江圆圆
（福州屏东中学，福建 福州 350001）
摘 要：本文以“多用电表的原理”教学为例，利用电流表测电阻的原理，引导学生动手还原欧姆表的制作过程，采用问题驱动教学法，打破常规的教学模式，突破难点，提升学生的物理学科核心素养，以达到最佳的教学效果。
关键词：核心素养；多用电表；问题驱动
多用电表是多功能、多量程的测量仪器，是高中物理实验中非常重要的测量工具。其中电阻功能的刻度原理综合了高中电路的大部分知识，也是近几年高考电学实验的热点和难点之一，但学生对于其内部结构往往没有深刻认识，考查时失分较为严重。
一、问题提出
而大部分的教师在上《多用电表的原理》这节课时，多是通过课本中一个闭合电路欧姆定律的例题，引导学生理解电阻值和电流表读数具有一一对应的关系，引导学生联想到电流表的读数可以反映出电阻阻值大小，揭示欧姆表的原理和改装依据，然后再拓展到多用电表，这样设计意图是使学生温故而知新。但这样的设计存在着一定的缺陷，等于直接把欧姆表的表盘刻度呈现给学生，没有把物理理论知识与实践相联系，学生对欧姆表的工作原理和内部构造缺乏深刻认识，遗忘率高【4】。
二、理论依据
物理学科核心素养旨在培养学生用物理观念和科学思维解决实际问题的意识，基于观察和实验提出问题、分析问题、解决问题、树立正确的科学态度与责任感。课堂教学是培养学生核心素养的第一阵地，物理教学中教师设置真实的情境带领学生进行实验探究，将抽象的原理具体化，理论联系实际，加深学生对实验原理的理解。
问题驱动教学法是一种以学生为主体，以学科领域内的问题为学习起点，以问题为核心规划学习内容，让学生围绕问题寻求解决方案的一种学习方法。【1】让学生参与教学全过程，以学生的学习为中心，以学生的问题为线索，以学科的问题为载体，以教师的问题为引导，帮助学生构建合理的知识体系，实现有效学习。【2】
三、课例分析——多用电表的原理
本节课改变原有教学模式，大胆推陈出新，利用问题驱动式的教学方法处理“多用电表的原理”，利用电流表可测量电阻的原理，引导学生亲自动手实验，找到电流值与电阻值的一一对应的关系，将电流表改装成“欧姆表”，从而引导学生掌握欧姆表的基本结构和刻度特点，通过易于测量的电流来测定难以测量的电阻，体会了化难为易的成就感。
本节课程设计环节主线如图所示:
1. 情境引入，激发兴趣
课程的开始，教师提出问题：一般测量电阻的方法有哪些？大部分学生的答案为伏安法测电阻。此时老师展示如下图所示自制的可快速测电阻的仪器，同时让学生寻找身边的物体上台来测量其电阻。这个引入实验很好地激发学生的学习兴趣，待学生学习的热情高涨时，撕下自制表头上的电阻刻度，此时学生发现，自制的仪器其实是一台电流表，这是可提出本节课的主要问题：如何在缺表头（电压表）的情况下，利用一台电流表测量待测阻值的大小。
2. 问题驱动，启发思维
问题驱动教学法强化了学生的主体地位，让学生围绕教师提出的问题
寻找解决方案，提高学生学习的积极性和参与程度，活跃学生的思维，激发
学生的学习兴趣。本节课教师要引导学生理解电流表改装成欧姆表
的原理，首先要引导学生认识到电路中电流表和电阻值一一
对应的关系，并通过这个关系绘制出欧姆表的刻度。因此在
这个环节中，教师通过给定电路图和不同已知量的器材，分
两个层次设置问题。
问题1:当电压表出现故障时，如何仅用一块电流表测出待测阻值？
（其中已知）
学生通过讨论得出由刚刚学过的闭合电路欧姆定律，可写出电流的表达式：
再通过推导得出待测阻值Rx的表达
式:,可通过计算代如已知值得到的阻值。
设计意图：温故而知新，使学生在原有知识的基础上通过推理中获得新知识，明确了电路中待测电阻改变后，电流也跟着变化，两者呈现一一对应的关系。
问题2 ：以上方法需要的已知值较多，同时需要经过繁琐的计算，如果这些物理量均未知，再给一台电阻箱，能否不需要计算直接得出待测电阻的阻值大小？
学生通过讨论得出用电阻箱代替待测阻值，调节电阻箱阻值，让电流表指针偏转与待测阻值接上相同时，则电阻箱的阻值与待测电阻的阻值相同。
问题3：用电阻箱的阻值等效替代待测电阻的阻值虽与计算法相比，已减小计算量，有很大的改进，但测量过程仍需通过调节电流表至两次实验示数相同，仍耗时较长，费时费力，可否不用每次都调节，可以直接读数？
设计意图：通过所给更苛刻的实验条件，来激发学生的创新能力，增强学生科学态度与社会责任感。
3.分组实验，合作探究
探究体验式教学方法以培养学生的创新素质为核心，以培养学生创新性人格为己任。它改变“师讲生听”的传统教学模式，提高学生的积极性，促进学生的主动学习，要求教师为学生创设一个轻松愉快的教学情境。这一教学法的实施可以更加有效地对学生进行素质教育，最大限度地培养学生的创新素质，故探究体验式教学法在物理教学中具有重要意义。【3】
所以在这个环节里，教师给出实验要求：利用电阻箱制作一个可以同时测量电阻和电流的表头。教师事先为每个小组准备好实验器材：1.5v干电池，0.6A量程的电流表（贴有空白标签纸），0-10Ω的滑动变阻器，0-999Ω的电阻箱。学生通过分组讨论，发现可用电阻箱替代待测电阻， 直接在表盘上标记待测电阻的阻值。确定方案后完成实验，将电流刻度转化为电阻刻度。
4. 成果展示，感知原理
学生完成实验后，可利用智慧教室每组一台的平板移动终端，收集反馈学生绘制的欧姆表盘图像（一页可最多展示9幅图像）。通过图片展示，引导学生观察寻找不同小组绘制出的电阻刻度的共性，从而得到电阻刻度左密右疏，左大右小的特点。
教师可继续针对学生小结的刻度特点追问：
问题1：为什么电阻和电流呈现出的变化趋势是相反的？
问题2：为什么电阻刻度是左密右疏？
教师可引导学生从本实验设计的原理
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入手，寻求答案。
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5. 资源呈现，挖掘新知
通过收集的图片，教师继续引导学生观察收集到的不同小组绘制的电阻刻度的差异，学生得出每个小组所绘制的电阻刻度中零刻线的位置均不同，表盘的刻度也不同。教师可利用收集的图片，生成新的课堂资源，继续以问题为驱动，挖掘新知。
问题1：哪个小组绘制的电阻刻度在实际测量电阻时会更加精准？
问题2：刻度标注不够精准的小组，可通过什么方式进行调整？调整后刻度会改变吗？
问题3：这样的测量精度对比，提醒我们标注表盘前应该先完成哪些步骤？
问题1教师可通过引导学生对比电阻和电流刻度的范围，让学生得出电阻表盘刻度未完全分布于所有表盘，右端有很大范围未标注，会导致单位长度所表示的电阻跨度不够大，标注不够精细，测量读数误差较大，因此电流最大时，待测电阻为0，这样的标注方式是最好的。问题2可引导学生从电路的结构入手，学生通过讨论得出可调节电路中可变的部分（即滑动变阻器）来达到上述目的。有了前两个问题的铺垫，第三个问题的答案也就水到渠成，只需将电阻箱调为0，同时调节滑动变阻器使其指针指向最右端即电流满偏位置。
设计意图：这个环节的设置其实是为了让学生明确了欧姆表调零的方法和意义，而通过这样视觉化、具象化的实验操作，和问题设置的层层引导，使学生能在探究体验式的教学过程中真正掌握物理仪器的原理和使用注意事项，突破本节课的重难点。
6.拓展提升，情感升华
在这个环节里，由学生分组合作，按照小结的规范要求重新标注好欧姆表盘。为了让学生学以致用，教师在本环节做了如下设置：有三个定值电阻的阻值分别为10Ω，250Ω 和800Ω，但是老师分不出来，请大家利用自制的欧姆表进行测量，并贴上标签。学生通过这个环节，利用自制的欧姆表完成教师布置的测量任务，既检验了知识反馈，又巩固了新知，让学生体验收获成功的喜悦之情。
课程末了，通过回顾电压，电流表扩量程的原理，整合刚刚学到的欧姆表的电路结构，在学生明确了电流表、电压表欧姆表的内部构造后，再尝试让学生画出以电流表为核心测量元件的“三用电表”的电路图，实现了知识的拓展提升，并在拓展的过程中使学生体会转换的思想，品味物理变化之美。
四、结束语
本文从多用电表的结构和原理、多用电表的使用方法等方面，一改传统的教学模式，在问题驱动下，层层递进，抽丝剥茧，引导学生通过实验探究的方法，最大限度地还原仪器设计的原理和过程，让学生体验科学探究的乐趣。这符合新课标对培养学生的物理核心素养的要求，注重学生在物理学习过程中的体验，加强对学生学科科学探究能力的培养。
参考文献：
王换荣,何银华,肖中荣. 从真实情境到驱动性问题链的素养为本的教学——以“溶液的酸碱性”单元复习课教学为例. 化学教与学,2020（03).
吴志明. 核心素养视域下的问题驱动学习探析. 物理教师 , 2018(10).
王文龙. 探究体验式物理教学法.内蒙古师范大学学报( 教育科学版) , 2013(06).
田庆凤. 基于核心素养的高中物理实验教学设计——以“多用电表的
原理”教学为例. 物理之友 , 2019(06).