管小慶

一、圍繞大概念，設(shè)計大問題，幫助學(xué)生形成物理觀念

物理觀念是新課程標準中的核心素養(yǎng)之一。“恒定電流”是原人教版教材選修3-1模塊中的第二章，新人教版教材必修三將這一部分分為“電路及其應(yīng)用”“電能 能量守恒定律”兩個章節(jié)。教材的這一變化除了控制每一章學(xué)生學(xué)習(xí)的容量外，更重要的是突出了“電能的轉(zhuǎn)化和守恒”這一大概念。例如：電動勢部分新教材不再按照原教材那樣拿它和抽水機相類比，而是設(shè)計了“思考與討論”，從而提出非靜電力的概念，通過非靜電力做功（其他形式的能量向電能轉(zhuǎn)化）的本領(lǐng)定義電動勢；新教材用“電路中的能量轉(zhuǎn)化”替代原教材中的“焦耳定律”，不只是課題的變化，新教材在內(nèi)容中也增加了對電動機能量轉(zhuǎn)化和守恒的討論；等等。

“閉合電路中功率相關(guān)問題研究”就是為了利于學(xué)生形成“電能的轉(zhuǎn)化和守恒”這一大概念而展開具體設(shè)計的。

圍繞大概念設(shè)計大問題，并不意味著課堂提問越多越好，相反要控制問題的數(shù)量，少一些檢查知識類、課堂管理類的問題，將問題精簡聚焦于能促進學(xué)生形成大概念的高階問題上，只有這樣的問題才能促使學(xué)生沉浸式的思考。在提出問題時，教師要按照主題有層次地把“瘦問題”（單薄的問題）設(shè)置為“胖問題”（復(fù)雜的啟發(fā)式的問題），引導(dǎo)學(xué)生層層遞進走向知識的深層，實現(xiàn)學(xué)習(xí)的進階。

“閉合電路中功率相關(guān)問題研究”一課是按照如下幾個大問題展開的。

（1）當外電阻（純電阻）從0開始逐漸增加時，電源的輸出功率是如何變化的？寫出閉合電路中電源的輸出功率與外電阻的定量關(guān)系；大致畫出電源的輸出功率隨外電阻變化的圖像，并說出外電阻滿足什么條件時電源輸出功率具有最大值。

（2）如果外電路中含有非純電阻用電器，上述結(jié)論還成立嗎？當研究電源的輸出功率與外電路變化的關(guān)系時，你選擇的自變量是哪個物理量？畫出電源的輸出功率與該物理量變化的圖像，并說出滿足什么條件時電源輸出功率具有最大值。

（3）在同一個功率和干路電流（P-I）的坐標系中分別畫出電源總功率、電源內(nèi)阻功率、電源輸出功率與干路電流關(guān)系的三個圖像。

二、創(chuàng)設(shè)問題討論，強化思維參與，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

科學(xué)思維也是新課程標準中的核心素養(yǎng)之一?？茖W(xué)思維的達成不是一蹴而就的，教師要在平時日常的教學(xué)中，在不同的問題情境中解決具體的挑戰(zhàn)性問題時，為學(xué)生提供討論與交流的機會，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。新教材在“電能 能量守恒定律”這一章的4節(jié)內(nèi)容里一共設(shè)計了6個“思考與討論”，這是因為教師并不是學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的唯一對象，有時候討論過程中同伴提供的學(xué)業(yè)上的支持會超過教師的幫助。課堂中深度開展自我評價和同伴互評，讓學(xué)生自由的表達其想法和感受，能夠促成學(xué)生形成積極學(xué)習(xí)心態(tài)并發(fā)揮其自我激勵的潛能。

為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新的科學(xué)思維，本節(jié)課設(shè)置的問題討論是“三個功率與干路電流關(guān)系的作圖”。圖1是兩名學(xué)生的課堂板演?；谶@兩名學(xué)生的作圖，要求學(xué)生依次發(fā)表對兩張作圖的評價，分別指出自己認可的地方和不認可的地方并說出讓人信服的理由。

（圖1）

此后，作圖的學(xué)生結(jié)合同學(xué)間的討論進行了如下修改：第一，電源的輸出功率不應(yīng)該大于電源的總功率；第二，當電源的輸出功率為0時，電源總功率和內(nèi)阻上的功率相等；第三，電源輸出功率和電源內(nèi)阻功率的交點應(yīng)該恰好是電源輸出功率的最高點。

教師要相信所有人共同參與、一起研討的學(xué)習(xí)氛圍能夠激發(fā)學(xué)生的思維，學(xué)生可以通過自己的努力和反思建構(gòu)自我的認知結(jié)構(gòu)。

三、發(fā)揮線上優(yōu)勢，實施精準評價，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展

“注重過程評價，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展”是新課程標準的基本理念之一。通過及時獲取學(xué)生對相關(guān)問題的想法，教師能便捷地獲取學(xué)生是否對問題有正確理解的證據(jù)，從而瞄準學(xué)生問題理解中的個別關(guān)鍵點和學(xué)生即時對話，給予學(xué)生更為精準的即時評價。這種即時評價是讓學(xué)生了解他當前所在的“此地”和要去的“彼地”之間的差距，從而促進學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

能夠?qū)崿F(xiàn)快捷高效的隨堂檢測是線上教學(xué)的顯著優(yōu)點。學(xué)生上傳主觀題解答圖片，教師快速巡覽學(xué)生作答，挑選典型性問題進行及時反饋。對于客觀選擇題，在線教學(xué)系統(tǒng)能即時統(tǒng)計反饋每一個選項選擇的人數(shù)和具體學(xué)生，教師基于數(shù)據(jù)的專業(yè)判斷，實施精準教學(xué)。

下面是隨堂測的兩道客觀選擇題。

試題1：某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系中，如圖2中的a、b、c所示。則下列說法中正確的是（ ）

A.圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系

B.圖中a線最高點對應(yīng)的功率為最大輸出功率

（圖2）

C.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點，這三點的縱坐標一定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC

D.b、c線的交點M與a、b線的交點N的橫坐標之比一定為1：2，縱坐標之比一定為1∶4

試題2：如圖3所示，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流電動機內(nèi)阻R′0＝1Ω.當調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可使甲圖中電路的輸出功率最大；調(diào)節(jié)R2時可使乙圖中電路的輸出功率最大，且此時電動機剛好正常工作（額定輸出功率為P0＝2W），則R1和R2連入電路中的阻值分別為（ ）。

A.2Ω、1.5Ω B.2Ω、2Ω

C.1.5Ω、1.5Ω D.1.5Ω、2Ω

（圖3）

試題1的正確率95%。說明通過問題討論，幾乎所有學(xué)生對“三個功率與干路電流關(guān)系”有了很好的掌握，較高地達成了課堂教學(xué)目標。試題2的正確率較低。學(xué)生解答主要集中在A、B兩個選項，學(xué)生并不是對“電源輸出功率隨外阻變化和隨干路電流變化的兩種關(guān)系”不理解，錯誤的根本在于學(xué)生沒有通過這兩種關(guān)系的推導(dǎo)過程區(qū)分這兩種關(guān)系的適用條件。因此，教學(xué)中不僅要重視相關(guān)物理量定量關(guān)系的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，更要重視推導(dǎo)過程中所要滿足的適用條件。