科學探究是科學學科教學改革的重點,而每一次科學探究都始于發現問題。愛因斯坦曾說過:“發現一個問題甚至比解決一個問題更重要。”那么,在物理教學中,如何使學生不斷發現問題,從而開始一次又一次的科學之旅呢?筆者以為,教師可在如下幾個方面領著學生共同去發現問題。
一、從實驗觀察中發現問題
物理是一門以實驗為基礎的科學,老師在課堂上會演示大量的實驗,老師在演示時,同學們的重要任務是觀察和思考。不少學生僅被神奇的現象所吸引,實驗之后留下的印象僅僅是一些表面的現象。為此,演示實驗的呈現,一定要考慮到學生已有的知識和生活經驗。如果對初二學生,教師演示脫離學生知識和能力實際水平的物理實驗,那么,學生只能是一位旁觀者。其次,讓學生有目的地觀察,課上的演示實驗所要研究的內容一定要明確。再次,讓學生多嘗試對實驗的多個條件和不同現象進行對比、分析。如果我們能經常有目的地引導學生,那么在實驗中學生不但能解決問題,還會發現許多新的物理問題。如教師在演示“低壓沸騰”實驗時,大多數同學都被停止沸騰的水在澆冷水的情況下二次沸騰的現象所吸引,但也有個別同學由于仔細觀察、勤于思考,提出了如下有價值的問題:
第一,水的二次沸騰可能跟吸收熱量無關,那么是什么因素使它再次沸騰?
第二,燒杯中只有水和空氣,在澆水后哪個最容易發生變化?
第三,澆冷水能再次沸騰,澆熱水是否能使再次沸騰更明顯?(實驗并非如此)……
筆者發現,在自己的親身實踐中,如學生的探究活動、課后小實驗中,學生注意力更集中,思維更活躍,這時更容易發現問題。筆者在執教《蒸發》時,安排了一個探究活動,探究“蒸發的快慢與那些因素有關”,就有學生在實驗中提出“蒸發的快慢與氣壓是否有關”的問題,他所在的實驗小組還提出了研究的方案。雖然這個問題超出了初中學生所要掌握的知識范圍,但這卻是個十分有價值的問題。
如此我們不但在實驗中發現了需要學習的問題,而且把學習引向深入。
二、從日常生活中發現問題
大多數同學的日常生活是非常豐富多彩的。除了學習,他們有時會幫父母親做些家務,有時會隨大人參與各種社交活動,有時也會走進大自然。其實,教師只要做適當的引導,學生就會發現隱藏在生活中的許多問題。
第一,物理學家的事例激發學生去發現生活中的物理問題 歷史上許多科學家就是仔細觀察了在常人眼中熟視無睹的現象,從而發現問題、發現規律,實現了發明創造。如物理學的偉大先驅伽利略在比薩大學讀書時,一次到教堂參加活動,吊燈因風吹而擺動,伽利略被這節奏性的擺動所吸引,進而思考產生問題:這吊燈的擺動每次所用的時間相等嗎?經過他的研究發現擺的等時性原理,從而發明了機械鐘,這是伽利略一生中第一次重大的發現。科學家的這些事例,激勵著學生在生活中、在大自然中時時處處仔細觀察并不斷提出問題。
第二,課堂教學中教師引導學生發現生活中的物理問題。在張家港市的生態教學課改展示活動中,筆者聽了幾位物理學科帶頭人的課,他們的共同特點就是善于引導學生從生活實際出發,發現相關物理問題并進一步探究,使課堂教學煥發著生命活力,在本地區的教改實驗中起到了良好的帶頭作用。例如在執教《電阻》時,讓同學們觀察所帶來的各式家用導線,并請他們談談有什么發現,提出最感興趣的問題。學生提出如下兩個值得探討的問題:
第一,為什么一般導線內部是金屬絲,外面都包著一層塑料,有的還包有棉線編織層?
第二,為什么導線有粗有細,為什么導線都用銅做而不用鐵做?
問題1聯系導體、絕緣體舊知識及實物,重新拓寬了學生對實際應用問題的認識;問題2引出“不同導體導電能力有差異嗎?”,從而打開課堂探究之門。
第三,科技小發明競賽激勵學生去發現問題 每一次偉大的發明,往往源于無數次的動手實踐,獲得新的發現和成功。在班內、校內定期舉行一些科技小發明的競賽,學生不僅會主動地發現生活中的問題,并且會進一步研究問題,收到意想不到的效果。如我校邵帥同學發現家里突然停水后,打開的水龍頭嘩嘩地浪費了許多水,怎樣才能做到方便節水呢?于是他將此和初中物理壓強知識的應用問題聯系起來加以鉆研,并在老師的幫助下利用物理原理發明了“停水保護閥”,此發明極大的激發了同學們學習物理的興趣。
三、從公眾信息庫中發現問題
公眾信息庫包括報刊、雜志、廣播、電視、互聯網等。它們每天向我們傳播著大量的信息,但是這些信息并非都是科學的,教師要鼓勵學生帶著批判思維去接觸它們,那么我們的孩子便會發現許多問題,甚至會有所發明創造。歷史上曾有過這樣的事例,柏拉圖認為圓運動最自然、最完美,天體的運動都是圓周運動。眾人都非常相信,開普勒在拜讀柏拉圖理論時產生了懷疑,經過他的觀察、研究,發現行星橢圓軌道理論。哥白尼的日心說也是源于對亞里士多德地心說的懷疑。老師平時也要讓學生明白學習時要“不唯上、不唯書”。如:當同學們無意中看到有關所謂“氣功秘笈”、“特異功能”的書籍文章時,鼓勵學生作分析研究,他們就會發現許多不符合科學規律的問題,從而揭開偽科學的本質。
新課程給學生學習物理展開了一個新的天地。相信,只要我們抓住每一個教學契機,引導學生不斷發現問題、研究問題、解決問題,就能領著學生完成一次次的科學探究,在科學之旅中到達成功的彼岸。