問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 促進(jìn)減負(fù)增效

羅小春

摘 要：本文針對(duì)初中物理力、熱、電、光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思維培養(yǎng)，主要以案例分析的方式，通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，集約、挖掘、充分利用實(shí)驗(yàn)課程資源，以“科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究”的物理核心素養(yǎng)為引領(lǐng)，促進(jìn)課堂減負(fù)增效。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}引領(lǐng)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；案例分析；思維培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)探究；減負(fù)增效

培養(yǎng)科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究能力是物理核心素養(yǎng)之 一[1 ]。當(dāng)下新課改越來(lái)越重視以問(wèn)題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)。我主持廈門(mén)市十二五規(guī)劃重點(diǎn)課題《“促學(xué)稿”提升課堂減負(fù)增效效益的創(chuàng)新研究》（編號(hào)13014）以及廈門(mén)市海滄區(qū)第四批課題 《“促學(xué)稿”在課堂減負(fù)增效提質(zhì)中的創(chuàng)新應(yīng)用研究》（編號(hào)K0448）兩年多以來(lái)，通過(guò)課題組全體成員集體攻關(guān)與課堂實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)：就理綜學(xué)科而言，通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能較好地培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)，抓住物理以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的本質(zhì)特點(diǎn)，在相同的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，更好地利用并豐富、挖掘?qū)嶒?yàn)課程資源，達(dá)成課堂減負(fù)增效目的。下面就滬科版初中物理實(shí)驗(yàn)為例，通過(guò)案例分析法，以力、熱、電、光四大塊依次展開(kāi)，闡述筆者的觀點(diǎn)，懇請(qǐng)廣大老前輩、同仁批評(píng)、指正，或有所啟發(fā)，不勝感謝！

1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)——通過(guò)正反兩向引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)逆向思維，促進(jìn)課堂減負(fù)增效

（1） 【案例】“大氣壓現(xiàn)象”教學(xué)—“覆杯實(shí)驗(yàn)”資源挖掘

器材：較大玻璃杯1個(gè)、比杯口稍大的硬紙片1塊、適量水

①正向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)：為什么紙片會(huì)掉下來(lái)？說(shuō)明什么？

演示：玻璃杯不裝水，硬紙片緊貼倒放的玻璃杯口，松手，紙片掉下來(lái)。

（簡(jiǎn)析：紙片受豎直向下的重力作用而掉下來(lái)）

②反向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)：玻璃杯裝滿水后為什么紙片不會(huì)掉下來(lái)？說(shuō)明什么？

演示：玻璃杯裝滿水，硬紙片緊貼倒放的玻璃杯，松手，紙片不會(huì)掉下來(lái)。

（簡(jiǎn)析：主要是因?yàn)榇髿鈮毫Π鸭埰巴凶×恕保?/p>

分析：通過(guò)正反問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)比深化了大氣壓現(xiàn)象，比單純演示效果好。

引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析”的學(xué)習(xí)方法。由于正反問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了逆向思養(yǎng)。

（2） 【案例】“力現(xiàn)象”教學(xué)—“氣球?qū)嶒?yàn)”資源挖掘

器材：普通氣球1個(gè)

①正向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)：用嘴向氣球里面吹氣，能驗(yàn)證哪些力現(xiàn)象？

分組實(shí)驗(yàn)：學(xué)生用嘴吹氣。a.用力壓氣球，現(xiàn)象：變形；證明：力可以改變物體形狀。b.綁好，用力甩出去；證明：力可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。c.松手，氣球掉下來(lái)；證明：重力方向豎直向下等。

②反向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)：向外放氣，即松開(kāi)氣球嘴，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？

分組實(shí)驗(yàn)：松開(kāi)氣球嘴?，F(xiàn)象：氣球象火箭一樣飛出去；說(shuō)明：力的作用是相互的。引申：火箭發(fā)射原理。

按照這個(gè)思路可以?xún)?yōu)化、開(kāi)發(fā)出很多物理小實(shí)驗(yàn)。雖小，但減負(fù)增效關(guān)鍵之一就是注重細(xì)節(jié)，在細(xì)節(jié)上下功夫，細(xì)節(jié)是小，但效果不錯(cuò)。

分析：同上。

（3）【案例】力學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)方法不拘一格，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的問(wèn)題引領(lǐng)方法，追求實(shí)效即可。再比如，可以通過(guò)巧妙設(shè)問(wèn)請(qǐng)學(xué)生利用身邊的資源做實(shí)驗(yàn)：滬科版八年級(jí)物理第199頁(yè)實(shí)驗(yàn)：兩位工人從一樓搬運(yùn)物體到三樓，比較做功快慢。設(shè)問(wèn)：把物體搬上樓在教室內(nèi)不方便操作，大家能用身邊的物體做實(shí)驗(yàn)嗎？學(xué)生分兩組，引導(dǎo)等時(shí)間內(nèi)搬相同的作業(yè)本等，通過(guò)比較做功的多少來(lái)比較做功快慢；滬科版八年級(jí)物理“速度教學(xué)”，設(shè)問(wèn)：請(qǐng)大家用身邊的物體驗(yàn)證：物體從斜面上運(yùn)動(dòng)下來(lái)速度怎樣變化？引導(dǎo)學(xué)生用幾本相同的課本與文具盒墊高一端組成斜面（分上、下兩半段），圓珠筆等從斜面上滾下來(lái)，用手機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，從而計(jì)算比較速度大小，得出結(jié)論。

（4）由于集約了身邊課程資源，使學(xué)生深切體會(huì)到物理就在身邊，并且有可操作性，且操作靈活簡(jiǎn)便，學(xué)習(xí)任務(wù)大大減少了；并且挖掘豐富，學(xué)習(xí)任務(wù)表面上雖少，但實(shí)際學(xué)習(xí)內(nèi)容反而多了、深了。這樣，通過(guò)明確的問(wèn)題引領(lǐng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生可以用有限的課堂時(shí)間完成內(nèi)容更豐富的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到既減負(fù)又增效的目的，這也是我們課題組要追求的目標(biāo)。

2 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)——通過(guò)“相似聯(lián)想”與過(guò)程追索進(jìn)行問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)象分析

（1）【案例】滬科版八年級(jí)物理第221頁(yè)“水能被壓縮”實(shí)驗(yàn)資源挖掘

在學(xué)生分組完成了“水能被壓縮”實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上：

設(shè)問(wèn)1：用同樣器材驗(yàn)證氣體能被壓縮嗎？

器材：去針頭的注射器1個(gè)

操作：引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，注射器不注入水，手指堵住針孔，另一只手用力推。

現(xiàn)象（感受）：稍推進(jìn)一點(diǎn)就很難推動(dòng)了；堵住針孔的手指感受到較大壓力。

說(shuō)明：氣體分子間有斥力。

設(shè)問(wèn)2：你能用身邊的器材證明固體能被壓縮嗎？

學(xué)生用雙手壓身邊的物體比如桌子等，覺(jué)得很難壓縮，原來(lái)固體分子間也有斥力。

歸納：固體、液體、氣體分子間都有斥力。

（2） 【案例】滬科版九年級(jí)物理第35頁(yè)“壓縮空氣，內(nèi)能增加”實(shí)驗(yàn)過(guò)程追索式設(shè)問(wèn)及現(xiàn)象分析

①硝化棉燃燒之前，如何證明壓縮空氣，筒內(nèi)溫度升高了？

簡(jiǎn)析：觸摸玻璃壁感覺(jué)熱，并現(xiàn)場(chǎng)操作證明。

②什么現(xiàn)象明顯證明筒內(nèi)溫度升高了？

簡(jiǎn)析：硝化棉燃燒

③用力壓縮空氣，空氣內(nèi)能增加了，手松開(kāi)后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？

簡(jiǎn)析：現(xiàn)象：推把附近產(chǎn)生一團(tuán)“白霧”。

說(shuō)明：空氣對(duì)外界做功內(nèi)能減少，溫度降低，推把附近水蒸氣遇冷液化成小水珠形成“白霧”。

（3）體會(huì)：充分挖掘課堂實(shí)驗(yàn)資源，通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)尋找更多的學(xué)習(xí)點(diǎn)，效果事半功倍，從而減負(fù)增效。特別是明年福建省高考采用全國(guó)卷，中考省命題，各地區(qū)學(xué)情、考情不一，更需要一線老師把握理綜學(xué)科“實(shí)驗(yàn)與思維”的本質(zhì)特點(diǎn)去研究。課題組課堂實(shí)踐證明：?jiǎn)栴}引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是其中值得研究的一種有效途徑。

3 電學(xué)與光學(xué)實(shí)驗(yàn)—增加鋪墊問(wèn)題引導(dǎo)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與依次、分步遞進(jìn)式發(fā)散問(wèn)題引導(dǎo)光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，促進(jìn)電學(xué)與光學(xué)課堂減負(fù)增效

（1）【案例】滬科版九年級(jí)物理第77與79頁(yè)“探究串、并聯(lián)電路各處電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)資源挖掘

設(shè)計(jì)背景：教材是用兩個(gè)型號(hào)不同的燈泡分別組成串、并聯(lián)電路，用電流表多次測(cè)量出各處的電流，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：串聯(lián)電路電流處處相等；并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。

鋪墊式問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

①用兩個(gè)型號(hào)相同的燈泡分別組成串、并聯(lián)電路，用電流表多次測(cè)量出各處的電流，能得出什么結(jié)論？

生：完成實(shí)驗(yàn)，得出：串、并聯(lián)電流規(guī)律。

②請(qǐng)大家討論，這樣得出結(jié)論行嗎？如果有問(wèn)題，是什么？如何改進(jìn)？

引導(dǎo)學(xué)生分析：

問(wèn)題1：串聯(lián)電路電流相等可能是燈泡相同引起的，不同型號(hào)的燈泡串聯(lián)電流會(huì)相等嗎？

問(wèn)題2：在并聯(lián)電路中，不同型號(hào)的燈泡是不是也是這種規(guī)律呢？

對(duì)策：用型號(hào)不同的燈泡多次做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比分析，最終得出結(jié)論。

通過(guò)鋪墊設(shè)問(wèn)引導(dǎo)徹底突破關(guān)于燈泡型號(hào)引起實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤結(jié)論這個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)然其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)有不同的問(wèn)題引導(dǎo)設(shè)計(jì)方法，不能一一列舉。

（2）【案例】滬科版八年級(jí)物理第72頁(yè)“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)挖掘

這是初中光學(xué)最重要、最難的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生較難操作與理解的原因是成像情況太豐富。依次、分步遞進(jìn)發(fā)散問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以大大簡(jiǎn)化操作難度，便于學(xué)生掌握。

設(shè)計(jì)規(guī)劃：依次按物距由近到遠(yuǎn)或由遠(yuǎn)到近分步設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)；由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)遞進(jìn)設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。闡述如下：

實(shí)施條件：蠟焰、焦距已知的凸透鏡、光屏依次中心等高地插在光具座上。

物距由遠(yuǎn)及近分步設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：

①蠟燭放在凸透鏡二倍焦距之外，移動(dòng)光屏，觀察成什么像？

學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表1：

②蠟燭放在一倍與二倍焦距之間，移動(dòng)光屏，觀察成什么像？

學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表2：

③把蠟燭放在一倍焦距之內(nèi)，移動(dòng)光屏，觀察成什么像？

學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表3：

由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)遞進(jìn)設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：

①成實(shí)像時(shí)，蠟燭靠近凸透鏡，像的大小怎么變？反之呢？

學(xué)生操作后發(fā)現(xiàn)：成實(shí)像時(shí)：蠟燭靠近凸透鏡，像變大；反之變小。

②成虛像時(shí)，蠟燭靠近凸透鏡，像的大小怎么變？反之呢？

成虛像時(shí)：蠟燭靠近凸透鏡，像變?。环粗兇?。

4 有效進(jìn)行問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師要具備的素質(zhì)

教師首先要強(qiáng)化問(wèn)題意識(shí)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)的重、難點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；其次，深入研究教材，吃透實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的要求；再次，充分了解學(xué)情，知道學(xué)生的思維障礙與實(shí)驗(yàn)操作難度在哪里；最后，認(rèn)清認(rèn)知規(guī)律，根據(jù)認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。以更好地通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)促進(jìn)課堂減負(fù)增效。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：43-70.