“問(wèn)題—操作”交互式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式初探

李巖

(黑龍江護(hù)理高等專科學(xué)校，哈爾濱150086)

“問(wèn)題——操作”交互式的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師提出一系列引導(dǎo)性的問(wèn)題，用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生的操作，同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)自己的操作提出一些實(shí)際的問(wèn)題供教師和全班討論。在這樣的教學(xué)過(guò)程中，一方面師生相互提出問(wèn)題形成交互，另一方面，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中也不單單是按部就班操作，而是時(shí)刻還要注意思考教師提出的問(wèn)題，這樣，問(wèn)題和操作又緊密地結(jié)合，進(jìn)行交融，形成交互。

一、有效設(shè)置引導(dǎo)問(wèn)題

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中必然會(huì)遇到許多認(rèn)知問(wèn)題，這些問(wèn)題交織在一起，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的心理動(dòng)力和課堂教學(xué)的契機(jī)。學(xué)生有很強(qiáng)的求知欲，時(shí)常表現(xiàn)為思想上的困惑和疑問(wèn)，正是這些思想和認(rèn)知問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生去追求知識(shí)、探索真理。教師可以以問(wèn)題為契機(jī)，精心設(shè)計(jì)，釋疑解惑，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過(guò)問(wèn)題的層層設(shè)問(wèn)和討論，不斷激發(fā)思維火花，使之成為有序的思維訓(xùn)練過(guò)程。教師要以問(wèn)題的設(shè)計(jì)，促使學(xué)生思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生真正成為意義的主動(dòng)建構(gòu)者。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只重視純知識(shí)的教學(xué)，久而久之，學(xué)生只會(huì)處理已簡(jiǎn)化了的物理對(duì)象和理想化的物理模型，遇到實(shí)際問(wèn)題就不知所措。因此，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中，不斷創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

那么，我們應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題呢？根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的具體目標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、器材，實(shí)驗(yàn)誤差等都能提出很多問(wèn)題給學(xué)生。然而，能真正引發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)學(xué)生思考的，并能積極引導(dǎo)學(xué)生自主操作的問(wèn)題就需要我們從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中遇到的實(shí)際問(wèn)題，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)能引發(fā)認(rèn)知沖突、激勵(lì)學(xué)生自主探究的問(wèn)題。事實(shí)上，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生操作遇到的問(wèn)題如果我們加以搜集整理，就能提出較好的問(wèn)題來(lái)。

二、有效培養(yǎng)操作能力

操作能力是物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ暮诵?，操作能力的培養(yǎng)必須在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行。然而，并不是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)就能培養(yǎng)和提高學(xué)生的操作能力。要想提高操作能力，必須使學(xué)生進(jìn)行積極地思考，一方面思考老師提出的引導(dǎo)性問(wèn)題，一方面要善于思考實(shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題，解決不了的，要善于和同伴合作學(xué)習(xí)，甚至搜集整理供全班討論。也就是說(shuō)動(dòng)手與動(dòng)腦要有機(jī)地結(jié)合。

三、注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告及評(píng)價(jià)

許多教師不重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在幾年的實(shí)驗(yàn)室觀察中，幾乎沒(méi)見(jiàn)到有教師要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)后做實(shí)驗(yàn)報(bào)告的，最多將原始數(shù)據(jù)檢查一下。認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是增加一下感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生動(dòng)動(dòng)手而己，滿足一下好奇合，做實(shí)驗(yàn)報(bào)告花費(fèi)時(shí)間，不如讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)題等。殊不知實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)學(xué)生的反省認(rèn)知水平的提高以及對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣叨加兄匾饔?，尤其是?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理，對(duì)誤差的分析等，是進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作等的依據(jù)。此外，教師通過(guò)學(xué)生的報(bào)告能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維中存在的一些問(wèn)題，同時(shí)也是保證學(xué)生積極認(rèn)真實(shí)驗(yàn)的一種手段。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的有效評(píng)價(jià)實(shí)際上更能激發(fā)學(xué)生的求知欲。梁樹(shù)森老師在《物理學(xué)習(xí)論》中對(duì)學(xué)習(xí)興趣有這樣的論述：“一個(gè)人雖有學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，若無(wú)學(xué)習(xí)活動(dòng)，是不會(huì)產(chǎn)生興趣的；如果有動(dòng)機(jī)也有活動(dòng)，但活動(dòng)結(jié)果沒(méi)有滿足感，也難以產(chǎn)生興趣；只有活動(dòng)結(jié)果反饋回來(lái)獲得滿足感后，才會(huì)使學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得到強(qiáng)化，并使學(xué)習(xí)興趣隨之而生。這種模式可表示為：學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)→學(xué)習(xí)活動(dòng)→結(jié)果滿足→興趣?！币虼耍瑢?duì)學(xué)生報(bào)告的積極評(píng)價(jià)不但是發(fā)展學(xué)生思維的需要，也是培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣的需要。

四、“問(wèn)題——操作”交互式的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

【實(shí)驗(yàn)題目】描繪小燈泡的伏安特性曲線

【教學(xué)目標(biāo)】

1、一般目標(biāo)：

（1）培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)態(tài)度

（2）激發(fā)問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)勤于思考的習(xí)慣。

2、具體目標(biāo)：描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律。

【問(wèn)題及操作】

1、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)性問(wèn)題：

根據(jù)我們所學(xué)的歐姆定律，對(duì)于電阻值一定的純電阻電路來(lái)說(shuō)，測(cè)量其兩端的一系列的電壓和電流值，描繪它的伏安特性曲線，理論上是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，而實(shí)際上電路受各種因素的影響，得到的不一定是直線。現(xiàn)在我們要測(cè)小燈泡的伏安特性曲線，請(qǐng)大家先想一想用什么樣的電路好，自己先設(shè)計(jì)一個(gè)，再預(yù)習(xí)教材對(duì)比一下，有什么不同。哪個(gè)好？

2、實(shí)驗(yàn)操作的引導(dǎo)性問(wèn)題及操作

問(wèn)題：

觀察教材圖示，看一下電流表采用了內(nèi)接法還是外接法，這樣接有什么好處？滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法，為什么這樣接？

操作步驟一：確定電流表、電壓表的量程，照?qǐng)D連好電路。（注意開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)部分電阻為零）

問(wèn)題：

（1）在幾年的實(shí)驗(yàn)中，許多同學(xué)都會(huì)把電路接錯(cuò)，只將滑動(dòng)變阻器接了兩個(gè)接線柱，根據(jù)小燈泡的參數(shù)和滑動(dòng)變阻器的阻值實(shí)際計(jì)算一下小燈泡的電壓范圍，了解這種接法的缺點(diǎn)。你有什么好辦法接線保證接得又快又不易出錯(cuò)嗎？

操作步驟二：閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I值。

問(wèn)題：

（3）如教材圖示，當(dāng)滑動(dòng)觸頭C靠近A端時(shí)，電壓表和電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，什么原因？所得數(shù)據(jù)有效嗎？

操作步驟三：用同樣的方法測(cè)量并記錄約12組U值和I值。

操作步驟四：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，整理好器材。

操作步驟五：在坐標(biāo)紙上，以U為橫坐標(biāo)、I為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，并根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，連接各點(diǎn)得到I-U圖線，（注意：連接各點(diǎn)時(shí)，不要出現(xiàn)折線）

問(wèn)題：

（4）分析你所畫出的圖線，是直線嗎？是什么樣的？為什么是這樣的？你做這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？

【報(bào)告與評(píng)價(jià)】

1、請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)，自己寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。格式自定。自我評(píng)價(jià)可以談?wù)勈斋@與不足，以及你的疑問(wèn)和設(shè)想等。

2、學(xué)生的問(wèn)題：多數(shù)是線路接觸不良問(wèn)題，經(jīng)提示，都能解決，還有接線錯(cuò)誤，同學(xué)互查是非常好的。給予肯定和表?yè)P(yáng)。