創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境 提升物理教學(xué)有效性

馮建敏

（江蘇省蘇州市吳江盛澤中學(xué)，江蘇蘇州 215228）

引 言

問(wèn)題情境，指的是學(xué)生面對(duì)的問(wèn)題和其所具備的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)所組成的整體。物理教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，能夠捕捉有效信息尋找最優(yōu)解決方案，能夠引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究，從而提升物理教學(xué)的有效性。

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，捕捉有效信息

在物理教學(xué)中，如果教師善于捕捉信息就可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)矛盾、錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于物理的思考動(dòng)力，從而提升教師教學(xué)的有效性[1]。高中物理中有很多知識(shí)能與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生共鳴，而教師應(yīng)該做的是在學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)中想象不到的地方進(jìn)行設(shè)疑，這樣就會(huì)引發(fā)學(xué)生的已有觀念和物理知識(shí)之間的矛盾。

在人教版高中物理必修一《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系》的教學(xué)過(guò)程中，我給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，以教會(huì)他們?cè)谖锢碇R(shí)中學(xué)會(huì)捕捉信息。物理的圖象能夠很清楚地反映出整個(gè)過(guò)程的物理現(xiàn)象。通過(guò)圖象顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)，可以幫助學(xué)生找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系呈現(xiàn)的一些物理規(guī)律，可以讓學(xué)生更好地理解物理知識(shí)。

教師在教學(xué)過(guò)程中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，不但能夠讓學(xué)生的思路清晰，而且直觀、形象，還能讓解題過(guò)程簡(jiǎn)單化。比如，在分析比較勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的中間時(shí)刻瞬時(shí)速度與中間位置的瞬時(shí)速度的大小關(guān)系時(shí)，學(xué)生的第一反應(yīng)可能是通過(guò)物理關(guān)系式推導(dǎo)表達(dá)式，通過(guò)數(shù)學(xué)方法比較大小，但是這個(gè)過(guò)程比較煩瑣。這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生，用剛剛學(xué)習(xí)的圖象來(lái)解決問(wèn)題。問(wèn)題被創(chuàng)設(shè)以后，學(xué)生通過(guò)捕捉有效信息，推測(cè)要能同時(shí)反映速度、時(shí)間、位移關(guān)系的只能是v-t圖象，做出草圖象見(jiàn)（圖1），就可以很容易地得出中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即時(shí)間軸中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度V2，面積平分時(shí)刻的速度可以由圖象的瞬時(shí)速度得V1，因而依據(jù)圖象便能夠得出結(jié)論V2＜V1，并且結(jié)論與勻加速或者勻減速無(wú)關(guān)。

圖1

在分析的時(shí)候，如果單純地讓學(xué)生就此問(wèn)題進(jìn)行解答，會(huì)讓學(xué)生感到知識(shí)的蒼白無(wú)力，而且枯燥的文字說(shuō)明會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得知識(shí)有點(diǎn)繁雜，光死板地憑腦子想象物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程，太過(guò)抽象，有時(shí)候考慮不周全就會(huì)忽略某個(gè)物理環(huán)節(jié)，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以教師捕捉有效信息，創(chuàng)設(shè)合適情境，引導(dǎo)學(xué)生捕捉有效信息，選擇最優(yōu)化解決方案，提升教學(xué)有效性[2]。

二、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)發(fā)散思維

在物理教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，能夠在促進(jìn)他們自主思考的同時(shí)培養(yǎng)他們的發(fā)散性思維。在解答物理題目的過(guò)程中，學(xué)生常常需要綜合所學(xué)的知識(shí)，一層一層地揭開(kāi)題目的面紗；而在解答綜合類型題目的時(shí)候，需要有發(fā)散性思維。

在人教版高中物理總復(fù)習(xí)階段，學(xué)生在解題過(guò)程中要做的就是將高中所學(xué)的知識(shí)都用上，從不同的物理思維出發(fā)解題。我給學(xué)生設(shè)計(jì)了這樣一道題，讓大家感受發(fā)散性思維是如何解題的：如圖2所示，質(zhì)量m為1kg的木塊A以v0為4m/s從左向右的初速度滑上平板車B上靜止，B的質(zhì)量M為3kg，二者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A恰好沒(méi)有從B右端掉下，求B的長(zhǎng)度？

我創(chuàng)設(shè)了教學(xué)情境，希望學(xué)生可以從不同的思維出發(fā)解出這道題。有學(xué)生利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的思想：對(duì)A:μmg=ma1，a1=3m/s2，對(duì) B:μmg=Ma2，a2=1m/s2，運(yùn)動(dòng)至最右端速度相等v0-a1t=a2t，t=1s，共同速度v=1m/s2，平板車長(zhǎng)L=xA-xB=v0ta1t2/2-a2t2/2=2m。也有學(xué)生這樣解答，A與B相對(duì)靜止二者共速，根據(jù)mv0=(m+M)v，得v=1m/s，根據(jù)mv02/2=（m+M）v2/2+μmgL，得L=2m。這個(gè)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律應(yīng)用得非常不錯(cuò)，很好地反映了學(xué)生對(duì)這方面知識(shí)的理解，處理問(wèn)題更加簡(jiǎn)單快捷。

圖2

物理知識(shí)的形成就是不斷聯(lián)想加推理的過(guò)程。教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)創(chuàng)設(shè)物理問(wèn)題情景，可以讓學(xué)生一步一步地解決綜合性的物理難題，使學(xué)生在聯(lián)想推理中成長(zhǎng)，并使其物理思維獲得一定提升。

三、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)自主實(shí)驗(yàn)

任何事物都不是絕對(duì)的，所以對(duì)于一些看似真理的事物，我們都應(yīng)該大膽地提出假設(shè)質(zhì)疑，然后引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。學(xué)習(xí)物理更是如此，面對(duì)物理知識(shí)，學(xué)生要大膽地動(dòng)手操作，從實(shí)驗(yàn)出發(fā)一步一步探究。

在人教版高中物理必修一《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的教學(xué)中，一般教師往往會(huì)選擇一輛小車在重物拉力作用下的運(yùn)動(dòng)為模型，而往往忽略了書(shū)上提供的另一種參考方案。我的做法是用一輛小車模型在課堂上詳細(xì)分析探究實(shí)驗(yàn)，用兩輛小車模型引導(dǎo)學(xué)生類比自主實(shí)驗(yàn)探究，從而切實(shí)提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的有效性。木板固定刻度尺，將其放置于水平桌面，兩輛相同質(zhì)量小車均為M（足夠大）、兩個(gè)相同托盤質(zhì)量均為m0、若干砝碼質(zhì)量均為m,搭建如圖3裝置。首先，設(shè)疑是否需要平衡摩擦力；接著實(shí)驗(yàn)操作：讓兩輛小車緊靠右側(cè)擋板，記錄小車前端對(duì)應(yīng)刻度尺示數(shù)L0,在甲托盤放置2個(gè)砝碼，手機(jī)拍照，讀出照片中甲、乙小車前端刻度尺讀數(shù)L1、L2；最后引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo)驗(yàn)證（L1-L0)/(L2-L0)=(2m+m0)/(m+m0),可以得到：加速度和合外力是正比關(guān)系。這個(gè)例子在課堂實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，綜合考查了學(xué)生的能力，加深其對(duì)知識(shí)的理解。

圖3

在求知的道路上，不管是每一次小小的進(jìn)步，還是每一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)都離不開(kāi)自主實(shí)驗(yàn)，通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)可以更深刻地理解知識(shí)。所以我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，要鼓勵(lì)學(xué)生敢于對(duì)知識(shí)提出質(zhì)疑、提出假設(shè)，然后自主實(shí)驗(yàn)，使其永遠(yuǎn)保持著對(duì)知識(shí)的渴求。

結(jié) 語(yǔ)

教師在高中物理課堂教學(xué)中對(duì)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)進(jìn)行深入的研究，能夠更加全面地提升課堂教學(xué)效率。因此，教師在物理教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該合理地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境來(lái)提升物理教學(xué)的有效性。

[1]卞望來(lái).關(guān)于高中物理問(wèn)題情境教學(xué)創(chuàng)新研究的案例分析[J].物理教師,2014,(8):16-18.

[2]顧榮芳.高中物理問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)策略[J].中學(xué)物理,2015,(8):5-6.