設計問題培養學生的科學思維摭談

唐克

在物理教學的過程中，教師在教學設計時應注重創設探究情境，提供問題支架，培養學生的科學思維。下面，筆者以魯科版第十二章第四節《電流的測量》一課為例，探討了通過設計問題培養學生科學思維的實踐。

一、案例背景

《電流的測量》是第十二章《電流和電路》中第四節的內容，通過前兩節的學習，學生已經掌握了電流基礎知識、常見電路元件符號，了解了串聯和并聯電路，所以本節課的第一部分，即通過觀察電路中燈泡亮度的不同，讓學生意識到電流不但存在，而且它的強弱是不同的，從而引入表示電流強弱的物理量——電流。

正確使用電流表是本節課第二點內容，也是重點內容，學好它不僅是為學習第五節《探究串、并聯電路的電流規律》作準備，也為學生以后的學習和使用各種電學儀表打好基礎。

二、案例過程

1.創設情境，基于認知規律，培養學生的科學思維

演示實驗：教師出示臺燈，接通電源，燈亮了，然后調節旋鈕，燈又變暗了。學生描述現象，進而發現問題，即燈泡亮度變化是怎么做到的？是什么引起了燈泡亮度變化？教師引導學生分析電路形成通路有電流，燈泡亮度不同是因為電流不同引起的。

設計意圖：教師在創設情境時，要遵循學生的認知發展規律，實現從現有水平向未來發展水平的發展，讓學生在創設的真實情境中發現新的問題，獲得、形成新的認識。此環節有助于培養學生抽象和概括客觀事物的能力。

2.提供問題支架，驅動學生深入思考，發展學生的科學思維

環節一：觀察、認識電流表

教師提問：“電流表的主要標志是什么？”然后追加問題：“電路中電流表的符號是什么？電流表的數據記錄時單位是什么？”

設計意圖：追加的問題很簡單，可以幫助學生將新舊知識有效融合，拓展學生的認知空間。

教師再次提出問題：“電流表有幾個接線柱？接線柱上標著的符號和數字分別表示什么意思？”然后追加問題：“電路中的元件都是接入個接線柱，根據標注的符號和數字，你認為電流表正確連接方法應該是什么？”

追加的問題是在學生掌握了一定的電路連接基礎上，讓學生發現共性，構建反映事物本質特征的物理模型。

環節二：電流表的讀數方法

教師出示幾個表盤圖片，讓學生通過練習，總結電流表的正確讀數方法：“①明確電流表的量程;②確定電流表分度值;③確定指針偏轉過的格數。”

環節三：電流表的使用規則

學生閱讀課本上節選的《電流表的使用說明》，然后將使用電流表的五點精煉成最簡單的五句話，啟發學生提出質疑。

問題1：電流表一定要與被測用電器串聯，為什么不能并聯？

教師要讓學生思考如何設計實驗來證明電流表不能與用電器并聯，設計電路圖并交流展示。可能學生設計的電路會存在一定的問題，教師可以通過與學生探討設計缺陷，引導學生繼續改進設計的電路圖。

問題2：電流表的示數測的是哪個燈泡的電流？

教師可以讓學生思考電流表一定要與用電器串聯的原因。

問題3：在使用電流表測量用電器的電流時，有沒有覺得有些麻煩，理想中有沒有測量方法更簡單的電流表？

設計意圖：問題1引導學生大膽質疑電流表的使用規則，批判思維也是一種科學思維。而設計實驗比進行實驗更重要，設計實驗過程時，學生要在原有知識的基礎上圍繞實驗目的進行分析、比較、邏輯推理等。通過回答問題2，學生才能評估和使用證據進行描述、解釋正確的電流表使用規則。

環節四：練習使用電流表

教師可提供最簡單的電路，讓學生畫出用電流表測量電路中電流的電路圖，并進行分組實驗。

問題1：實驗中，有的學生將電流表接在電流流入用電器之前，有的學生將電流表接在用電器之后，哪種測量更準確？請思考用什么方法驗證自己的實驗是正確的。

問題2：在實驗過程中，使用電流表進行測量有些麻煩，你能設想一個使用更簡便的電流表嗎？

設計意圖：問題1啟發學生對使用電流表測量產生新的疑問，引導學生進行實驗設計，培養學生的證據意識，并為下一節探究串聯、并聯電路中的電流規律作好鋪墊。問題2是一個鼓勵學生創新的問題，旨在培養學生的創新能力和解決實際問題的能力。

古人云：“學貴知疑，小疑則小進，大疑則大進。”思維是從問題開始的，創作力也是從問題開始的，如何在物理教學過程中培養學生的科學思維，教師需要設置合理的問題，引導學生進行思考與質疑，學會發現問題和獨立解決問題，追求創新的解決方法。

（作者單位：山東省威海市塔山中學）