問題導(dǎo)學(xué)法在初中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

洪芳

[摘 要]問題導(dǎo)學(xué)法是初中物理概念教學(xué)的有效方法，是基于問題的一種學(xué)習(xí)方法，它是以問題鏈為載體，逐層推進(jìn)的。研究表明，問題導(dǎo)學(xué)法應(yīng)用于物理概念教學(xué)，主要有以下五個(gè)基本環(huán)節(jié)：一是創(chuàng)設(shè)情境；二是體驗(yàn)感悟；三是研究分析；四是概念描述；五是概念應(yīng)用。運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法開展物理教學(xué)要注重學(xué)生體驗(yàn)；要注重科學(xué)方法的滲透；要凸顯邏輯思維之美。

[關(guān)鍵詞]問題導(dǎo)學(xué)法；概念教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)案例；教學(xué)反思

[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）26-0050-02

“高樹聳云根在地”，根深才能葉茂。物理概念與整個(gè)物理知識(shí)相比，就猶如其扎地的根。只有深刻理解物理概念，才能牢固掌握物理知識(shí)。但在具體的物理概念教學(xué)中，不乏教師生拉硬拽地灌輸，讓學(xué)生囫圇吞棗地接受，結(jié)果往往是學(xué)生對(duì)物理概念的理解似是而非，似懂非懂，教學(xué)效果不甚理想。那么如何有效開展物理概念教學(xué)呢？教學(xué)研究表明，問題導(dǎo)學(xué)法是開展初中物理概念教學(xué)的有效方法。

一、運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法進(jìn)行教學(xué)時(shí)的教案設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)理念

問題導(dǎo)學(xué)法，是受近年來風(fēng)行于國(guó)內(nèi)外教育界的“基于問題的學(xué)習(xí)”（Problem-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）的方法啟發(fā)而提出的。PBL強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)的問題，來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能，并形成自主學(xué)習(xí)能力。問題導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)理念是：以問題鏈為主線，將結(jié)構(gòu)化的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效整合，逐層推進(jìn)問題的解決，促使學(xué)生在設(shè)問和體驗(yàn)的過程中，形成自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，在分析和解決問題的過程中，獲得知識(shí)和方法，逐步形成解決問題的能力，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。基于上述理念，在概念教學(xué)中，教師需創(chuàng)設(shè)一系列問題，為學(xué)生搭建一個(gè)個(gè)問題臺(tái)階，讓學(xué)生逐層解答，拾級(jí)而上，最終達(dá)成解決問題的教學(xué)目標(biāo)。每一個(gè)問題都需要具有一定的層次性和驅(qū)動(dòng)性，問題與問題之間具有關(guān)聯(lián)性、邏輯性，并在問題解決的過程滲透科學(xué)思想與研究方法。

2.設(shè)計(jì)模型

問題導(dǎo)學(xué)法應(yīng)用于物理概念教學(xué)，主要有以下五個(gè)基本環(huán)節(jié)：一是創(chuàng)設(shè)情境；二是體驗(yàn)感悟；三是研究分析；四是概念描述；五是概念應(yīng)用。在具體教學(xué)中，通過教師的分析與引導(dǎo)，進(jìn)行問題遷移，情境再現(xiàn)，呈現(xiàn)下一個(gè)問題，這樣就可以逐步向既定的教學(xué)目標(biāo)靠近。其基本教學(xué)流程如圖1所示。

二、運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的案例

以蘇科版九年級(jí)物理《磁體與磁場(chǎng)》中“磁場(chǎng)”概念的教學(xué)片段為例。在這之前的教學(xué)過程中，學(xué)生通過親身體驗(yàn)與初步探究，已經(jīng)了解了磁體、磁性、磁化、磁極等基礎(chǔ)知識(shí)，由此進(jìn)入“磁場(chǎng)”概念的學(xué)習(xí)。

1.創(chuàng)設(shè)情境

教師在桌子邊上放一條形磁鐵，用細(xì)線系一回形針纏在桌邊適當(dāng)位置的石頭上，使回形針由于被磁鐵吸引而與磁鐵保持一段距離（如圖2）。先后將紙板、玻璃板、塑料板、薄鋁板、薄鐵片等物體放入回形針與條形磁鐵之間，發(fā)現(xiàn)磁鐵能夠隔空吸引回形針，回形針停在半空中不掉下來。

【問題1】從剛才觀察到的現(xiàn)象，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？

學(xué)生相互討論、爭(zhēng)論，疑問較多，沒有達(dá)成共識(shí)。

2.體驗(yàn)感悟

教師：我們親身動(dòng)手體驗(yàn)一下，觀察磁極相互靠近時(shí)有什么現(xiàn)象？發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

學(xué)生兩兩合作，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察同名磁極、異名磁極相互靠近時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。

體驗(yàn)活動(dòng)結(jié)束后，教師讓學(xué)生交流總結(jié)，學(xué)生可輕松地得出結(jié)論：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。

教師啟發(fā)學(xué)生：磁極相互作用時(shí)并沒有直接接觸，請(qǐng)思考下面的問題。

【問題2】?jī)蓚€(gè)磁極沒有接觸也有力的作用，你猜想是什么原因？

學(xué)生1：磁力是不需要物體接觸的。

學(xué)生2：磁極之間肯定有物體，因?yàn)榱κ俏矬w對(duì)物體的作用。

學(xué)生3：可能有一種特殊的物質(zhì)，我們眼睛看不見。

經(jīng)過討論，學(xué)生大多認(rèn)為磁極附近存在一種特殊物質(zhì)。教師隨即追問：

【問題3】用什么方法驗(yàn)證你的猜想？

3.研究分析

學(xué)生1：用鐵片、鋁片去靠近，看能不能吸引。

學(xué)生2：用一種高級(jí)的儀器去測(cè)試。

教師評(píng)價(jià)：思路正確，但可以不用高級(jí)儀器。

教師啟發(fā)學(xué)生：空氣看不見，我們通過觀察什么現(xiàn)象可以知道空氣的存在？

學(xué)生馬上領(lǐng)悟：與風(fēng)聯(lián)系起來，風(fēng)吹樹搖。

教師引導(dǎo)學(xué)生將“磁場(chǎng)”與“風(fēng)”進(jìn)行類比。經(jīng)過師生共同討論交流，運(yùn)用類比和轉(zhuǎn)化的思維方法初步建立起“磁場(chǎng)”概念。圖3為“磁場(chǎng)”類比“風(fēng)”的思維模型圖。

4.概念描述

【問題4】怎樣直觀描述磁場(chǎng)的分布？

學(xué)生活動(dòng)：將小磁針放在磁體周圍，觀察并畫出小磁針靜止時(shí)N極的指向；在不同的地方放多個(gè)小磁針，觀察并畫出每個(gè)小磁針靜止時(shí)N極的指向，得到多處磁場(chǎng)方向。

教師：一個(gè)小磁針可以顯示某一處的磁場(chǎng)，要顯示磁體多處的磁場(chǎng)，就需要多個(gè)小磁針。如果要知道磁體周圍各處的磁場(chǎng)分布有什么規(guī)律，理論上就需要無數(shù)個(gè)小磁針，怎么辦？我們可以用鐵屑代替小磁針。

學(xué)生活動(dòng)：用鐵屑代替小磁針，將條形磁體放在鐵屑塑料盒上，輕輕敲擊，觀察磁場(chǎng)中鐵屑的分布，結(jié)合小磁針的指向，仿照鐵屑的分布，畫出這些曲線。如圖4所示。

教師：這些曲線能夠描述磁體周圍的磁場(chǎng)分布情況，我們稱之為“磁感線”。

描述磁場(chǎng)的方法：一個(gè)小磁針，數(shù)個(gè)小磁針，更小更多的小磁針，鐵屑，“磁感線”模型。

5.概念應(yīng)用

【問題5】“觀察”相互作用的磁極之間磁場(chǎng)的分布。

教師：磁場(chǎng)是看不見的，但我們借助“磁感線”模型可以“觀察”到磁場(chǎng)的分布規(guī)律。磁極間相互吸引或相互排斥，其磁場(chǎng)呈現(xiàn)怎樣的分布規(guī)律？

學(xué)生活動(dòng)：在桌子上放置一個(gè)鐵屑塑料盒，一塊條形磁鐵的N極與另一塊條形磁鐵的S極相互靠近，放在鐵屑塑料盒上面，輕敲桌面，觀察鐵屑的排列情況，直觀顯示出異名磁極相互吸引時(shí)的磁場(chǎng)分布，如圖5所示。再將兩條形磁鐵的N極相互靠近，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，可以觀察到同名磁極相互排斥的磁場(chǎng)分布，如圖6所示。

三、運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法進(jìn)行教學(xué)后的反思

1.注重學(xué)生體驗(yàn)

有些物理知識(shí)比較抽象，單用語言很難讓學(xué)生理解，所以要讓學(xué)生在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，形成豐富的感性認(rèn)知，搭建學(xué)習(xí)階梯。在磁場(chǎng)教學(xué)中，首先設(shè)置條形磁鐵吸引回形針的問題情境，再讓學(xué)生體驗(yàn)磁極間的相互作用，是為了引出問題：磁極間沒有接觸也有力的作用，是什么原因？用什么方法驗(yàn)證？從而引入磁場(chǎng)概念的學(xué)習(xí)。學(xué)生第一次接觸到“場(chǎng)”的概念，“場(chǎng)”無法直接觀察到，需要感受體驗(yàn)。磁極間的作用是舊知，但可從體驗(yàn)中獲取感悟：磁體周圍存在一種看不見的物質(zhì)——“場(chǎng)”。創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)性問題，可以從熟知的事物喚醒興趣，從熟知中獲取新知，讓學(xué)生學(xué)得順利、學(xué)得有效。

2.注重科學(xué)方法的滲透

科學(xué)方法的滲透，意在培養(yǎng)學(xué)生的思維方法，幫助學(xué)生厘清學(xué)習(xí)物理的思路與方法。在當(dāng)前初中物理教學(xué)中，需要滲透的科學(xué)方法主要包括控制變量法、轉(zhuǎn)化法、物理模型法、觀察比較法等，這些科學(xué)研究方法可以應(yīng)用在不同知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)中。有些物理現(xiàn)象無法用肉眼看到，如磁性、磁場(chǎng)，而采用了一定的科學(xué)方法，就能讓學(xué)生觀察、了解事物的本質(zhì)。在“磁場(chǎng)”概念的教學(xué)中，除了多處用到觀察比較法外，在“問題3”中重點(diǎn)滲透了轉(zhuǎn)化法，并且從思維難度上設(shè)置了不同的梯度，讓學(xué)生在自主探索與不斷思考的過程中加深對(duì)物理本質(zhì)的理解。

3.凸顯邏輯之美

問題導(dǎo)學(xué)呈現(xiàn)的不僅僅是知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，更重要的是呈現(xiàn)嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)。片段與片段之間，問題與問題之間，相互銜接，螺旋上升，展現(xiàn)物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的邏輯之美。本節(jié)課中設(shè)置的問題鏈，可引導(dǎo)學(xué)生挖掘物理知識(shí)間的邏輯之美，提高學(xué)生知識(shí)、能力、素養(yǎng)等方面的水平。特別是“問題4”，描述磁場(chǎng)的方法是以邏輯推理的方式設(shè)問的，由此引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、感悟各實(shí)驗(yàn)之間的邏輯性，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 吳志明.“基于生活的問題導(dǎo)學(xué)策略”的實(shí)踐研究 [J].江蘇教育，2015（1）：37-39.

[2] 晉興強(qiáng)，吳偉. 磁感應(yīng)強(qiáng)度概念教學(xué)之我見[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018（2）：43-45.

[3] 傅美. 試述初中物理教學(xué)中的問題導(dǎo)學(xué)法[J].中學(xué)教學(xué)參考，2012（32）：39.

（責(zé)任編輯 易志毅）