基于“四何”問題的高三物理實驗題評講課教學(xué)實踐研究

【摘要】：物理學(xué)是一門基于觀察和實驗的科學(xué)，實驗在物理學(xué)中占據(jù)很重要的位置，高考的實驗題更是我們得分的重要陣地，高三的學(xué)生們在解實驗題的時候會覺得無從下手，究其原因是學(xué)生習(xí)慣了依靠由老師提出問題，再由問題帶動思維，而缺失了自己提問題的能力，其實對于高三的學(xué)生，經(jīng)過高一高二兩年的學(xué)習(xí)，頭腦里已經(jīng)有了一定的信息存儲量，因此在高三的復(fù)習(xí)備考階段，最重要的問題是如何有序地讓學(xué)生調(diào)動頭腦中存儲的信息來解題。本文試述如何以“四何”問題形成固定“問題鏈”讓學(xué)生學(xué)會有序地調(diào)動頭腦中存儲的信息，總結(jié)出思考實驗題的解題思路。

【關(guān)鍵詞】：實驗題、有序、“四何”問題、問題鏈

一、實驗題在高三備考中的重要性以及評講過程中遇到的問題

物理學(xué)是一門基于觀察和實驗的科學(xué)，其學(xué)科的核心素養(yǎng)是：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。實驗題是考查物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段之一。因此，物理科的考試從初中到高中，從小考到大考，實驗題都占了相當(dāng)大的分值。因而，在高考備考中，實驗題的備考也是整個高三物理備考的重要組成部分。

基于我們學(xué)校的生源，以全國卷的難度標準，在高考備考過程中，我們必須要有所取舍，而實驗題則是我們得分的重要陣地。因此高三的每次月考或統(tǒng)考的實驗題我們都會認真的評講。在實驗題評講的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多的學(xué)生會反映實驗題里的實驗都不是書本里的實驗，這些實驗從來都沒有實際操作過，有時候甚至不知道這個實驗到底在做什么，解題更是無從下手，總是希望老師能教會他們一個解實驗題的“套路”。

二、教學(xué)中的“四何”問題

教學(xué)是由問題構(gòu)成的，教學(xué)的一切都可以說成是問題的衍生物（朱德全，2002）。問題是教學(xué)邏輯的起點，幾乎所有的教學(xué)活動都與各種形式的問題有關(guān)。教學(xué)問題的設(shè)計能夠讓教師預(yù)先構(gòu)造好教學(xué)思考的框架，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的持續(xù)發(fā)展。因此，在各學(xué)科的教學(xué)研究中都會有對于利用設(shè)問提高課堂有效性的研究，但這些研究大多是在教師的教學(xué)設(shè)計層面出發(fā)，由于每節(jié)課的內(nèi)容和教學(xué)目標都不一樣，教師對課程進行剖析后提煉出不同的“問題”，并以問題帶動學(xué)生的思維。然而，筆者在高三的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生經(jīng)常會跟老師說：“這道題經(jīng)過老師講評就覺得很簡單，但讓自己獨立完成又覺得很難。”出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為學(xué)生習(xí)慣了依靠老師提問帶動思維，而缺乏了自己思考提問的能力。

歐陽文在其文章《學(xué)生無問題意識的原因和問題意識的培養(yǎng)》中認為學(xué)生缺乏問題意識主要是由于信息障礙，分析主要原因有以下兩點：（1）信息儲存經(jīng)常處于無序狀態(tài)，學(xué)生有問題時很難調(diào)出信息。（2）掌握了一定的信息之后，學(xué)生遇到問題就會習(xí)慣成自然懶于思考，思維上的惰性直接影響學(xué)生問題意識的產(chǎn)生。問題是啟發(fā)思維的源泉，一個人的頭腦中產(chǎn)生問題才會促使他去思考，想辦法來解決這些問題，任何事物，如若沒有問題，就會沒有發(fā)展。筆者認為要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力的先決條件是：讓學(xué)生學(xué)會提出問題，一個有創(chuàng)造力的教師應(yīng)該教給學(xué)生面對大量信息應(yīng)該如何提出問題的方法。然而，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下很多學(xué)生都習(xí)慣于聽老師講，形成了老師提問學(xué)生回答的思維方式，學(xué)生沒有提問的習(xí)慣和技能，或者有提問的想法但是不懂得如何科學(xué)地表達自己的問題。

對于高三的學(xué)生，經(jīng)過高一高二兩年的學(xué)習(xí)，頭腦里已經(jīng)有了一定的信息存儲量，因此在高三的復(fù)習(xí)備考階段，最重要的問題是如何有序地讓學(xué)生調(diào)動頭腦中存儲的信息來解題。針對高三實驗題的特點，筆者認為教師可以利用“四何”問題設(shè)計形成一個固定的“問題鏈”，讓學(xué)生利用“四何”問題這一思維套路去解題是一個有效的方法。它可以讓學(xué)生學(xué)會有序地提取信息，逐漸形成自己“提問”，并且用問題去帶動思考，最終有效地解決問題的解題習(xí)慣。

美國的教育學(xué)家伯尼斯·麥卡錫（Bernice McCarthy）總結(jié)提煉一套完整的4MAT模型教學(xué)法，在麥卡錫的4MAT模式中，曾采用“四何”問題分類法，即“是何、為何、如何、若何”。

1. 是何（what）：一般是指定義性問題、事實性問題，該類問題的解決意味著學(xué)生已經(jīng)獲取了該事實性知識。

如：什么是重力？--本質(zhì)

這個實驗要做什么？--內(nèi)容

學(xué)習(xí)的基本方式：信息搜集、記憶、理解。麥卡錫認為“具體一行動”型學(xué)習(xí)者偏好“是何”類問題，關(guān)注概念。對應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：透徹掌握概念。

2. 為何（why）：表示目的與理由的問題，說明為什么，有關(guān)目的、價值、意義、理由的問題。指向原理、法則、邏輯等問題，該類問題的解決意味著原理性知識的獲取。

如：物體為什么會受到重力的作用？—原由

這個實驗為什么這樣做？--目的

學(xué)習(xí)的基本方式：反思、信息搜集，也可通過探究獲得。麥卡錫認為“具體反思”型學(xué)習(xí)者偏好“為何”類問題，關(guān)注意義。對應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：把握學(xué)習(xí)價值。

3. 如何（how）：一些表示方法、途徑與狀態(tài)的問題，說明怎么樣，用什么方法、手段、途徑，處于怎樣的狀態(tài)或情況等問題。指向表示方法、途徑與狀態(tài)，如技能與流程性問題等該類問題的解決意味著策略性知識的獲取。

例如：為了達到實驗?zāi)康?，這個實驗是怎樣做的？--方式、方法

學(xué)習(xí)的基本方式：方式--在做中學(xué)習(xí)，也就是只有通過經(jīng)歷才能獲得經(jīng)驗。狀態(tài)--在體驗中學(xué)習(xí)。麥卡錫認為“抽象--行動”型學(xué)習(xí)者偏好“如何”類問題，關(guān)注應(yīng)用。對應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：積極操練技能。

4. 若何（if）：一些表示情境條件變化的問題，當(dāng)條件發(fā)生變化時，“如果要是”“是否”“即使”等情況下的問題。條件發(fā)生變化可能產(chǎn)生新結(jié)果的問題，如：假設(shè)性問題等，該類問題的解決意味著創(chuàng)造性知識的獲取。

如：如果不用這個方法，這個實驗還可以怎樣做？

學(xué)習(xí)的基本方式：猜想，情境中學(xué)習(xí)，發(fā)散與創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)。麥卡錫認為“抽象--反思”型學(xué)習(xí)者“若何”類問題，關(guān)注創(chuàng)造。對應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：靈活自如運用。

三、利用“四何”問題解決高三物理實驗題

高三的實驗題的難點在于經(jīng)常會有一些創(chuàng)新的實驗方法，學(xué)生看到這些與書本實驗不一樣的做法就會覺得“無從下手”，即使頭腦中有很多相關(guān)的信息存儲也不知道該提取哪條。筆者認為可以用“四何”問題組成的問題鏈：是何（what） ? ? 如何（how）為何（why）若何（if），指引思考的方向，有序調(diào)動學(xué)生頭腦中的信息存儲。讓學(xué)生每次拿到實驗題時，一問“是何”：這個實驗要做什么？由此引導(dǎo)學(xué)生了解實驗?zāi)康氖鞘裁矗慷枺骸叭绾巍保簽榱诉_到實驗?zāi)康?，這個實驗是如何做的？由此引導(dǎo)學(xué)生清楚實驗步驟。三問“為何”：這個實驗為何要這樣做？由此引導(dǎo)學(xué)生深究實驗原理。四問“若何”：為了達到實驗?zāi)康?，這個實驗還可以怎樣做？由此開拓學(xué)生思維，舉一反三。這樣做可以讓學(xué)生慢慢學(xué)會自己提問并以問題帶動思維，最終解決問題。下面筆者以評講2019年廣州市一測的23題為例，試述“四何”問題在實驗題評講中的應(yīng)用：

23.用如圖a所示的電路測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。

（1）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至 ? ? ?端（填“A”或“B”）。

（2）實驗測得不同溫度下的阻值，并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式：Rt= ? ? （Ω）。

（3）鉑的電阻對溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計。請利用開關(guān)、導(dǎo)線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源（調(diào)節(jié)旋鈕時可以選擇不同的輸出電流，且輸出電流不隨外部條件的變化而變化），設(shè)計一個簡易電阻溫度計并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖。

（4）結(jié)合圖b的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A，當(dāng)選用的電表達到滿偏時，電阻溫度計所測溫度為℃

。如果要提高該溫度計所能測量的最高溫度值，請?zhí)岢鲆环N可行的方法： ? ? ? ? ? ? 。

利用“四何”問題的評講過程如下：

一問“是何”（What）：這個實驗要做什么？從題目里可以輕易找到答案：測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。這樣可以讓學(xué)生了解實驗?zāi)康摹?/p>

二問：“如何”（How）：為了達到實驗?zāi)康?，這個實驗是如何做的（書本里的實驗是如何做的？題目實驗又是如何做的？）？這個問題可以引導(dǎo)學(xué)生了解實驗的具體步驟。學(xué)生回憶平時我們在實驗室測電阻的方法（伏安法測電阻或者直接用多用電表測量）---有序調(diào)動學(xué)生的信息存儲。此時，根據(jù)題目所給的電路圖，就可以看到這道實驗題用的就是伏安法測電阻。這兩個問題解決以后，整個實驗就清晰了，要用伏安法測電阻，為了保護電路，要連接一個滑動變阻器，讓電路中的電流從小逐漸增大，第（1）小題就解決了，第（2）小題直接就是數(shù)學(xué)問題，根據(jù)圖像寫出函數(shù)關(guān)系式就可以了。

三問：“為何”（Why）：這個實驗為何要這樣做？第（3）小題為什么要給你一個恒流電源？這個問題可以讓學(xué)生學(xué)會了解題目的意圖，帶著這個問題學(xué)生就可以想到它可以替代電流表。這樣，（3）（4）小題就可以迎刃而解了。

四問：“若何”（If）：如果不用伏安法還有什么方法可以測量電阻呢？這里老師可以給出具體條件 1.如果沒有恒流電源和電壓表，而另外給一個電流表和一個500Ω的定值電阻，應(yīng)該如何測電阻呢？2. 如果是給你一個 電阻箱和開關(guān)，這個實驗還能怎樣做？要求學(xué)生畫出對應(yīng)的電路圖。

3.如果沒有恒流電源和流表，而另外給一個電流表和一個5Ω的定值電阻呢？

這樣做可以讓學(xué)生拓寬思路，舉一反三，并復(fù)習(xí)儀表改裝的知識、復(fù)習(xí)電阻箱的特點和用法。評講完這道題以后，老師找一到同類型的實驗題讓學(xué)生進行練習(xí)，強調(diào)讓學(xué)生自己按照：是何（what）如何（how）為何（why）若何（if）的思路進行解題，讓學(xué)生逐步形成好的思維習(xí)慣，以不變應(yīng)萬變。

四、小結(jié)

在高三備考中每當(dāng)復(fù)習(xí)到實驗題的時候，都采用上述的“四何”問題組成的“問題鏈”引導(dǎo)學(xué)生解題，慢慢地筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們拿到一道實驗題的時候，不再會無從下手了，他們也會自己去用“四何”問題來提問，帶動思維，有序調(diào)動信息儲備，最終解決問題。當(dāng)然，如果學(xué)生所掌握的信息量不足以提出問題，就會導(dǎo)致學(xué)生問題意識的缺失，要想在高三的實驗題中很好地運用“四何”，書本中講到的實驗基本原理以及各物理實驗儀器的使用原理這些基礎(chǔ)的知識還是必須要在高三的一輪復(fù)習(xí)中夯實的。只有信息儲備量充足，再配合有效的解題思路，才能有序地調(diào)動信息儲備，解決問題。

【參考文獻】：

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作者簡介：朱梅（1978.9）廣東人，漢，本科，教師，研究方向：高中物理教學(xué)