淺談如何在物理實驗中進行問題設(shè)計

王素榮

物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，一些物理概念及物理定律都是在實驗的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的。問題是科學(xué)研究的邏輯起點，而且也正是問題在推動著物理學(xué)不斷地前進，不斷地完善。愛因斯坦說：“提出一個問題往往要比解決一個問題更重要。”一切問題的關(guān)鍵就在于如何提出問題。根據(jù)物理教學(xué)的認知理論，物理課堂教學(xué)過程應(yīng)該是逐層提出問題并對應(yīng)解決問題來獲取新知識的。要解決問題首先得提出問題。實驗探究過程完成的是否順利，關(guān)鍵在提出問題的設(shè)計是否合理。下面就來看看如何在實驗過程中提出問題。

一、從實驗現(xiàn)象入手進行問題設(shè)計

透過現(xiàn)象看本質(zhì)，現(xiàn)象是事物的外部聯(lián)系和表面特征，是事物本質(zhì)的外在表現(xiàn)，而本質(zhì)蘊藏在現(xiàn)象中，如何讓本質(zhì)顯露真面目，便是實驗中問題設(shè)計的目的。設(shè)計的問題應(yīng)該能夠?qū)訉舆f進，進而揭露本質(zhì)。所以提出的問題一定要有針對性與順序性，針對性的要求是問題所揭露的必須是本質(zhì)的面紗；順序性的要求是問題的設(shè)計必須要有層次性，要先揭露最外層的面紗，依次遞進。

例如，在物理蘇科版“電磁感應(yīng)”一節(jié)中，學(xué)生如何總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是個難點。如何利用磁場獲得感應(yīng)電流呢？這是一個大問題，為使問題簡單化，可將其分解為幾個小問題，通過幾個小問題的回答，得出大問題的答案。按照課本裝置來做實驗，實驗現(xiàn)象是無論蹄形磁鐵的N極或是S極在上還是在下，左、右移動導(dǎo)體棒，閉合電路中都能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，說明兩者必存在相同點，基于此，便可提出問題：（1）兩者的相同點是什么？學(xué)生會有很多答案，如導(dǎo)體棒都在運動，磁鐵不動等。為了排除干擾因素，可接著提問，（2）導(dǎo)體棒怎樣運動才算切割磁感線？（3）誰產(chǎn)生了感應(yīng)電流？（4）電路中什么情況下不產(chǎn)生感應(yīng)電流？遵循上方的邏輯，產(chǎn)生感應(yīng)電流與不產(chǎn)感應(yīng)電流必有不同點，（5）兩種情況的不同點是什么？學(xué)生找出這個不同點之后，再讓學(xué)生實驗驗證，體會一下這個不同點是否是產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種情況的相同點。至此，問題基本得到了解決。

二、從實驗原理入手進行問題設(shè)計

實驗原理是實驗設(shè)計的依據(jù)和思路。實驗基本原理是探索性實驗的基礎(chǔ)，要探究實驗，只有明確實驗的原理，才能真正掌握實驗的關(guān)鍵、操作的要點，進而進行實驗的方案設(shè)計、步驟的改進和結(jié)論的歸納，新問題的進一步提出。問題設(shè)計的目的是如何讓原理細化，以讓學(xué)生明白為什么要這樣做以及如何才能做好。以“伏安法測量電阻”為例，根據(jù)實驗原理R=U/I，這個實驗的關(guān)鍵問題在于如何測出電壓和如何測出電流？可針對這兩個大問題提出幾個小問題。（1）用什么測量儀器來測電壓、電流值？（2）怎樣減少定值電阻的測量誤差？（3）什么儀器能勝任這一要求？（4）如何設(shè)計電路圖進行實驗？（5）怎樣擬定實驗步驟？提出的問題一環(huán)緊扣一環(huán)，最后順理成章測出未知電阻值。

“問題設(shè)計”的反思。提問如何能成功導(dǎo)課，如何引導(dǎo)學(xué)生思維？需要注意哪些問題呢？通過教學(xué)實踐，教師應(yīng)該注意以下四個方面：

（一）要有層次性

提問或是要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，或是要引導(dǎo)學(xué)生思維，或是就疑難之處提問。若是所提的問題讓學(xué)生興趣全無、思維混亂、疑竇叢生，那么這樣的提問就是無效的。如安裝直流電動機模型，若老師直接提問：“如何安裝直流電動機模型？”這就沒法回答。若把問題小而化之，如出示給學(xué)生一個已安裝好的電動機模型，讓其轉(zhuǎn)動。這時可以問如果我把一些零件拆卸下來，同學(xué)們會不會安裝？接著再出示一盒電動機模型散件一一提問學(xué)生每個零件的名稱、作用、安裝、是否有注意事項等等問題。

要善于把一個復(fù)雜的、難度較大的問題分解成若干個相互聯(lián)系的小問題。在提問時，越是疑難的問題越應(yīng)該將其轉(zhuǎn)化成更多的簡單的問題，讓學(xué)生通過對小問題的回答，得出大問題的答案。小問題的設(shè)計一定要有層次性，從外往里，層層遞進，最后觸及核心。

（二）要有針對性

不是所有的知識點都要提問，對于學(xué)生都懂的知識點就不需要提問。如在“驗證光的直線傳播”的實驗中，由于實驗較簡單，可減少提問。提問一定要針對學(xué)生易錯、易混的問題。

（三）要以學(xué)生為主體

在教學(xué)時，教師必須想學(xué)生之所想，急學(xué)生之所急，從問題的提出到解決，始終以學(xué)生的思路為軸線。問題不能以教師的思維提出，不能用教師的思維思考，感覺我就是這樣想的，學(xué)生就也是這樣想的。每一個階段的學(xué)生在對事物的認知與思維與其所處的年齡層、已有知識的儲備等方面有著密切的關(guān)系。鑒于初中學(xué)生認知與思維的特點，教師在提問時，一定要從學(xué)生的角度出發(fā)，以學(xué)生的認知提出問題，用學(xué)生的思維思考問題。

（四）要注重交互性

在課堂教學(xué)中，學(xué)生是知識建構(gòu)的主角，而教師是配角，要積極的配合學(xué)生。所以教師的問題不是為教學(xué)服務(wù)的，而是為學(xué)生的知識建構(gòu)服務(wù)的。這就是“師生互動”的重要性。在物理實驗中，對于實驗步驟與一些注意事項，切不可直接告訴學(xué)生，可通過設(shè)置問題讓學(xué)生了解其中的要害。

同時，要體現(xiàn)學(xué)生的主體性，就應(yīng)該鼓勵學(xué)生敢于提問，善于提問，對學(xué)生提出的問題，可由學(xué)生回答，或通過學(xué)生之間的討論來得出結(jié)論。學(xué)生間的討論，可以讓每個學(xué)生都成為解決問題的主角，同時，學(xué)生們通過討論可以相互啟發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)與別人的差距以及在思維上的差異，可激發(fā)斗志或取長補短，這便是“生生互動”。交互性便是師生互動與生生互動的結(jié)合。

總之，實驗是物理學(xué)的軀體，無軀體，不足以遠行；而問題是物理學(xué)的靈魂，無靈魂，難以升華。

（作者單位：江蘇省豐縣常店鎮(zhèn)馬樓初級中學(xué)）