淺談物理教學中問題情境的設置策略

石 祥

新課程理念強調教學過程中開展研究性學習.研究性學習都是圍繞著問題的提出與解決來開展的.有效的問題能夠激活學生的思維,充分調動學生研究性學習的內驅力,使學生產生強烈的探究欲望,從而使他們能積極、主動、持久地投入探究之中.有效的問題需要創設良好的問題情境.

所謂問題情境是指個人自己覺察到的一種有目的但不知如何達到的心理困境.它是使學生對接觸到的學習內容與其原有認知水平感到不和諧、不平衡時急需解決的心理狀態.因此,創設問題情境時,除了要創設一種民主和諧氛圍,最重要的是使問題具有誘發性,即能引起學生認知結構上的“不平衡”,營造一種“心求通而未得,口欲言而未能”的心理懸念.創設問題情境的途徑有很多,有利于產生誘發性的方法主要有如下列幾種:

一、在矛盾中引發問題

在探究自由落體運動這一教學內容時,教材的編寫是簡單的,沒有闡述知識的發生與發展過程以及伴隨的科學研究方法.把這一內容作為給學生的情景,讓學生根據自己的理解提出問題.有一位學生問:大量的實驗事實可以證明物體下落的速度快慢與物體的質量有關,只有少量實驗證明物體下落的速度快慢與物體的質量無關,這是為什么?周圍不少同學笑道,這還用問?不就是空氣阻力作用的緣故嗎?我首先肯定了該學生通過仔細的觀察發現問題的思維方式是科學的、積極的、嚴謹的,應該大力提倡,然后要求大家尋找合理的實驗方法解決該同學提出的問題.這種強烈的矛盾反差,使學生迫不及待地去探究其中的緣由.

二、以變式引發問題

在研究牛頓第二定律時,當一個較胖的一個較瘦的滑雪者同時沿著平緩的斜坡從同一高度下滑時,他們的時間應該是一樣的.這是因為根據牛頓第二定律,物體的加速度與它所受到的力成正比,與其質量成反比.所以,無論胖瘦,他們受到的沿下滑方向的合力(即重力、摩擦力和支撐力)與其質量的比值是相同的,因而加速度一樣,速度也相同.至于下滑時由空氣產生的阻力,在這種速度較慢的情況下是微不足道的.這種變式打破了學生認知心理的協調性,從而產生探究欲望.

三、通過對比引發問題

例如,當學生學習了牛頓第三定律和動量定理之后,可以給學生提出這樣一個物理問題.日常生活中打雞蛋時,如果左手握住一只雞蛋不動,右手拿一只雞蛋去撞它(兩只雞蛋都是一樣的堅硬,并且是用同一部分互相碰撞),哪一只雞蛋更容易被撞破?是被撞的那一只呢,還是去撞的那一只?或者兩只被撞破的幾率相同?這是一個看似簡單其實并不容易解釋的問題,因而能夠很好地訓練學生的創造性思維.研究撞蛋問題很有現實意義.因為在交通事故中車里人腦的損傷狀態與那只“運動著的蛋”頗為相似.一旦頭部受到強烈撞擊,腦髓就要撞擊顱骨內側,因此很容易引起腦震蕩或腦血腫;即使顱骨不破裂,腦髓也會受到損傷.

四、借助演示引發問題

例如讓學生感受大氣壓時,取一個空的鋁質易拉罐及一盆冷水,罐口纏上鐵絲并固定,而且將鐵絲擰成柄狀(要有一定的長度和強度),往易拉罐中加入少量的水,放在酒精燈上加熱至沸騰,并繼續加熱數十秒,迅速(持鐵絲柄)將易拉罐倒扣到冷水中,讓學生觀察發生的現象.此時易拉罐在大氣壓的作用下被壓扁且發出巨大的響聲.出乎意料的現象使學生歡呼起來,并以極大的熱情投入到原因的探詢和驗證之中.

五、生活實踐引發問題

引發問題應以現有高中物理教材為根本,但同時又要保持較大靈活性.以教材為本,并不等于必須拘泥于教材所提供的素材和案例,而是應該吃透課程標準在教材中所體現的教育理念.如可以適當地將一些與課本知識密切相關、與現代科技密切相關的內容納入課堂研究.如有種說法:觸電時人被電吸住了,抽不開.實際上這個說法是錯誤的.我們知道,不論是否存在電流,在一般情況下導線中、電器中的正、負電荷的電量是相等的,對外的靜電作用是相互抵消.即使局部地方偶爾出現少許正、負電荷不相等,其靜電引力也是微不足道的.如若不然,就會出現下列奇特現象:用手去移動臺燈引線,即使不被“吸住”,至少也會明顯感到這種“吸力”,照明電線,特別是高壓裸線,會“吸住”大量塵土從而形成粗長的塵土柱.事實上,這些現象都沒出現.

但是問題出現了,人手觸電時,為什么有時不能把手抽回來?難道不想抽回來?顯然是“被吸住了”抽不回來.對這一提問可用電流的生理效應來解釋.人手觸電時,由于電流的刺激,手會由痙攣到麻痹.即使發出抽回手的指令,無奈手已無法執行這一指令了.調查表明,絕大多數觸電死亡者,都是手的掌心或手指與掌心的同側部位觸電.剛觸電時,手因條件反射而彎曲,而彎曲的方向恰使手不自覺地握住了導線.這樣,延長了觸電時間,手很快地痙攣以致麻痹.

如果手的背面觸電,對一般的民用電,則不容易導致死亡,有經驗的電工為了判斷用電器是否漏電而手邊又無電筆時,有時就用食指指甲一面去輕觸用電器外殼.若漏電,則食指將因條件反射而彎曲,彎曲的方向又恰是脫離用電器的方向.這樣,觸電時間很短,不會有危險.

總之,在研究性學習過程中,問題情境誘發應根據不同的介質,采用不同的策略,這樣就能把物理問題自然呈現,從而增強研究性學習的效果,提高學生學習物理的興趣.

(責任編輯:易志毅)