基于问题图式的物理习题课学案设计与应用
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学案10 习题课:电磁感应中的电路、电量及图象问题【学习目标】1.掌握电磁感应现象中电路问题的分析方法和解题基本思路.2.掌握电磁感应电路中感应电荷量求解的基本思路和方法.3.综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图象问题.一、电磁感应中的电路问题在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势.若回路闭合,则产生感应电流,所以电磁感应问题常与电路知识综合考查.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:(1)明确哪部分导体或电路产生感应电动势,该导体或电路就是电源,其他部分是外电路.(2)画等效电路图.分清内外电路,画出等效电路图是解决此类问题的关键.(3)感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt或E =Blv 确定,感应电动势的方向由楞次定律或右手定则确定,在等效电源内部从负极指向正极.(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解.例1 用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图1所示.在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )图1A .U a <U b <U c <U dB .U a <U b <U d <U cC .U a =U b <U c =U dD .U b <U a <U d <U c例2 如图2所示,有一范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B =0.2 T ,磁场方向垂直纸面向里.在磁场中有一半径r =0.4 m 的金属圆环,磁场与圆环面垂直,圆环上分别接有灯L 1、L 2,两灯的电阻均为R 0=2 Ω.一金属棒MN 与圆环接触良好,棒与圆环的电阻均忽略不计.图2(1)若棒以v 0=5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时MN 中的电动势和流过灯L 1的电流;(2)撤去金属棒MN ,若此时磁场随时间均匀变化,磁感应强度的变化率为ΔB Δt =4π T/s ,求回路中的电动势和灯L 1的电功率.二、电磁感应中的电量问题电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电荷量q =I Δt,而I =ER =n ΔΦΔtR ,则q =n ΔΦR ,所以q 只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关,与完成该过程需要的时间无关. 注意:求解电路中通过的电荷量时,一定要用平均电动势和平均电流计算.例3 如图3所示,将一半径为r 的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B 的匀强磁场中用力握中间成“8”字型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R ,则此过程中流过环的电荷量为( )图3A.πr 2B RB.πr 2B 2R C .0 D.3πr 2B 4R三、电磁感应中的图象问题1.对于图象问题,搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等,往往是解题的关键.2.解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是B -t 图象还是Φ-t 图象,或者E -t 图象、I -t 图象等.(2)分析电磁感应的具体过程.(3)确定感应电动势(或感应电流)的大小和方向,有下列两种情况①若回路面积不变,磁感应强度变化时,用楞次定律确定感应电流的方向,用E =n ΔΦΔt确定感应电动势大小的变化.②若磁场不变,导体杆切割磁感线,用右手定则判断感应电流的方向,用E =Blv 确定感应电动势大小的变化. (4)涉及受力问题,可由安培力公式F =BIL 和牛顿运动定律等规律写出有关函数关系式. (5)画图象或判断图象.特别注意分析斜率的变化、截距等.例4 在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环.规定导体环中电流的正方向如图4甲所示,磁场向上为正.当磁感应强度B 随时间t 按图乙变化时,下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是 ( )图4例5 如图5所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v 运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da ,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系( )图51.(电磁感应中的电路问题)用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图6所示,当磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b 两点间的电势差是 ( )图6A.U ab=0.1 V B.U ab=-0.1 V C.U ab=0.2 V D.U ab=-0.2 V2.(电磁感应中的电路问题)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是( )3.(电磁感应中的电量问题)如图7所示是测量通电螺线管内部磁感应强度的一种装置:把一个很小的测量线圈放在待测处(测量线圈平面与螺线管轴线垂直),将线圈与可以测量电荷量的冲击电流计G串联,当将双刀双掷开关K由位置1拨到位置2时,测得通过测量线圈的电荷量为q.已知测量线圈的匝数为N,横截面积为S,测量线圈和G串联回路的总电阻为R.下列判断正确的是( )图7A .在此过程中,穿过测量线圈的磁通量的变化量ΔΦ=qRB .在此过程中,穿过测量线圈的磁通量的变化量ΔΦ=qR NC .待测处的磁感应强度的大小为B =qR NSD .待测处的磁感应强度的大小为B =qR 2NS4.(电磁感应中的图象问题)如图8所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为L ,磁场方向垂直纸面向里,abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与bc 间的距离也为L ,t =0时刻bc 边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿abcda 方向为感应电流正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 ( )图8题组一 电磁感应中的电量问题1.如图1所示,将直径为d 、电阻为R 的闭合金属圆环从磁感应强度为B 的匀强磁场中拉出,这一过程中通过金属圆环某一截面的电荷量为 ( )图1A.Bπd24RB.2πBdRC.Bd2RD.Bd2πR2.在物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量.如图2所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测量的匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转90°,冲击电流计测出通过线圈的电量为q,由上述数据可测出被测量磁场的磁感应强度为 ( )图2A.qRSB.qRnSC.qR2nSD.qR2S题组二电磁感应中的图象问题3.如图3甲所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是 ( )图34.如图4所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一个电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动(O轴位于磁场边界),周期为T0.t=0时刻,线框置于如图所示位置,则线框内产生的感应电流的图象为(规定电流顺时针方向为正) ( )图45.如图5所示,宽度为d的有界匀强磁场,方向垂直于纸面向里.在纸面所在平面内有一对角线长也为d的正方形闭合线圈ABCD,沿AC方向垂直磁场边界匀速穿过该磁场区域.规定逆时针方向为感应电流的正方向,t=0时C点恰好进入磁场,则从C点进入磁场开始到A点离开磁场为止,闭合线圈中感应电流随时间的变化图象正确的是( )图56.如图6所示,在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直于xy坐标系平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy坐标系平面内,线框的ab边与y轴重合,bc边长为L.设线框从t=0时刻起在外力作用下由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t变化的函数图象可能是图中的 ( )图67.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图7甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 ( )图7题组三电磁感应中的电路问题8.如图8所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合正方形线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为I a、I b,则I a∶I b为 ( )图8A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能确定9.如图9所示,两个相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍,现用电阻不计的导线将两环连接在一起,若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1,若将小环放入这个磁场中,大环在磁场外,a、b两点间电压为U2,则 ( )图9 A.U 1U 2=1 B.U 1U 2=2 C. U 1U 2=4 D.U 1U 2=1410.如图10所示,竖直平面内有一金属圆环,半径为a ,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R 2的导体棒AB ,AB 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )图10A.Bav 3B.Bav 6C.2Bav 3D .Bav 11.把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图11所示,一长度为2a ,电阻等于R ,粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上,它与圆环始终保持良好的接触,当金属棒以恒定速度v 向右移动经过环心O 时,求:图11(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN ;(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.如图所示,用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上,此时弹簧竖直,篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触,在篮球与侧壁之间装有压力传感器,当电梯在竖直方向匀速运动时,压力传感器有一定的示数。
高中物理问题原型与延伸专题2.3 匀变速直线运动图像学案新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理问题原型与延伸专题2.3 匀变速直线运动图像学案新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题2。
3 匀变速直线运动图像❅知识点拨【原型】匀变速直线运动的x—t图像的单一对象问题如图所示,甲、乙两物体在同一条直线上运动,折线是物体甲运动的图象,直线是物体乙运动的图象,则下列说法正确的是( )A.甲、乙两物体运动方向相反B.甲做匀速直线运动,速度大小为7.5m/sC.乙做匀减速直线运动,加速度是—5m/s 2D.甲、乙两物体在距甲的出发点60m处相遇★点评:注意理解位移时间图像上的点和斜率的物理意义.变型1、匀变速直线运动的x—t图像的多个对象问题【延伸1】设想在百米赛跑游戏中,甲、乙、丙、丁四个运动员从一开始就做匀速直线运动,甲按时起跑,乙0。
5s后才开始起跑,丙抢跑的距离为1m,丁则从终点100m处往回跑.试说明图中的A、B、C、D四条图线分别表示的是哪个运动员的位移一时间图象( )A.A代表甲 B.B代表乙 C.C代表丙 D.D代表丁解析:由题意知,甲按时起跑,说明从起始点出发,开始位移时间均为零,即甲从原点出发,故B代表甲;乙0.5s后才开始起跑,则D代表乙;丙抢跑的距离为l m,位移初始点在1m处,故C代表丙;丁则从终点100m处往回跑,为图象中的A.故ABD错误,C正确.故选:C★点评:要确定图象与运动员的对应关系,一定要看每条图线在纵轴上的截距-表示开始计时时运动员所处的位置,图线在横轴上的截距则表示运动员开始起跑的时刻.变型2、匀变速直线运动的v—t图像的单一对象的问题【延伸2】如图为一物体做直线运动的v-t图象,根据图象做出的以下判断中,正确的是( )A.物体始终沿正方向运动B.物体先沿负方向运动,在t=2s后开始沿正方向运动C.在t=2s前物体位于出发点负方向上,在t=2s后位于出发点正方向上D.在t=4s时,物体距出发点最远D、在t=2s时,物体离出发点最远,在t=4s时,物体离出发点的位移最小,为零.故D错误.故选:B。
“问题式”课堂教学模式下物理问题的设计和点拨“问题式”教学是一种以问题结构替代知识结构的新型教学模式。
教师在备课过程中将教材上的知识结构转化为问题结构,在实施教学的过程中学生通过解决问题来掌握知识。
“问题式”教学模式下,教师设计的问题都是学生通过独立思考和合作探究来解决的,这有助于培养学生独立思考、合作探究的能力。
然而,由于学生已有的知识对提出的某些问题无法通过思考解决,教师又不能直接告诉其结论。
因此,教师对问题精当的点拨和引导对学生解决提出的问题至关重要。
本文以人教版选修3—1《电场强度》一节第一课时来对物理问题的设计和点拨进行简单的阐述。
本节教材主要包含了电场、电场强度、点电荷电场、电场的叠加和电场线几部分内容,根据内容和实际情况安排两课时。
电场、电场强度为第一课时。
本节主要要解决这几个问题:“场”概念的初步形成、两个点电荷间的作用机制、电场的研究方法和电场强度概念的建立过程。
以下是根据这几部分内容设计的问题和对问题的点拨引导。
问题一、两电荷没有直接接触,它们之间的相互作用是怎样产生的?通过这个问题的回答可直接引入课题——电场,然而电场究竟是什么?有什么特点?学生是完全模糊的,于是老师紧接着让学生阅读教材“电场”部分自主思考。
问题二、关于电场你(同学们)有哪些认识?一般说来,通过阅读教材,学生都能回答到:电场是客观存在的物质(存在于电荷周围),会对放入其中的电荷有力的作用,有能量与动量……但这些回答仅停留在表面,并没有真正理解电场。
因此这个时候需要进行追问,追问的问题最好由学生提出,于是设计了这样一个问题。
问题三、你对电场还有哪些疑问?设计这个问题的主要目的是希望通过这个问题让学生产生新的问题,主要是以下两个问题:1.a、b两电荷间的作用机制是什么?2.你是怎么知道电场是客观存在的?(力的物质性)学生提出的问题让学生自己解决,当然这个环节的处理难度较大,若学生提不出问题也没关系,由老师提出并一起解决,体现老师的主导作用。
物理习题课的教学设计与模式这是一篇由网络搜集整理的关于物理习题课的教学设计与模式的文档,希望对你能有帮助。
习题课教学是物理教学的重要组成部分,它是深化知识、活化知识,提高学生能力不可缺少的环节,是理论与实践相结合的桥梁。
多年来的教学实践证明,抓好习题课的教学,是提高物理教学质量的重要环节之一,是培养学生能力的重要途径之一。
而习题课的传统教学方式,教师在讲台上讲解的天花乱坠,学生在下面学的不知所以。
教师采用“满堂灌”的方式讲解,课后又采用了“题海”战术,让学生疲于应付,失去了学习的乐趣与主动性。
教育的改革,为我们提出更高的要求,习题课上,我们不只是知识的传播者,更要是课堂的组织者,学生积极性、主动性的.调动者。
笔者认为要作好习题课的改革,一定要作好下面的几个环节。
一、发挥教材优势教材中的习题是编者精心挑选的,它起点低,面向大多数学生,它又对学生基础知识的理解与巩固运用、基本能力的培养与提高起着重要作用。
所以充分利用现有教材中的习题,把它讲深讲透,使学生能够较好地掌握高中物理基础知识和基本概念。
在习题的讲解中,我们给学生指出习题出自课本的哪个地方、哪个知识点,学生就会有亲切感,不会觉着陌生,能帮助学生克服畏惧心理。
只有不怕了,学生才有积极发言的勇气。
它起点低,有利于大多数学生的参与。
对活跃课堂气氛起着重要作用。
二、精心选择例题由于课堂例题担负着阐述某一类问题的一般思路和规范性解法的任务,课后的练习题、习题担负着巩固理解相应概念和规律的任务。
因此课堂例题有不可替代的地位作用,所以选择的例题要有目的性和针对性,先选“探究”类例题,目的是将方法、规律的应用示范给学生,做好评点与探究,将本题所涉及和方法、规律及解题中的注意点引导学生进行总结和归纳。
再选“应用”类例题,目的让学生自主完成,做好引导与错误辨析、反思归纳学生解答中的失误点与应对措施。
在习题课教学中,教师要根据教学目标和学生实际情况,精选例题,即选择的例题要具有典型性、针对性,不能太易,也不能太难。
初中物理图像问题解析教案教学目标:1. 理解并掌握常见物理图像的类型和特点;2. 学会分析物理图像,获取图像中的信息;3. 能够根据物理图像进行计算和判断。
教学内容:1. 温度-时间图像;2. 路程-时间图像、速度-时间图像;3. 质量-体积图像;4. 电流-电压图像、电阻-温度图像、电阻-压力图像;5. 压强-深度图像;6. 像距-物距图像;7. 力-时间图像;8. 浮力-深度图像;9. 大气压-高度图像。
教学步骤:一、导入(5分钟)1. 引导学生观察一些日常生活中的图像,如温度计、速度计等,让学生初步了解物理图像的概念;2. 提问:同学们,你们在日常生活中是否见过类似的图像?它们有什么特点?二、新课讲解(20分钟)1. 讲解温度-时间图像,举例说明晶体和非晶体的熔化过程;2. 讲解路程-时间图像、速度-时间图像,解释图像中的斜率、截距等概念;3. 讲解质量-体积图像,引导学生理解密度概念;4. 讲解电流-电压图像、电阻-温度图像、电阻-压力图像,让学生了解欧姆定律的应用;5. 讲解压强-深度图像,引导学生理解液体压强与深度的关系;6. 讲解像距-物距图像,让学生了解透镜成像的规律;7. 讲解力-时间图像,举例说明物体受力与运动状态的关系;8. 讲解浮力-深度图像,引导学生理解浮力与物体浸入水中的深度的关系;9. 讲解大气压-高度图像,让学生了解大气压与高度的关系。
三、实例分析(15分钟)1. 给学生发放一些物理图像实例,让学生根据所学知识进行分析;2. 引导学生观察图像,获取图像中的信息;3. 让学生尝试根据图像进行计算和判断。
四、课堂练习(10分钟)1. 给学生发放一些练习题,让学生独立完成;2. 引导学生运用所学知识,分析题目中的物理图像;3. 让学生学会根据图像进行计算和判断。
五、总结与反思(5分钟)1. 让学生回顾本节课所学内容,总结物理图像的特点和分析方法;2. 提问:同学们,你们认为物理图像在物理学中有什么作用?如何运用物理图像解决实际问题?教学评价:1. 课后收集学生的练习作业,评估学生对物理图像的理解和应用能力;2. 在下一节课开始时,让学生分享自己在生活中遇到的物理图像问题,评估学生对物理图像的实际应用能力。
基于问题导学式的初中物理教学一、引言初中物理是中学阶段学生接触到的第一门自然科学课程,它是对学生的思维方式进行培养,提高其理解能力和创新能力极为重要的一门学科。
而问题导学式教学是现代教学法中一种非常重要的教学方法,在初中物理教学中也有着广泛的应用。
这种教学方法注重学生的参与性,激发学生的思维,增加学生的学习兴趣,提高学生的学习能力和解决问题的能力。
二、问题导学式教学的特点问题导学式教学的核心是以问题为导向,以问题为切入点,以问题为出发点,引导学生主动思考,主动探索,主动发现,主动学习。
在教学中,老师不再是知识的灌输者,而是变成了知识的引导者和组织者。
学生不再是被动接受的对象,而是变成了积极的学习者和探索者。
在问题导学式教学中,学生是在实践中学习的,更加注重学生的主体作用,引导学生实施“探究主义”的教学方法。
通过问题导学,学生发现问题,针对问题进行思考和探讨,最终找到问题的解决方法。
在这个过程中,不断激发学生的求知欲,培养学生的创新能力。
在初中物理教学中,问题导学式教学有着广泛的应用。
在教学中,老师可以提出一个问题,让学生通过探究和实验,从实际中得出结论。
对于“物体的密度”这一知识点,老师可以提出一个问题:“为什么铁比木头重?”引导学生进行探究和实验,通过实验测定铁和木头的密度,发现铁的密度大于木头,从而得出铁比木头重的结论。
通过这个过程,学生深入了解了密度这一概念,同时也锻炼了学生的实验和探究能力。
问题导学式教学还可以引导学生研究物理问题,培养学生的创新精神。
在学习“机械能守恒定律”这一知识点时,老师可以提出一个问题:“为什么摩擦力越大,摩擦面积越小,机械能守恒定律就越不成立?”通过问题导学式教学,学生可以通过观察实验现象,探究现象背后的规律,最终发现摩擦力和摩擦面积对于机械能守恒定律的影响。
这样一来,学生不仅理解了机械能守恒定律,还培养了自己的科学探究能力和创新精神。
问题导学式教学在初中物理教学中有着重要的意义。
基于问题导学式的初中物理教学
基于问题导学式的初中物理教学是一种以问题为导向的教学模式,通过引导学生思考
和探究,激发学生的学习兴趣和主动学习的能力。
这种教学模式重视培养学生的问题意识
和解决问题的能力,有助于培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
下面将详细介绍
基于问题导学式的初中物理教学的具体内容。
基于问题导学式的初中物理教学需要制定合适的问题。
问题应具有启发性和思考性,
引导学生自主探究。
在讲解能源转换的时候,可以提出一个问题:“为什么汽车行驶的时
候要用到能量转换?能量是如何转换的?”这个问题能够引起学生的兴趣,促使他们主动
思考,激发他们进行实际观察和实验。
基于问题导学式的初中物理教学需要通过实际观察和实验操练,帮助学生解决问题。
在上述问题的引导下,可以进行一系列的实验和观察,如让学生观察汽车行驶时的动力来源、测量汽车行驶时的速度和里程等。
通过这些实际观察和实验,学生可以更好地理解能
量转换的过程,掌握相关的物理概念和原理。
基于问题导学式的初中物理教学需要进行合作学习和讨论。
教师可以将学生分为小组,让他们共同讨论问题的解决方法,并通过合作学习的方式,促进学生之间的交流和合作。
在上述问题的引导下,可以让学生分小组进行讨论,交流实验结果和观察现象,并尝试解
释现象背后的物理原理。
这样能够激发学生的思维,培养他们的合作能力和解决问题的能力。
问题导向物理教学设计引言在传统的物理教学中,常常以知识传授为中心,强调理论的抽象和公式的运用。
然而,这种教学方式往往让学生感到枯燥无味,对学习的兴趣产生抵触情绪。
为了改变这种状况,问题导向的物理教学设计应运而生。
问题导向物理教学设计是一种以学生为中心的教学方法,通过引入问题解决的思维方式,使学生更加主动参与学习,并培养他们的探索精神和问题解决能力。
一. 问题导向教学设计的理论基础问题导向教学设计的核心理论是基于构建主义学习理论和问题解决学习理论。
主张以学生为主体,鼓励学生思考,探索问题,通过寻找问题解决方案来推动学习的进行。
问题导向教学设计强调学生的主动性和参与性,通过提出具有挑战性的问题来激发学生的学习兴趣,帮助他们建立知识的联系和应用能力。
二. 问题导向教学设计的特点1. 学生主导:问题导向教学设计将学生置于学习的主导地位,充分发挥学生的主动性和创造性,使他们通过自主探索和合作学习来建构知识。
2. 针对问题:问题是问题导向教学设计的核心。
教师通过提出具有挑战性的问题,引起学生的兴趣,并激发他们主动思考和探索问题的动机。
3. 跨学科整合:问题导向教学设计鼓励学科间的整合。
通过解决跨学科问题,学生能够将所学知识和技能应用于实际情境中,提高问题解决的能力。
4. 合作学习:问题导向教学设计重视学生之间的合作学习,通过小组合作和集体讨论,学生能够共同解决问题,相互交流和分享思路,提高彼此的思维能力。
三. 问题导向教学设计的实施步骤1. 问题设定:教师通过设定具有挑战性的问题引起学生兴趣,问题应该具有一定难度,能够激发学生思考和探索的欲望。
2. 知识准备:学生在解决问题之前需要一定的基础知识。
教师可以通过讲解、演示、实验等方式对相关知识进行介绍和探讨,帮助学生建立必要的知识框架。
3. 问题探究:学生通过个人或小组探究,运用已有的知识和技能解决问题。
教师在此过程中扮演指导和辅助角色,帮助学生解决困难和提供必要的技术支持。
矩代永歹 2019/9A聚焦.学习科学探索
基于问题图式的物理习题课学案设计与应用文/
上海市敬业中学张丽琴
【摘 要】教师要依据问题图式三要素理论,设计物理习题课的学案结构
,
从而在学案使用过程中帮
助学生分析和提炼出问题的三要素,形成解决该类问题的问题图式,并提出了相应的设计策略,以促使
问题图式三要素的提炼。
【关键词】问题图式学案设计物理习题
要落实“以学生发展为本
”的教学目标,就要体
现学生在课堂中的主体地位,
就要求教师转变教学位
置,在教学过程中从中心位置转变为引导者。这种转 变,除了要求继续研究教材以外,还要掌握学生的学 情,准备学生的学案。但目前市场上在售的学案
,
存
在的最大问题就是把学案等同为习题集,
学案的设计
缺乏理论基础。所以,教师就要先找到合适的理论作
为设计学案的基础。
问题图式是专门用于解决问题的图式,是由与问 题相关的概念、原理、规律、策略等相互联系的节点组
织而成的语义网络。学者陈刚认为,问题图式包含三
个要素,即本质结构特征、必要技能、解题策略。以三 力动态平衡为例,教师总结出图解法、相似三角形法。 这些方法就是解决某一类型问题的解题策略。解决
(上接第
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一个概念或者知识内容,对不同的学生而言,由 于其自身认知基础的差异,其基本的图式结构是不同
的,
这就需要教师帮助学生掌握知识正确的图式结
构。一方面,教师可以围绕某一个知识图式,让学生
们表达自己的观点和看法,使他们在交流中认识到自
身的知识图式的不足之处;另一方面,教师可以鼓励
学生不要满足对某一知识内容图式,要养成自觉反思 的习惯,从而优化知识图式的结构和网络。
3.关注不同学生间认知图式的差异
图式理论针对性很强,
特别强调学生个体对概念
掌握的过程,每个学生对同一概念建立的图式结构及 其网络都不一样,这就使得学生具有差异性。
对于严
谨有余、
灵活不够的学生来说,对概念的图式细节都
识记得很牢固,但不一定能灵活运用图式进行迁移,
从而不能灵活地解答题目;而灵活有余、严谨不足的
问题涉及的物理知识和规律称为必要技能。问题中
表现出的能指向某种解题策略的特征就是本质结构 特征。当学生能按本质结构特征对问题进行归类,并
能选择合适的必要技能,形成相应的解题策略时,就 可以认为学生获得了该类问题的问题图式。基于此
,
本文提出通过学案的设计,帮助学生提炼出问题图式
的三要素,
从而获得解决此类问题的问题图式。
一、基于问题图式的学案结构
本研究的学案设计重点是分析提炼三要素。学
案的结构包含三个部分和两个环节。第一部分与常 见学案相同,选择具有相同本质结构特征的例题。
第
二部分是朝的创新之处。分析得出问题图式的三
要素,即本质结构特征、必要技能及策略
,并以填空和
(下转第27页)
学生也许能够使头脑中不同概念图式进行有效移动,
然而,往往只记住了其中部分特征,丢失了关键的内
容,
也不利于学习
。
王兄博士
(2002
)
已通过实验证
明:学优生之所以能够顺利解题,一方面,其构建了 相关的图式;另一方面,相关信息能够激活相关的图 式,并且具有较强的策略性知识。因此,
教师在进行
概念教学时,要充分注意到学生所具有的不同图式结
构水平,
教学要设计出不同的可供他们学习的内容
,
帮助学生构建正确的概念图式。探
参考文献:[1] 王小明.学习心理学[M],
北京:中国轻工业
出版社,2009.[2] 葛爱莲.运用图式理论进行数学应用题教学
H安徽教育,2002
⑵.
262019/9A 九代永序
聚焦.学习科学探索
简要叙述的形式呈现。在研究中发现,学生难以形成
问题图式的主要原因是在提取某一个要素时出现困 难,其中,
“问题表征困难” “必要技能选择困难
”居多
O
而“策略形成困难”的成因则较为复杂,与问题表征、
必要技能选择密不可分。例如,涉及动力学的问题, 既可利用牛顿第二定律,也可利用动能定理解决;涉 及能量转化的问题,
既可以用机械能守恒定律解决,
也可以用动能定理解决。表征不同,必要技能的选择 就不同,形成的策略自然就不同。第三部分为形成问 题图式,与常见学案比较相似,都是总结这类问题的 解题步骤。二、设计策略学生在形成问题图式过程中,主要的困难在于问 题表征和必要技能选择。本文将针对这两项困难,提 供相应的学案设计策略。1.针对“问题表征困难”的设计策略当学生难以对问题进行正确表征,提炼出问题 的本质结构特征时,建议使用''错误样例学习”和 “变式训练”。错误样例是指问题解决过程中包含一 个或多个错误,要求学生进行发现、解释和改正的例 题。学习错误样例的意义在于提高学生的批判性思 考和对知识的准确理解;相较于发现自己错误,发 现他人的错误更能激发学生的学习动机、缓解焦虑 情绪。本文将变式训练分为两类,即同质变式训练和异 质变式训练。这里的“质”指的是物理问题中的本质 结构特征。同质的变式训练,是改变问题的次要特征。 学生经历多种变式情境后,排除次要特征,对本质结 构特征反复地进行表征。异质的变式训练,是通过改 变本质结构特征,打破原有的问题图式,重新对问题 进行表征。例题:如图所示,带均匀等量异种电荷的平行板 竖直放置,一个质量为m带电量q的半径极小的小球用丝线悬挂在某匀强电场中, 电场线与水平面平行。当小球 静止时,测得悬线与竖直夹角 为9 ,由此可知匀强电场电场 强度大小为______o变式1:去掉右侧平行板,小球置于距板为r的 中垂线上,其余条件均不变。当小球静止时,则电场强度大小为______。变式2:如图所示,移走带点小球,均匀带电为Q 的平行板竖直放置,求解距板为r的中垂线上的场强 方向?例题和变式1属于同质变式训练,本质结构特征 是已知检验电荷的电量,并能根据力学知识求得检验 电荷受到的电场力。从而形成“利用检验电荷的电场 力求解场强”的问题图式。变式2属于异质变式训练, 情境中没有检验电荷,场源电荷又不能视为点电荷, 但电量分布具有对称性,形成“利用对称性求解均匀 带电体场强”的问题图式。通过分析这些具有相似情
境的问题,
能帮助学生提炼出不同的本质结构特征
,
最终形成不同的问题图式。2. “必要技能选择困难”的设计策略
当学生不能正确选择解决问题的必要技能时,建 议增加“课前任务”以检验其必要技能是否已达到本
节课的使用水平。学生是否已经掌握了本节课要使
用的必要技能,是本节课能顺利进行的前提条件。教
师可以根据学生课前任务的完成情况,了解以往知识
的教学效果,同时能预测后续的教学能否顺利展开。
若学生的完成情况普遍糟糕,那么教师应该先对必要 技能进行训练,然后再开展教学。
例如,在判断能否产生感应电流时,知道电流周
围的磁场分布,并能画出不同视角的磁场,是本节课
能否顺利进行的前提条件。所以在“课前任务”中,
我就设计了画常见电流不同视角的磁场的学案。通
过“课前任务”的检验,便于学生之后提炼出解决此
类问题的必要技能。
在新高考改革中,物理学科发生的变革比较大
,
减少复杂运算和弱化解题技巧,强调物理本质和过
程。例如,在以往教学中遇到电路动态分析的相关练
习,经常会让学生记结论“并同串反”,该结论能高效
的解决恒压源电路中单一电阻变化引起的电学参数 变化。当遇到回路中有多个电阻同时变化(如分压式
电路),或者电源改为恒流源,结论不再适用。所以
,
与其让学生背诵结论,不如教会学生如何获得解决某 类问题的问题图式。这不仅有利于培养学生物理学
科的核心素养,
同样在解决其他问题时,形成问题图
式也不失为一种很好的办法。探
参考文献:[1] 辛自强.问题解决与知识建构[M].
北京:教
育科学出版社,2005.[2] 陈刚,舒信隆.问题图式在物理问题解决教
学中的应用[J].课程•教材•教法,2009(7).
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