問(wèn)題導(dǎo)引下的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)

王華震 何琴

摘要：?jiǎn)栴}引導(dǎo)下的科學(xué)探究是指通過(guò)提出問(wèn)題和解決問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí).將問(wèn)題貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在問(wèn)題中不斷地自我探究，自我實(shí)踐.問(wèn)題的引導(dǎo)、探究，有助于學(xué)生邏輯思維和探究能力的培養(yǎng).本文通過(guò)剖析浙教版九上第三章第四節(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械—杠桿一節(jié)的教學(xué)案例，分析問(wèn)題導(dǎo)引下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)有效教學(xué).

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴};初中科學(xué);實(shí)驗(yàn)探究

作者簡(jiǎn)介：王華震（1976-），男，浙江紹興人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，浙江省紹興市柯橋區(qū)教師發(fā)展中心初中科學(xué)研訓(xùn)員，研究方向：初中科學(xué)教學(xué)實(shí)踐和試題評(píng)價(jià)等.初中科學(xué)教學(xué)是在提出問(wèn)題（發(fā)現(xiàn)問(wèn)題）、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，最終提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).問(wèn)題的導(dǎo)引，能讓學(xué)生主動(dòng)參與，樂(lè)于探究，勤于動(dòng)手，師生互動(dòng)，交流合作.問(wèn)題的設(shè)置、引導(dǎo)、解決，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)[1].問(wèn)題是一種特定的學(xué)習(xí)任務(wù).從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)的研究來(lái)看，問(wèn)題是被賦予挑戰(zhàn)性、真實(shí)性、困惑性的學(xué)習(xí)任務(wù)[2].

杠桿這一節(jié)的難點(diǎn)是力臂概念的建立.教學(xué)中要解決這么幾個(gè)問(wèn)題：為什么要引入力臂的概念，其意義是什么？點(diǎn)到線(xiàn)的距離與點(diǎn)到點(diǎn)的距離的區(qū)別是什么？如何畫(huà)力臂？點(diǎn)到點(diǎn)的距離與力的大小關(guān)系？點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離與力的大小關(guān)系？只有引導(dǎo)學(xué)生解決了以上幾個(gè)問(wèn)題，才能達(dá)到有效的教學(xué)目標(biāo).

在具體教學(xué)中面對(duì)學(xué)生對(duì)為什么要學(xué)習(xí)力臂存在普遍疑惑的現(xiàn)狀，利用在教學(xué)中通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)引下設(shè)計(jì)探究活動(dòng)意圖突破力臂這一難點(diǎn).首先教材中有關(guān)力臂的概念是直接給出的，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)這個(gè)概念的給出有些突兀，從而造成理解上的困難.其次，力臂的概念非常的抽象，初中學(xué)生的抽象思維能力還不是很強(qiáng)，這也使他們對(duì)力臂的理解造成困惑.力臂的作圖作為難點(diǎn)的理由：雖然學(xué)生在數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)過(guò)點(diǎn)到線(xiàn)的距離，但是數(shù)學(xué)中點(diǎn)和線(xiàn)都是題目已具體給出，比較直觀，相對(duì)好作圖.而杠桿中支點(diǎn)和力的作用線(xiàn)是要從實(shí)物中抽象出來(lái)的，而且靈活多變，所以比較難作圖.例如，很多學(xué)生盡管能正確說(shuō)出力臂的定義，而遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)仍把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離作為力臂.

教學(xué)片斷呈現(xiàn)：

1.開(kāi)展活動(dòng)：用撬棒撬寶箱（圖1）

師問(wèn)：哪些因素在影響撬棒撬寶箱？（哪些因素影響杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果？）

師追問(wèn)：請(qǐng)問(wèn)你剛才選擇了一根長(zhǎng)的撬棒，很輕松就把箱子給撬開(kāi)了，你為什么沒(méi)有選那根短的棒？

學(xué)生猜想：可能與力的大小有關(guān);可能與力的方向有關(guān);還可能與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離有關(guān);

2.實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果是否與點(diǎn)（支點(diǎn)）到點(diǎn)（力的作用點(diǎn)）之間的距離有關(guān)？

出示自制教具圓盤(pán)（圖2）.

問(wèn)：這是杠桿嗎？

手動(dòng)一下圓盤(pán)，讓圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái).

問(wèn)：這個(gè)杠桿的支點(diǎn)在哪里？

讓圓盤(pán)靜止，圓盤(pán)靜止時(shí)處于杠桿的平衡狀態(tài).在右側(cè)的P點(diǎn)掛上一個(gè)鉤碼.

問(wèn)：你觀察到什么現(xiàn)象？

問(wèn)：如何讓圓盤(pán)再次保持靜止？

學(xué)生上來(lái)演示.

問(wèn)：你還有哪幾種鉤碼的掛法，能讓圓盤(pán)再次平衡？

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用手扶住圓盤(pán)，將1個(gè)鉤碼掛在P點(diǎn);（2）保證P點(diǎn)鉤碼位置不變，改變左邊鉤碼位置，觀察圓盤(pán)是否再次平衡.

請(qǐng)先小組討論，然后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在下表中.

問(wèn)題1：鉤碼掛在這些點(diǎn)上能使杠桿再次平衡的共同點(diǎn)是什么？

問(wèn)題2：OA與OB的距離相等，為什么掛在B點(diǎn)不能使杠桿再次保持平衡？

請(qǐng)學(xué)生在問(wèn)題的導(dǎo)引下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，提出自己的思考和問(wèn)題，并用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等證據(jù)來(lái)說(shuō)明最后的結(jié)論.

設(shè)計(jì)意圖在學(xué)生理解圓盤(pán)也是一個(gè)杠桿的基礎(chǔ)上，在問(wèn)題的導(dǎo)引下進(jìn)行圓盤(pán)的分組實(shí)驗(yàn)探究，用問(wèn)題激發(fā)思維，引導(dǎo)探究;用直觀的方式讓學(xué)生感悟影響動(dòng)力、阻力大小的因素是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，而非支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，從而加深學(xué)生的理解，同時(shí)引出力臂的概念.從實(shí)驗(yàn)的教學(xué)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，制定探究計(jì)劃，選擇合理的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)，并在處理實(shí)驗(yàn)獲取信息的過(guò)程中，經(jīng)歷“比較—概括—抽象”、“分析—評(píng)價(jià)—?jiǎng)?chuàng)造”的思維過(guò)程，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力[3].

評(píng)析：通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，動(dòng)手操作、分析數(shù)據(jù)，從點(diǎn)到點(diǎn)的距離過(guò)渡到點(diǎn)到線(xiàn)的距離，又從作用點(diǎn)也在力的作用線(xiàn)上，統(tǒng)一用點(diǎn)到線(xiàn)的距離來(lái)描述，使為什么要在杠桿的研究中引入力臂顯得自然，也符合科學(xué)性.問(wèn)題是激發(fā)學(xué)生思維的一把鑰匙.科學(xué)始于問(wèn)題，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)思維.教師預(yù)設(shè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考討論;學(xué)生思考問(wèn)題，小組合作探究解惑;在小組合作探究學(xué)習(xí)中解決問(wèn)題，感悟科學(xué)規(guī)律.

通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)引下的實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)操作，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，問(wèn)題思考，學(xué)生從實(shí)物到模型，從實(shí)踐到理論，發(fā)現(xiàn)原來(lái)是點(diǎn)（支點(diǎn)）到線(xiàn)（力的作用線(xiàn)）的距離相等.力臂這個(gè)抽象的概念變得非常好理解.整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)體驗(yàn)的方式去探索知識(shí)，在問(wèn)題的導(dǎo)引下進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生就現(xiàn)象分析本質(zhì)的能力.引導(dǎo)學(xué)生跟著問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，理解知識(shí)，掌握技能，提升方法.通過(guò)合作交流學(xué)習(xí)，有效地解決問(wèn)題，在探究過(guò)程中潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的能力，同時(shí)做到知識(shí)的升華，實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[4].

參考文獻(xiàn)：

[1]王華震.問(wèn)題導(dǎo)引下的初中科學(xué)探究學(xué)習(xí)案例研究[J].理科考試研究，2017（09）：34-36.

[2]李妍.喬納森構(gòu)建主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)理論的系統(tǒng)研究與當(dāng)代啟示[J].開(kāi)發(fā)教育研究，2006（06）：50-56.

[3]張飛.基于實(shí)驗(yàn)情境驅(qū)動(dòng)，發(fā)展高階思維能力[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016（10）：19-22.

[4]王華震 .初中科學(xué)分層走班教學(xué)課例研究[J].教育研究，2017（29）：47-49.

（收稿日期：2019-05-04）2019年8月10日理科考試研究·化學(xué)版理科考試研究·化學(xué)版2019年8月10日