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摘 要 以高中物理“多用电表的原理”课堂教学为例，探索将新知识教学融入习题中，彻底改变以往把习题仅仅作为检测、巩固知识和反馈教学效果的狭隘做法，更多地开发利用习题的教育功能，将新课教学、学习方法和能力培养贯穿于习题式课堂教学设计之中。
关键词 高中物理；教学设计；习题式教学模式
中图分类号：G633.7 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）23-0087-03
1 前言
研究中发现，物理习题的题干可以承载丰富的内容，包括社会、生活、科技等方面；习题的题设，可以涵盖诸多考查要素，包括对旧知识的复习、计算能力、推理能力、思维能力等；通过对习题问题的解决，可以引导学生从旧知识进入新知识的思考与探究中，逐步完成对新知识的学习与理解。
“多用电表的原理”是人教版高中《物理》（选修3-1）第二章第八节的内容，课题组选定本节作为习题式教学模式的示范课。按照习题式教学模式的基本要求和教学流程，通过课题组的集体备课，对本节课的课堂教学进行整体设计，并选定一位课题组成员进行示范教学，取得良好的教学效果。现将本节课的教学设计作以简要阐述，与同行交流探讨。
2 教学内容分析及设计思路
本节课教学内容分为两小节。
第一小节为“欧姆表”，教材主要内容为：欧姆表的改装原理电路，以及如何将电流表刻度换成电阻标度。但教材没有要求学生实际操作。由于欧姆表仍然是由电流表改装而成，要讲解欧姆表的原理，关键是电路的计算问题。因此，将该部分内容设计成为一个计算型习题，并在习题的问题中设计一个具体的操作性问题，即将一个四等分的电流表刻度换成欧姆表刻度。让学生通过实际运算，理解欧姆表的原理以及改装方法，并通过实际操作明确“欧姆表刻度不均匀”的特点，从而实现“一石二鸟”的教学效果。
第二小节为“多用电表”，主要内容为：多用电表的内部简化电路和多用电表的外部测量功能。“多用电表的内部简化电路”是由电流表、电压表、欧姆表“三表合一”设计的，将其设计成为一个开放型习题，让学生通过合作探究，在解决问题的过程中理解多用电表的内部电路结构。对于“多用电表的外部测量功能”（即认识多用电表）的内容，则直接通过提供仪器，让学生进行直观认识和了解。
3 课堂教学设计
第一小节：欧姆表
1）出示习题。
【习题1】我们知道电流表和电压表是用来测量电流和电压的仪表，还有一种能够直接测出导体电阻的仪表叫欧姆表。前面已经学过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，而欧姆表也是利用电流表改装而成的。如图1所示电路，其实就是一个简单的欧姆表原理电路。其中，电源的电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω；电流表满偏电流Ig=10 mA，内阻Rg=7.5 Ω，A、B为接线柱。
【习题编制说明】将本小节的教学内容编制成一个习题，习题题干包括新概念的引入、物理情景展现以及物理参量的设定等，并用三个依次递进的问题涵盖教学内容，还设置第四个实践性问题强化能力培养。学生可以通过运算过程自主探索新知识、形成新认识，构建出新的知识体系，并通过实践环节提升学生的应用能力。
问题1：用一条导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少，才能使电流表恰好达到满偏电流？思考：如果换一个大量程的电流表，要使指针达到满偏，应如何调整可变电阻R1的阻值？
问题2：调至满偏后保持R1的阻值不变，在A、B间接入一个150 Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？思考：电流表指针偏转一半时，外接电阻R2与原电路中总电阻（内电阻）有何关系？
问题3：如果把任意电阻接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？思考：外接电阻R从“0”开始逐渐增大时，电流表的指针偏转位置是如何变化的？
问题4：请你通过计算，将如图2所示的10 mA量程的电流表刻度换成欧姆表刻度，并说明有何特点。
【设计意图】其一，利用习题引发学生积极思考问题，在探索解决习题问题的过程中进行自主獨立的运算，得出结论，既运用了旧知识，又实现了对新知识的构建；其二，习题问题设置体现层次性和逻辑性，能够引领学生的思维在“最近发展区”向下一个更高层次发展；其三，每一个问题之后附加一个“思考”，一方面培养学生对问题解决过程进行反思、总结的习惯，另一方面升华、拓展教学内容。
2）教学过程设计。习题式课堂教学模式的课堂教学流程主要由四个环节来实现。
第一环节：物理情景分析——引发思考、形成问题。教师出示习题，学生通过阅读、审题了解知识信息，建立物理模型，激发探究新知识的欲望和兴趣。
第二环节：学生自主探究——运用旧知识解决新问题。教师逐一出示习题问题，学生独立解答；教师巡回检查、指导；学生提交答案后，进行相互交流、讨论。本环节中，学生自主学习，体验新知识的构建过程，掌握物理概念、规律的形成。教师起主导作用，指导、帮助、组织学生学习过程，及时发现、解决学生学习中存在的疑难问题。
第三环节：师生归纳总结——获取新知、理解规律。教师提取错误答案进行评析、讲解，出示规范解答过程，形成正确结论。教师通过对题目以及习题问题所包含的知识和方法进行总结、归纳，建立新知识体系。
第四环节：学生实际运用——提升应用能力。本环节可以采用两种方法：一种还是利用习题方式，设计针对性练习题进行随堂测试，提高学生对新知识的应用能力；另一种则是利用实际运用操作，训练提高学生的知识运用能力。本例中采取后一种方法，就是设计习题第四个问题，让学生实际做出一个“欧姆表的刻度”。
第二小节：多用电表
1）出示习题。
【习题2】图3中，甲、乙、丙分别为三种不同的测量仪表的示意图。简单而言，多用电表就是由这三种仪表组合在一起构造而成的一种能够测量多种电学参量的仪表。 【习题编制说明】根据多用电表的组合特征，将多用电表的内部电路知识，从单个仪表电路到电路组合再到复杂电路，设置成三个由简单到复杂的问题构成的习题，并将教材中的“思考与讨论”“说一说”内容巧妙设置到三个问题之中，引导学生逐步构建新知识，实现教学目标。
问题1：请判断甲、乙、丙分别为哪种测量仪表？
问题2：如果欲将以上三种仪表结合起来构成一个简单的多用电表，要求共同使用一个电流表和一个单刀多掷开关，开关接1、2、3时分别为电流表、欧姆表、电压表。请在图4虚线框内画出这个简单的多用电表的电路图。
问题3：通常真实使用的多用电表是多量程或多挡位的。图5是一个多量程多用电表的简化电路，测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻。请回答：开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电流？开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电压？开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电阻？在测量电流或电压时，两个位置中哪一个的量程比较大？
【设计意图】其一，利用习题展示物理情景或模型，学生通过审题掌握知识信息，通过解答做到“先学”，实现“先学后教”的目的；其二，利用习题问题链整合、优化教学内容，有利于学生把握知识的形成过程，理解物理规律，培养学生的科学思维方法；其三，根据学生的认知水平和思维特点，编制三个层次不同的问题，既可以体现分层教学，更有利于基础较差的学生得到逐步提高的机会，让全体学生都能得到有效发展。
2）教学过程设计。四个教学环节同上述“第一小节：欧姆表”中的阐述，不再赘述。对于“实际多用电表的认识”内容，并不適合运用习题式教学。因此，教师在教学中直接给学生提供多用电表实物，利用PPT课件投影的放大图片对照讲解；并让学生运用实物操作选择不同的挡位，找出对应的刻度，进一步熟悉多用电表，也为接下来的实验操作做准备。
4 结语
课堂教学实践证实，习题式教学模式可以集情景教学法、问题教学法、探究教学法、反思性教学法为一体，符合学生认知特点和思维规律。习题式教学拟以递进式问题为引导，学生通过独立思考与分析解答，能够主动探索物理过程，亲身经历知识的获取过程，归纳、总结问题和结论，引领思维的有序提升，从而提高自我获取知识的能力，最终达到获取新知、提高能力、培养情感意识的教育教学三维目标。
关键词 高中物理；教学设计；习题式教学模式
中图分类号：G633.7 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）23-0087-03
1 前言
研究中发现，物理习题的题干可以承载丰富的内容，包括社会、生活、科技等方面；习题的题设，可以涵盖诸多考查要素，包括对旧知识的复习、计算能力、推理能力、思维能力等；通过对习题问题的解决，可以引导学生从旧知识进入新知识的思考与探究中，逐步完成对新知识的学习与理解。
“多用电表的原理”是人教版高中《物理》（选修3-1）第二章第八节的内容，课题组选定本节作为习题式教学模式的示范课。按照习题式教学模式的基本要求和教学流程，通过课题组的集体备课，对本节课的课堂教学进行整体设计，并选定一位课题组成员进行示范教学，取得良好的教学效果。现将本节课的教学设计作以简要阐述，与同行交流探讨。
2 教学内容分析及设计思路
本节课教学内容分为两小节。
第一小节为“欧姆表”，教材主要内容为：欧姆表的改装原理电路，以及如何将电流表刻度换成电阻标度。但教材没有要求学生实际操作。由于欧姆表仍然是由电流表改装而成，要讲解欧姆表的原理，关键是电路的计算问题。因此，将该部分内容设计成为一个计算型习题，并在习题的问题中设计一个具体的操作性问题，即将一个四等分的电流表刻度换成欧姆表刻度。让学生通过实际运算，理解欧姆表的原理以及改装方法，并通过实际操作明确“欧姆表刻度不均匀”的特点，从而实现“一石二鸟”的教学效果。
第二小节为“多用电表”，主要内容为：多用电表的内部简化电路和多用电表的外部测量功能。“多用电表的内部简化电路”是由电流表、电压表、欧姆表“三表合一”设计的，将其设计成为一个开放型习题，让学生通过合作探究，在解决问题的过程中理解多用电表的内部电路结构。对于“多用电表的外部测量功能”（即认识多用电表）的内容，则直接通过提供仪器，让学生进行直观认识和了解。
3 课堂教学设计
第一小节：欧姆表
1）出示习题。
【习题1】我们知道电流表和电压表是用来测量电流和电压的仪表，还有一种能够直接测出导体电阻的仪表叫欧姆表。前面已经学过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，而欧姆表也是利用电流表改装而成的。如图1所示电路，其实就是一个简单的欧姆表原理电路。其中，电源的电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω；电流表满偏电流Ig=10 mA，内阻Rg=7.5 Ω，A、B为接线柱。
【习题编制说明】将本小节的教学内容编制成一个习题，习题题干包括新概念的引入、物理情景展现以及物理参量的设定等，并用三个依次递进的问题涵盖教学内容，还设置第四个实践性问题强化能力培养。学生可以通过运算过程自主探索新知识、形成新认识，构建出新的知识体系，并通过实践环节提升学生的应用能力。
问题1：用一条导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少，才能使电流表恰好达到满偏电流？思考：如果换一个大量程的电流表，要使指针达到满偏，应如何调整可变电阻R1的阻值？
问题2：调至满偏后保持R1的阻值不变，在A、B间接入一个150 Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？思考：电流表指针偏转一半时，外接电阻R2与原电路中总电阻（内电阻）有何关系？
问题3：如果把任意电阻接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？思考：外接电阻R从“0”开始逐渐增大时，电流表的指针偏转位置是如何变化的？
问题4：请你通过计算，将如图2所示的10 mA量程的电流表刻度换成欧姆表刻度，并说明有何特点。
【设计意图】其一，利用习题引发学生积极思考问题，在探索解决习题问题的过程中进行自主獨立的运算，得出结论，既运用了旧知识，又实现了对新知识的构建；其二，习题问题设置体现层次性和逻辑性，能够引领学生的思维在“最近发展区”向下一个更高层次发展；其三，每一个问题之后附加一个“思考”，一方面培养学生对问题解决过程进行反思、总结的习惯，另一方面升华、拓展教学内容。
2）教学过程设计。习题式课堂教学模式的课堂教学流程主要由四个环节来实现。
第一环节：物理情景分析——引发思考、形成问题。教师出示习题，学生通过阅读、审题了解知识信息，建立物理模型，激发探究新知识的欲望和兴趣。
第二环节：学生自主探究——运用旧知识解决新问题。教师逐一出示习题问题，学生独立解答；教师巡回检查、指导；学生提交答案后，进行相互交流、讨论。本环节中，学生自主学习，体验新知识的构建过程，掌握物理概念、规律的形成。教师起主导作用，指导、帮助、组织学生学习过程，及时发现、解决学生学习中存在的疑难问题。
第三环节：师生归纳总结——获取新知、理解规律。教师提取错误答案进行评析、讲解，出示规范解答过程，形成正确结论。教师通过对题目以及习题问题所包含的知识和方法进行总结、归纳，建立新知识体系。
第四环节：学生实际运用——提升应用能力。本环节可以采用两种方法：一种还是利用习题方式，设计针对性练习题进行随堂测试，提高学生对新知识的应用能力；另一种则是利用实际运用操作，训练提高学生的知识运用能力。本例中采取后一种方法，就是设计习题第四个问题，让学生实际做出一个“欧姆表的刻度”。
第二小节：多用电表
1）出示习题。
【习题2】图3中，甲、乙、丙分别为三种不同的测量仪表的示意图。简单而言，多用电表就是由这三种仪表组合在一起构造而成的一种能够测量多种电学参量的仪表。 【习题编制说明】根据多用电表的组合特征，将多用电表的内部电路知识，从单个仪表电路到电路组合再到复杂电路，设置成三个由简单到复杂的问题构成的习题，并将教材中的“思考与讨论”“说一说”内容巧妙设置到三个问题之中，引导学生逐步构建新知识，实现教学目标。
问题1：请判断甲、乙、丙分别为哪种测量仪表？
问题2：如果欲将以上三种仪表结合起来构成一个简单的多用电表，要求共同使用一个电流表和一个单刀多掷开关，开关接1、2、3时分别为电流表、欧姆表、电压表。请在图4虚线框内画出这个简单的多用电表的电路图。
问题3：通常真实使用的多用电表是多量程或多挡位的。图5是一个多量程多用电表的简化电路，测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻。请回答：开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电流？开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电压？开关S调到哪两个位置上，多用电表测量的是电阻？在测量电流或电压时，两个位置中哪一个的量程比较大？
【设计意图】其一，利用习题展示物理情景或模型，学生通过审题掌握知识信息，通过解答做到“先学”，实现“先学后教”的目的；其二，利用习题问题链整合、优化教学内容，有利于学生把握知识的形成过程，理解物理规律，培养学生的科学思维方法；其三，根据学生的认知水平和思维特点，编制三个层次不同的问题，既可以体现分层教学，更有利于基础较差的学生得到逐步提高的机会，让全体学生都能得到有效发展。
2）教学过程设计。四个教学环节同上述“第一小节：欧姆表”中的阐述，不再赘述。对于“实际多用电表的认识”内容，并不適合运用习题式教学。因此，教师在教学中直接给学生提供多用电表实物，利用PPT课件投影的放大图片对照讲解；并让学生运用实物操作选择不同的挡位，找出对应的刻度，进一步熟悉多用电表，也为接下来的实验操作做准备。
4 结语
课堂教学实践证实，习题式教学模式可以集情景教学法、问题教学法、探究教学法、反思性教学法为一体，符合学生认知特点和思维规律。习题式教学拟以递进式问题为引导，学生通过独立思考与分析解答，能够主动探索物理过程，亲身经历知识的获取过程，归纳、总结问题和结论，引领思维的有序提升，从而提高自我获取知识的能力，最终达到获取新知、提高能力、培养情感意识的教育教学三维目标。