例談高效物理課堂教學的“問題串”設(shè)計

黃玉珍

摘 要：一堂高效的物理課從問題開始再到問題結(jié)束，問題貫穿課堂，讓學生拾級而上，回味無窮。物理課堂中恰當?shù)摹皢栴}串”能開闊學生視野，拓寬學生思維容量， 激發(fā)學生的內(nèi)在動力和創(chuàng)造力，達到觸類旁通的目的。本文從新課、科學探究課、習題課等三個角度來論述高效物理課堂教學的“問題串”設(shè)計。

關(guān)鍵詞： 高效教學； 問題串； 物理教學

新課改提倡以“問題串”為中心的教學方法。當問題中包含3個及3個以上的知識點時，學生可能由于其中的一個知識點不過關(guān)導致思維斷點，久而久之就會失去信心。教師必須摸透學生的難點、易混點在哪個知識點上?！皢栴}串”設(shè)計應該分易、中、難三個層次，分為若干基礎(chǔ)性問題和核心問題，根據(jù)物理知識的邏輯關(guān)系，利用對比、遷移法把問題由淺入深、由現(xiàn)象到本質(zhì)的針對考點和易錯點找出學生思維中的斷點。

物理教學中教師不能再滿足于自己講的清、講的多，應轉(zhuǎn)變?yōu)閱柕木?、問的透。作為一線的物理教師，感到現(xiàn)階段要想實現(xiàn)高效的教學離不開精心的“問題串”設(shè)計。教師精心設(shè)置的“問題串”臺階對學生思維形成強烈的沖擊，學生的認知一旦不平衡就會驅(qū)使他們?nèi)カ@得新的認知平衡。本文例談高效物理課堂教學的“問題串”設(shè)計與同行探討。

1 新課中 “問題串”應拓寬思維容量

學生面臨新信息、新知識、新問題時，會根據(jù)情景中的線索來思維。新課中 “問題串”設(shè)計重在開闊學生視野，拓寬學生思維容量，使學生進入思維風暴，引起學生探索興趣。教師必須了解學生現(xiàn)有的認知水平、明確新課目標，不斷打破學生原有的認知結(jié)構(gòu)，使他們的思維遠離平衡狀態(tài) [1 ]。學生在解決沖突中獲得新的認知平衡，這樣獲得的知識理解的才更深刻。

[教學案例]認識浮力

演示實驗1：皮球和溜溜球同時放入水中。學生觀察發(fā)現(xiàn)：皮球浮在水面上，溜溜球沉入水中。

問題1：皮球和溜溜球是否受到水的浮力？

學生答：皮球浮在水面上受到了水的浮力，溜溜球沉入水中沒有受到水的浮力。

問題2：溜溜球沉入水中沒有受到浮力，事實是這樣嗎？請觀察下面的3個小實驗。

小實驗1：把溜溜球掛在彈簧測力計下，一只手拉彈簧測力計在空氣中測出溜溜球靜止時的拉力。小實驗2：再慢慢地把溜溜球浸入水中，學生發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的拉力慢慢變小。小實驗3：另一只手輕輕托住溜溜球，學生發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的拉力也變小。

引導學生得出彈簧測力計的拉力兩次變小的原因。比較小實驗1和3：用手托住溜溜球，溜溜球受重力、拉力和托力。根據(jù)力的平衡可知：溜溜球重力不變，溜溜球受到手豎直向上的托力，故豎直向上的拉力變小。比較小實驗1和2：同理可得溜溜球浸入水中時拉力變小是因為受到水對它豎直向上的浮力。

以上演示實驗糾正了“浸入液體中沉底的物體不受浮力” 這個錯誤的前概念。

問題3：皮球浸在水中一定會受到浮力嗎？

學生答：那是當然了。

演示實驗2：把一個皮球放入玻璃漏斗里，往漏斗中沖入自來水。學生觀察到水流過皮球從漏斗底流出，皮球一直沒有浮上來，此時學生非常驚奇，進入思維風暴中興趣完全被激發(fā)出來了。

問題4：下面我們先分析浮力產(chǎn)生的原因是什么？

教師課前自制器材：把一個圓柱形礦泉水空瓶首尾切掉，取中間段的兩端開口的圓柱，兩端開口分別用橡皮膜扎緊，并使橡皮膜松緊程度相同。

演示實驗3：把兩端用橡皮膜扎緊的圓柱形礦泉水空瓶豎直浸沒水中。學生觀察到上下表面橡皮膜向礦泉水瓶內(nèi)凹，且下表面橡皮膜向礦泉水瓶內(nèi)凹的更明顯。再把它水平浸沒水中。學生觀察到左右表面橡皮膜向礦泉水瓶內(nèi)凹的程度相同。

師生分析：下表面橡皮膜向礦泉水瓶內(nèi)凹的更明顯是因為水越深壓強越大，上下表面橡皮膜面積相同，下表面受到壓力越大。左右表面橡皮膜向礦泉水瓶內(nèi)凹的程度相同是因為水深相同壓強相同壓力相同。

演示實驗4：取一個正方體玻璃磚放入水槽中，玻璃磚浸沒在水槽底部。

引導學生分析：玻璃磚六個面都被水包圍住了，我們把玻璃磚六個面受的力分成左右、前后、上下三對力，玻璃磚的左右兩個面所處的水深相同，壓強相同，受力面積相同，壓力大小也相同，壓力方向相反，且作用在一條直線上，符合二力平衡的條件所以合力為0。同理玻璃磚的前后兩個面合力也為0。玻璃磚的上下兩個面水深不同，下表面受到的壓強大于上表面受到的壓強，由于受力面積相同，下表面受到向上的壓力大于上表面受到向下的壓力，上下表面壓力方向相反，且作用在一條直線上，由力的合成可求出F合=F下表面-F上表面。綜上所述玻璃磚浸沒水中所受的浮力就是水對玻璃磚下表面向上的壓力與水對玻璃磚上表面向下的壓力差。

問題5：現(xiàn)在同學們是否有辦法讓演示實驗4中的皮球浮上來？

學生進入熱烈的討論，最后教師用手指堵住漏斗底的孔，皮球一下子浮上來。這時學生才真正認識浮力。

這些“問題串”設(shè)計糾正了錯誤的前概念，環(huán)環(huán)相扣拓寬學生的思維容量，激發(fā)起學生探索物理問題的濃厚興趣，從而實現(xiàn)了高效的新課教學。

2 科學探究中“問題串”應設(shè)置思維梯度

科學探究課中目標明確的“問題串”設(shè)計離不開教師認真鉆研課標和教材，不斷以教材內(nèi)容為依據(jù)設(shè)計“問題串”來激發(fā)學生的內(nèi)在動力和創(chuàng)造力。引導學生對問題產(chǎn)生急于追下去的動力，體驗成功解決問題的快樂，使實驗探究課充滿生機和活力。

[教學案例2]科學探究——“伏安法”測電阻的教學片斷

問題1：怎樣測量未知阻值的電阻（或小燈泡阻值）？

學生回答：根據(jù)歐姆定律公式I=U/R變形公式R=U/I只要測出未知電阻（或小燈泡）兩端的電壓和通過它的電流就能求出電阻。

問題2：應設(shè)計怎樣的電路圖？

學生設(shè)計如圖1電路。

問題3：該圖能完成幾次測量？怎樣改進方案呢？

學生回答：只能完成一次測量。學生開始交流與討論。經(jīng)過幾分鐘，學生提出兩種不同的改進方案。

方案一：多次改變電源的電壓就能使通過電阻的電流和加在電阻兩端的電壓多次改變，從而實現(xiàn)多次測量。

方案二：串聯(lián)一個阻值適當?shù)幕瑒幼冏杵?，通過多次移動滑動變阻器的滑片就能使通過電阻的電流和加在電阻兩端的電壓多次改變。

教師：請按照你們改進的方案開始實驗。（學生分成兩部分分別用不同方案測電阻）

問題4：為什么要進行多次測量？

一部分學生提出：多次測量未知阻值求平均值能減少誤差。部分學生提出不同意見：小燈泡的電阻差別太大了顯然不單是誤差能解釋的，不能求平均值。此時教師再引導電阻與溫度有關(guān)就很自然了。

在實驗探究過程中難免出現(xiàn)個別組電流表或電壓表損壞的情況。學生會要求更換電表，為順利進行實驗教師會直接為他們換好的電表。課堂小結(jié)時教師以討論題形式拋出問題5：不增加任何器材，當電流表損壞或電壓表損壞，我們怎樣利用現(xiàn)有的器材完成測電阻的實驗呢？讓學生繼續(xù)帶著“問題串”走出課堂，這將為第二課時上“特殊法測電阻”打下良好的基礎(chǔ)。

這樣的“問題串”設(shè)計很自然地引導學生思維慢慢深入，下課了學生的思維還在延伸，激發(fā)了學生的積極性和自主探究精神，從而實現(xiàn)了高效的實驗探究教學。

3 習題課中“問題串”應訓練對比、遷移思維能力

習題課中教師通過“問題串”多角度的構(gòu)建對話情境，給學生創(chuàng)造獨立思考與自由表達的機會，多創(chuàng)設(shè)師生之間互動交流的平臺，通過相關(guān)知識點間的對比，找出區(qū)別和聯(lián)系，達到觸類旁通的目的。

[教學案例3]“伏安法測電功率”習題課教學片斷。

導入問題1：同學們觀察圖2后想到了什么？

學生1：圖2除了可以測量電功率也可以用來測小燈泡電阻還能探究小燈泡電阻與溫度是否有關(guān)，各實驗的原理也不同。

學生2：電壓表的量程選擇的根據(jù)不同，測量電功率是以小燈泡銘牌標的額定電壓為標準，測電阻中是以電源電壓為標準。

學生3：滑動變阻器作用不同，測量電功率中作用是多次改變小燈泡兩端的電壓，測電阻中作用是多次改變電流和電壓 [2 ]。

學生4：測量電功率中必須已知小燈泡的銘牌，測電阻中沒有這個條件。

學生5：連接電路的過程中開關(guān)都要斷開是為了避免短路或電流過大造成電表、小燈泡的損壞、及觸電的生命危險，滑動變阻器要調(diào)節(jié)到最大阻值都是為了保護電路。

……

導入問題2：誰能談談實驗過程中你遇到過的故障及原因？

學生6：測量電功率中無論如何移動滑動變阻器的滑片小燈泡兩端的電壓都達不到額定電壓。原因是：若總是低于額定電壓是因為電源的電壓太低，若總是高于額定電壓是因為電源的電壓太高或滑動變阻器的最大阻值太小。

學生7：測量中發(fā)現(xiàn)兩電表示數(shù)突然都變大原因是滑動變阻器短路了。

學生8：無論如何移動滑動變阻器的滑片電阻兩端的電壓和通過電阻的電流都不變原因是滑動變阻器沒有一上一下接入電路。

……

導入問題3：測電功率時若電流表損壞或電壓表損壞該怎么辦？

這個問題引起學生熱烈交流與討論后用一個選擇題來鞏固。

“問題串”教學中。教師是“問題串”的提供者，學生是“問題串”分析者和思考者，這對教師的業(yè)務素質(zhì)和教學手段提出更高的挑戰(zhàn)?！皢栴}串”設(shè)計取決于教師對解決物理問題背后規(guī)律性的把握，只有教師正確把握住“問題串”所涉及的各種知識和各種方法并進行恰當?shù)恼?，有條理的呈現(xiàn)給學生，激發(fā)起學生解決物理問題的內(nèi)在動力，引起學生的濃厚興趣，才能實現(xiàn)高效的物理教學。

參考文獻：

[1]樓松年.有效物理課堂教學的“問題”設(shè)計[J].物理教學，2009，31（5）：10-12.

[2]劉漢勛.淺談“滑動變阻器” [J].理科考試研究：初中版，2012（4）：46-48.