淺談物理課堂中問題情景的創設

魏紅杰

摘 要:問題是物理教學的核心,物理教學的過程應當是一個不斷提出問題和解決問題的過程,教師無論是在教學的整體過程中,還是在教學的某些細微環節上,能否提出對學生具有挑戰性和吸引力的問題并使學生產生問題意識,是進行自主學習的關鍵。本文結合“超重和失重”的教學案例,闡述了如何在物理教學過程中創設恰當的問題情景,引導學生自主的學習。

關鍵詞:創設 問題情景 自主學習 生活經驗 實驗 圖形

根據認知理論,物理課堂教學過程應該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識的過程。只有創設一定的問題情景,促使學生產生強烈的求知欲望和情感共鳴,才能引發學生積極地去思考,去探索。這是學生能自主參與學習、獨立解決問題的必備條件。而所謂“自主學習”,是指學生在教師的科學指導下,通過能動的創造性的學習活動,實現自主性發展,自主學習重視學習者的主動性和探究性學習,同時強調教師要創造性地教學。這是新課程倡導的教學模式,是對傳統教學模式的挑戰。而在新課改實施的過程中,許多教師對“課堂上如何去創造一個恰當的問題情景,引導學生自主參與學習”存在較多困惑。下面就以“超重和失重”這一教學案例中的幾個片段為實例,來探討上述問題。

案例設計背景:

學習本節課內容之前,學生已經學完牛頓三大定律的理論知識,但缺乏實際的應用,對定律還停留在抽象的理解上,而“超重與失重”正是牛頓運動定律內容的延續,是一個典型的應用實例,也是后面研究衛星中的物體處于完全失重狀態的基礎。因為沒有太多的新知識,教師完全可以把主要精力放在如何幫助學生建立一個生動活潑的學習情景,讓學生愉快地進行自主學習探究。課前要求學生利用課外時間去乘坐電梯,親身體驗乘坐電梯的感受,然后進行本節課的課堂教學。

案例呈現:

片斷一:

師:大家應該都坐過電梯,誰能告訴我坐電梯的時候是一種什么樣的感覺?

生1:當電梯上行的時候身體有點下沉,自己好像變重了,過一會就沒什么感覺了。

生2:可是到了電梯快停下來時,有種輕飄飄的感覺,有點暈,自己好像變輕了。

生3:電梯向下走的時候,剛開始時是要飄起來的感覺,快停下來時有被壓的感覺。

師:那么我們在乘坐電梯時的這種感覺,是不是因為我們的重力發生了變化?

生4:這種感覺好像就是我們變重或變輕了,應該就是人的重力發生了變化。

生5:我覺得不是重力變,而是人對地板的壓力變化了。

生6:我感覺什么都沒有變,是我們自己的錯覺。

點評:本部分是利用學生的生活經驗創設問題情景。對生活在城市里的中學生來說,坐電梯的經歷幾乎每個人都有,因此他們會感覺這一問題特別貼近自己,也特別自然,很容易回答,學生描述得很形象。接著教師提出下面的問題“那么我們在乘坐電梯時的這種感覺,是不是因為我們的重力發生了變化?”學生幾乎不假思索地回答“是”。很明顯這是學生憑生活經驗想當然地認為,這應該是教師早已預料的答案。老師接著用猜疑的口氣追問:“是嗎?”在這種情景下,學生是不是會感覺到自己的認識有問題,從而也就會去做進一步的思考了?在這里,教師緊緊抓住了學生在生活中的經驗認識,提出了答案與生活經驗相悖的問題,很輕易地引發學生的關注和思考,隨后老師沒再做什么組織,學生為了證實自己的認識,非常主動地投入到了探討中。

片斷二:

師:下面我給大家提供一個體重計,請以小組為單位討論一下,設計出一個可行的方案去驗證我們的猜想。

小組1:我們的方案是:把體重計放到電梯的地板上,人站到上面,觀察電梯升降時,體重計的示數是否改變,若變,則人對電梯的壓力改變。

師:課前老師在觀光電梯中拍了一段實驗錄像,和小組1的方案正好相同。請大家仔細觀察錄像片中體重計的讀數,完成探究卡的前三項內容。大家可以根據電梯外墻上瓷磚的運動情況判斷電梯是上行還是下行。

(教師播放錄像,并發給學生探究卡,學生觀察并記錄、分析)

點評:以上這個片斷是利用實驗來創設問題情景,這是我們物理上最常用的方法。物理學是一門以實驗為基礎的學科,一個物理實驗就是一個完整的物理情景,讓學生親眼看或親手做一些物理實驗,可以激發學生學習物理的興趣,充分調動學生的學習積極性,突現學生的主體地位。在上課過程中,每一次實驗的進行過程都是問題最多,學生討論最熱烈、興致最高、收獲最大的時候。本案例中電梯中的超重與失重實驗是一個非常有創意的實驗,在這一實驗情景下要解決的問題是教師以探究卡的形式呈現給學生的,既有利于學生有目的地觀察記錄實驗結果,也便于他們自主地進行分析和討論。另外,后面探討超重和失重的條件、原因、完全失重等一系列問題,都是在這一實驗情景下提出來的。所以教師通過創設這樣一個簡單的電梯實驗情景,就喚起了學生的注意和興趣,激發了學生的好奇心和探究欲,同時引導學生積極觀察和思考,主動參與到課堂的學習中,為整節課的順利進行提供了一個大背景,是一種很好的思路和方法。

片段三:

師:請大家根據下面四個示意圖,運用牛頓運動定律,從理論的角度分析一下超重和失重產生的原因是什么?

(教師給學生分成四個小組,對四種情況分別進行討論。)

師:根據我們的討論,你能說出產生超重和失重的原因了嗎?

生7:因為人只受重力和支持力,當加速度向上時,合力向上,所以應該有N-G=ma,即N=G+ma>G,處于超重狀態。當加速度向下時,合力也向下,應該有G-N=ma,即N=G-ma

點評:學習物理離不開圖形,因此采用圖形法來創設問題情景也是物理中常用的方法。四幅電梯運動的情景圖,使學生對要解決的問題獲得極為直觀的認識,不僅有聽覺交流,還有視覺交流,學生為了解決問題會很自然地動手進行受力分析、畫出受力分析圖、列方程、求解。作為物理教師,大家是不是也有這種體會:在解決力學問題時,能否正確畫出受力分析圖往往是解決問題的關鍵,“圖形語言”有些時候比語言或文字表達更為清晰、明確。除了圖形或照片,還有模擬動畫,視頻材料、模型體驗、趣味玩具等多種問題情景的呈現方式,它們在激發學生的熱情、激發學生把學習的理論和生活信息聯系的強烈程度上是一個層層遞進的關系。

當然在物理教學過程中,創設問題情景的途徑還有很多,在教學環節的銜接、轉折、延伸處,或在教學內容的引入、遞進、深化時,可以充分利用各種各樣的方式創設有價值的、能拓展學生思維空間的問題情景,激發學生的思維,引起學生的興趣,使學生在提出、探討和解決問題的過程中成為課堂教學活動的主體,使學生的自主學習順利進行。

另外,問題情景的創設沒有固定的方法,但一定要能引起學生的“疑”,而且不僅要有“景”,一定要有“情”才行,還要注意必須考慮到大多數學生的認知水平,再有,創設問題情景要抓住主要環節,少而精,要注意時機,情景設置的時間要恰當,還要考慮自己課堂的需要等等。現實情況是我們有些老師往往在課堂引入階段格外注意,開頭熱熱鬧鬧,很快就又變成了教師在唱獨角戲,學生只有默默聽講了,就更談不上自主學習了。那么怎樣使新課改不虎頭蛇尾,如何在整個教學過程一直連續地創設恰當的問題情景,值得我們進一步探討。

作者單位:山東省濟南九中物理組