浅谈初中物理探究实验中的问题设计

浅谈初中物理探究实验中的问题设计

王志超Summary：提出与物理概念相关的问题，对科学探究具有十分重要意义。如果没有发现并提出问题，科学探究便无从谈起，同时科学探究过程是围绕着所探究的问题展开的，正是由于有了明确、具体的问题，才能使探究过程具有明确的方向，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去。问题是物理实验各个探究环节的核心。Key：初中物理；探究实验；问题设计随着教学理念的发展，物理教育不在局限于让学生知道和掌握物理知识技能，更要求在教学的同时注重学生创新思维能力的培养，让学生经历物理知识的构建过程，物理探究式实验则受到关注，以验证实验为基础，向探究式实验转变的教学模式逐渐成为一种趋势。物理实验探究的关键是要从日常生活、自然现象或教师设置的问题情境中提出与物理概念相关的问题，问题的生成对探究才具有重要意义。如果没有发现并提出问题，科学探究便无从谈起。问题是实验探究的核心，科學探究过程是围绕着所探究的问题展开的，有了明确、具体的问题，才能使探究过程具有明确的方向，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去，从而得出合理的实验结论。就如何做好物理教学中探究实验的问题设计，笔者浅谈一些见解与做法。一、创设情境生成问题，激发探究欲1、从生活实际入手，提出问题唤起学生探究的欲望在学习《压力和压强》一节时，教师通过课件创设情境，展示两个体重看起来差不多的女士在河边散步，穿高跟鞋的对湿地的压痕明显比穿平跟鞋的压痕深。教师提问：“对此，你能提出一个什么问题？”获得新发现→用问题表达发现→形成科学问题。获得新发现：高跟鞋比平跟鞋对湿地的压痕深用问题表达发现：为什么高跟鞋的压痕比平跟鞋深？形成科学问题：力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系？通过情境创设的手段，有效点燃学生质疑形成问题的热情.又如在学习平面镜成像原理的时候，教师可以为学生展现一段照镜子的视频，在视频中，当人与镜子距离较远的时候，镜子中的像也会逐渐远离平面镜。通过这个现实生活中的情境来引发学生思考：首先，平面镜成像大小情况与物大小情况之间的关系？其次，像位置处于平面镜具体哪个位置？在对上述观察的过程中，一些相对细心的学生会发现，物体逐渐远离平面镜的时候，像变小了，进而质疑，像大小是不是随着物体距离平面镜的远近而不断变化呢？针对现象，抓住学生的好奇，引导让学生提出一系列相关问题，展开讨论，引起学生的思考兴趣，同时唤起他们探究的欲望。2、从课堂小实验入手，提出问题激发学生的探究兴趣如在讲授大气压一节时，在装满水的杯子上用一张硬纸片盖住并倒过来，学生观察到水并不流出来，纸片也不下落。提出问题：为什么这么轻的纸片能托住杯中的水而不流下来？是什么支撑纸片，通过讨论分析只有空气，从而让学生确信大气压的存在，就能使他们对本节课的知识感兴趣、学生就想做一做，印象深刻、容易理解、记忆得牢固。实践证明，老师创造条件演示好实验，并针对实验现象，提出问题，能激发学生的学习兴趣，使他们的注意力时间得以延长。3、从科学史料入手，提出问题引出课题新课的引入最主要在于生动活泼，引人入胜，有助于启发学生进行科学思维。无论采取何种形式，课题引入必须做到新颖别致，贴近学生，紧扣课题。如在讲授密度一节时，讲述阿基米德洗澡的故事，提出为什么阿基米德看到水往外溢出，同时感到身体被轻轻托起，忽然灵感一现知道如何来确定王冠是真是假的方法。适时适当应用史料，生动讲述科学家的“有趣故事”，也是增强学生对物理学习的好方法。二、启发营造氛围，引导学生发现问题与提出问题，在教学中由于多种原因，学生在发现问题与提出问题上有相当大的困难。为了引导学生发现问题与提出问题，以多种策略，营造轻松和谐的氛围，促使学生思维活跃，萌发问题灵感。1.向学生进行提出问题重要性的价值观教育爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。2.创设民主的、没有压力的发现问题与提出问题的学习情境传统教学中，物理问题几乎都是教师和教科书直接提出，学生很少有提出问题的机会。为了改变这一状况，教师创设物理问题情境，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，萌发出科学问题。例如让学生观察或操作一些富含物理问题的实验，讲一些物理学史或物理事件，展示一些问题情境丰富的音像资料。在引导探究过程中，教师不必马上告诉其中的问题所在，而只是提出探究任务与思考的方向，让学生发现矛盾与问题。其引导语往往不是“为什么……”，而是“你发现了什么值得注意的问题？”“你发现这个过程有哪些变量？可能有什么规律？”“让我们一起讨论一下探究什么？怎样探究？”“对于这个课题，谁还有什么好的主意？”“谁能对这件事提出一些新疑问与新看法？”等等。3.要给学生足够的思考与讨论时间，发现与表述物理问题学生很少提出问题，往往是因为教师怕花时间，怕完不成课堂任务，没有留给学生思考的时间。如能多思必能多问。如在进行大气压强教学时，教师提出问题：“大气对我们周围物体是否有压强？”然后做纸片托水杯的实验，这时教师不急于讲解，而是问学生：“你们发现了什么问题？”一名学生提出：“水杯不够深，杯再深些，纸片就托不住水了。”于是教师用量筒做上述实验，水仍不掉下。有的学生提出要求：用很长的量筒做实验试试看。教师不怕费时间，用1米长一端封口的玻璃管做此实验，水仍未流出，学生惊呼：大气的压强真大呀！然后教师提出：如果用密度特大的水银做实验就不同了，再介绍托里拆利实验，使学生经历了一次提出问题的探究过程。三、设计问题链接，形成实验探究思路endprint创设相对开放的有序的问题链，使学生感觉亲切，有话可说，并促成从最初的想法发展到较为完善的实验思路，明确这个实验中需要控制的变量，有序引导推理，将学生的思维不断激发，并意识到学习活动的意义指向，使学习目标成为一种有力的探究动机。步步引向深入，严谨有序，使后续的探究活动变得水到渠成。在讲授《影响电磁铁磁性的强弱的因素》一节时，在学生猜想与假设之前，老师先作引导：如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会改变吗？学生相互议论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？如果电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？推理得出电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强的假设之后，通过逻辑思维，很容易分析出实验需解决的问题有三个：怎样比较磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。这时就可以发动学生来讨论解决这些问题的方法。怎样测量电磁铁磁性的强弱？学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧计的读数）有多大。怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流？學生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。怎样改变电磁铁线圈的匝数？学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。通过系列的问题导学，让学生在问题讨论、分析中思维能力、语言表达能力得到较好的训练，同时理清了思路，弄清研究问题如何确定变量、怎样控制变量、如何进行操作等，使探究活动的方法更明确、思路更清晰、过程更科学。加深对控制变量、设计对照实验的原则的理解。总之，问题主导着物理实验探究活动的全过程，明确、具体的问题，使探究活动有明确的方向，使探究活动能沿着合理程序进行下去。通过设疑、质疑、解惑来调动学生的思维，让学生带着精心设计的问题去体验感悟科学探究的过程，引导学生理解实验的原理、方法和步骤，逐步培养学生的探究意识和探究能力。Reference：[1]陈喜，王彬.激活课堂，有效探究———初中物理“激活—探究”课堂教学模式解读，物理教学探讨，2015.5[2]阚晓华.初中物理重视实验教学，培养学生创新能力[J].中国校外教育，2016.03：123