淺談物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“問題——解法”模式

朱海舟

摘要：本文簡(jiǎn)述了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的兩類常見問題。提出了一種新的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式——“問題一解決”模式，并從理論依據(jù)和實(shí)踐操作上對(duì)該模式作了具體的論述。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}；解決；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、“問題——解決”模式的提出

隨著《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒布和實(shí)施，實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)逐漸取代了傳統(tǒng)的演示和分組實(shí)驗(yàn)，成了當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向。但作為這種改革執(zhí)行者的一線教師在實(shí)際的教學(xué)中常走人以下兩個(gè)誤區(qū)：

1、只重視問題的提出，忽略問題的解決。2、只重視過程的參與，忽略結(jié)論的得出。前者將實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)誤解為僅僅是幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，而忽略了發(fā)現(xiàn)問題的目的是為了解決問題。后者讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)從傳統(tǒng)的“重結(jié)論，輕過程”走向“重過程，輕結(jié)論”的另一極端。實(shí)驗(yàn)探究課成了“重在參與”的形式主義。

為了在“問題”和“探究”中尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，為了將“過程”和“結(jié)果”進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一，筆者根據(jù)新課程理念，借鑒國(guó)內(nèi)外一些專家學(xué)者的理論和實(shí)踐，以構(gòu)建一種新的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：“問題—解決”模式為切入口，對(duì)初中物理課程改革進(jìn)行積極的探索。

二、“問題——解決”模式的理論基礎(chǔ)

“問題——解決”模式借鑒于西方的“問題解決學(xué)習(xí)(pmblem，based learnines”，是一種以問題為驅(qū)動(dòng)力，以培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，批判性的思維技巧以及解決問題的實(shí)踐能力為目標(biāo)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，教學(xué)是按“發(fā)現(xiàn)問題—猜想假設(shè)一解決問題”的主軸推進(jìn)的。學(xué)生首先要從老師設(shè)置的物理情境中發(fā)現(xiàn)問題，接著對(duì)問題的結(jié)論進(jìn)行大膽的猜想，緊接著設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想和假設(shè)。很快學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)，要對(duì)自己的猜想進(jìn)行探究，還需要學(xué)習(xí)一些新的知識(shí)。同時(shí)整合原來已有的知識(shí)，并在此基礎(chǔ)之上發(fā)展出另一些新的知識(shí)。在進(jìn)行探究的過程中，常常是一個(gè)問題的解決又會(huì)引發(fā)另外一個(gè)或一些問題的出現(xiàn)；于是。循環(huán)往復(fù)，學(xué)習(xí)者在不斷出現(xiàn)的新問題的解決過程中重新整合和自主建構(gòu)自身的知識(shí)，從而促使自己的知識(shí)與能力也螺旋式地提高。

三、“問題——解決”模式的實(shí)施

“問題——解決”模式在實(shí)際的教學(xué)過程中可按以下二個(gè)步驟展開。

(一)、問題的提出

1、設(shè)置情境，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

教師創(chuàng)設(shè)物理情境，啟發(fā)學(xué)生思考，引起學(xué)生的思維活動(dòng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，勇敢提出問題。對(duì)于不同的問題類型，教師在課堂上則可通過以下幾個(gè)途徑來創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題：

①借助生活實(shí)例，從中引出解釋性問題。如在探究“物體浮沉的條件”時(shí)，可提出這樣一個(gè)問題：“為什么會(huì)游泳的人在河里有時(shí)也會(huì)被淹死，而不會(huì)游泳的人卻可以安然無恙地躺在‘死海上看報(bào)紙”?學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出的猜想為我們下一個(gè)環(huán)節(jié)的探究埋下了伏筆。

②利用演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)遷延性問題。如在探究“變阻器的作用”一節(jié)，一開始，教師出示調(diào)光臺(tái)燈，問：“這是什么?”。學(xué)生回答：“臺(tái)燈”。接通電源，改變臺(tái)燈的亮度，緊接著問：“臺(tái)燈的亮度為什么可以調(diào)節(jié)?其調(diào)光的原理是什么?”將問題引向我們探究的主題“滑動(dòng)變阻器的工作原理”。

③依靠類比等方法，提出假設(shè)性問題。如，在探究“大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)”時(shí)，教師可以這樣引導(dǎo)：大家知道液體對(duì)浸在其中的物體會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，而氣體和液體相似，可以流動(dòng)，且沒有一定的形狀，那么，氣體對(duì)處于其中的物體也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)嗎?如果氣體也可以產(chǎn)生壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)又有什么特點(diǎn)呢?是否和液體一樣遵循相同的規(guī)律呢?此時(shí)學(xué)生在整合原有的液體壓強(qiáng)的相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上就可對(duì)新問題進(jìn)行探究。

④以常見的思維定勢(shì)，導(dǎo)出推理性問題。例如在探究“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”的教學(xué)中，“有力物體就運(yùn)動(dòng)，沒有力物體就停止運(yùn)動(dòng)”這種思維定勢(shì)在學(xué)生的大腦中根深蒂固，教師可以反問：“難道這種說法真的是正確的嗎?”讓我們?cè)O(shè)法來驗(yàn)證它。這時(shí)教師的“導(dǎo)”要及時(shí)跟上，在實(shí)驗(yàn)的方法上給學(xué)生以點(diǎn)拔，使探究活動(dòng)得以進(jìn)行下去。

2、參與討論，指導(dǎo)學(xué)生界定問題

學(xué)生可能從物理情境中提出許多問題。但這些問題可能是重復(fù)的、漫無邊際的、模模糊糊的，偏離了教學(xué)預(yù)設(shè)探究主題方向。教師要共同參與討論，幫助學(xué)生分析問題，界定問題。有時(shí)還可將一個(gè)大問題分解成若干小問題，讓學(xué)生以小組分工協(xié)作的方式進(jìn)行探究。

3、觀察與分析，鼓勵(lì)提出猜想與假設(shè)

問題確定之后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)他們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用推理和觀察的方法，提出猜想與假設(shè)。由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)有限，解決問題的假設(shè)不一定一次就正確，教師不要立刻反駁，而應(yīng)由全體學(xué)生共同討論，指出錯(cuò)誤的地方，探求更好的假設(shè)。如果問題很復(fù)雜，或是涉及的范圍很廣泛，學(xué)生往往感到無從著手，不易提出合理的假設(shè)。這時(shí)，教師就要幫助學(xué)生分析問題，并提出讓學(xué)生參考物理課本的提示或其它相關(guān)的材料，尋求可能的答案。

4、分析比較，選擇猜想與假設(shè)

學(xué)生提出假設(shè)之后，要用批判的態(tài)度來考核這些猜想與假設(shè)。若發(fā)覺有的猜想與假設(shè)與事實(shí)不合，即刻放棄。再考核另一個(gè)猜想與假設(shè)，直到獲得合理的猜想與假設(shè)為止。在指導(dǎo)學(xué)生批評(píng)猜想與假設(shè)的時(shí)候，教師要提示學(xué)生運(yùn)用批評(píng)、分析、推論、比較、組織等方法，以訓(xùn)練學(xué)生的思維能力。

(二)、問題的解決

1、選擇器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

有了合理的假設(shè)和猜想作為鋪墊，接下來要做的就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的猜想和假設(shè)。開放性物理探究實(shí)驗(yàn)所提供的器材比實(shí)際的需要多。教師通過適時(shí)，適量，適度的思維點(diǎn)撥，把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想潛移默化的滲透給學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生合理選擇器材。但不要把實(shí)驗(yàn)過程從頭到尾地講述一遍，然后讓學(xué)生按部就班地操作。這樣就“剝奪”了學(xué)生自行設(shè)計(jì)的權(quán)利，泯滅了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

如在“平面鏡”的教學(xué)中，為了探究平面鏡成像的特點(diǎn)，教師可提供給學(xué)生的物體有：鉛筆(2支)、蠟燭(2支)、手電筒(2只)……，學(xué)生在選擇物體時(shí)會(huì)主動(dòng)判斷所提供信息的優(yōu)劣，此時(shí)教師可引導(dǎo)：成像物體最好是光源，蠟燭的火焰由于易被風(fēng)吹動(dòng)而搖擺不定，難于觀察，而且產(chǎn)生的煙使空氣污染，故不是最好的選擇，因此選用手電筒作光源是最佳的。

2、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)

合理選擇器材，明確了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案后，學(xué)生可以開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的具體操作了。學(xué)生的組合可以是幾人一組，有條件的也可以一人一組；可以是全班同做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，也可以將一個(gè)問題分解成若干個(gè)小問題，分別由不同的小組探究。在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，教師要注意巡視、指導(dǎo)、啟發(fā)，要及時(shí)提醒學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。學(xué)生提出的假設(shè)猜想可能很多，涉及到的實(shí)驗(yàn)可能不少。這時(shí)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)要給以指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生不容易完成的操作應(yīng)加以示范。

3、分析論證，解決問題

在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，處理記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)從物理現(xiàn)象中找出本質(zhì)，嘗試尋找規(guī)律性的東西，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與自己的假設(shè)猜想進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)假設(shè)是否正確，從中還可以體味認(rèn)知過程的甘苦。

小結(jié)：

“問題——解決”模式是一種以重點(diǎn)環(huán)節(jié)為突破口，以循序發(fā)展學(xué)生的各項(xiàng)綜合能力為目標(biāo)的實(shí)用的物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式。一方面。它將實(shí)驗(yàn)探究的重點(diǎn)環(huán)節(jié)放在課堂，其余環(huán)節(jié)延伸至課外，從而大大提高了課堂效率。另一方面，該模式不僅僅是以發(fā)現(xiàn)問題和解決問題為主要目的，而是既強(qiáng)調(diào)核心內(nèi)容也兼顧實(shí)驗(yàn)探究的其它環(huán)節(jié)。“問題——解決”模式下的課堂教學(xué)，學(xué)習(xí)已不單純是純粹的知識(shí)尋求，更重是要發(fā)展學(xué)習(xí)者的邏輯推理能力、批判性思維的能力以及自主建構(gòu)新知識(shí)的能力。

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