堂[J].物理之友,2017(3):27-28.

    (栏目编辑 ? ?邓 ? 磊)

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更新时间:2025/3/10 15:41:22