基于“四何”問題的高三物理實(shí)驗(yàn)題評(píng)講課教學(xué)實(shí)踐研究

【摘要】：物理學(xué)是一門基于觀察和實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中占據(jù)很重要的位置，高考的實(shí)驗(yàn)題更是我們得分的重要陣地，高三的學(xué)生們?cè)诮鈱?shí)驗(yàn)題的時(shí)候會(huì)覺得無從下手，究其原因是學(xué)生習(xí)慣了依靠由老師提出問題，再由問題帶動(dòng)思維，而缺失了自己提問題的能力，其實(shí)對(duì)于高三的學(xué)生，經(jīng)過高一高二兩年的學(xué)習(xí)，頭腦里已經(jīng)有了一定的信息存儲(chǔ)量，因此在高三的復(fù)習(xí)備考階段，最重要的問題是如何有序地讓學(xué)生調(diào)動(dòng)頭腦中存儲(chǔ)的信息來解題。本文試述如何以“四何”問題形成固定“問題鏈”讓學(xué)生學(xué)會(huì)有序地調(diào)動(dòng)頭腦中存儲(chǔ)的信息，總結(jié)出思考實(shí)驗(yàn)題的解題思路。

【關(guān)鍵詞】：實(shí)驗(yàn)題、有序、“四何”問題、問題鏈

一、實(shí)驗(yàn)題在高三備考中的重要性以及評(píng)講過程中遇到的問題

物理學(xué)是一門基于觀察和實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，其學(xué)科的核心素養(yǎng)是：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。實(shí)驗(yàn)題是考查物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段之一。因此，物理科的考試從初中到高中，從小考到大考，實(shí)驗(yàn)題都占了相當(dāng)大的分值。因而，在高考備考中，實(shí)驗(yàn)題的備考也是整個(gè)高三物理備考的重要組成部分。

基于我們學(xué)校的生源，以全國(guó)卷的難度標(biāo)準(zhǔn)，在高考備考過程中，我們必須要有所取舍，而實(shí)驗(yàn)題則是我們得分的重要陣地。因此高三的每次月考或統(tǒng)考的實(shí)驗(yàn)題我們都會(huì)認(rèn)真的評(píng)講。在實(shí)驗(yàn)題評(píng)講的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多的學(xué)生會(huì)反映實(shí)驗(yàn)題里的實(shí)驗(yàn)都不是書本里的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)從來都沒有實(shí)際操作過，有時(shí)候甚至不知道這個(gè)實(shí)驗(yàn)到底在做什么，解題更是無從下手，總是希望老師能教會(huì)他們一個(gè)解實(shí)驗(yàn)題的“套路”。

二、教學(xué)中的“四何”問題

教學(xué)是由問題構(gòu)成的，教學(xué)的一切都可以說成是問題的衍生物（朱德全，2002）。問題是教學(xué)邏輯的起點(diǎn)，幾乎所有的教學(xué)活動(dòng)都與各種形式的問題有關(guān)。教學(xué)問題的設(shè)計(jì)能夠讓教師預(yù)先構(gòu)造好教學(xué)思考的框架，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的持續(xù)發(fā)展。因此，在各學(xué)科的教學(xué)研究中都會(huì)有對(duì)于利用設(shè)問提高課堂有效性的研究，但這些研究大多是在教師的教學(xué)設(shè)計(jì)層面出發(fā)，由于每節(jié)課的內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)都不一樣，教師對(duì)課程進(jìn)行剖析后提煉出不同的“問題”，并以問題帶動(dòng)學(xué)生的思維。然而，筆者在高三的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生經(jīng)常會(huì)跟老師說：“這道題經(jīng)過老師講評(píng)就覺得很簡(jiǎn)單，但讓自己獨(dú)立完成又覺得很難。”出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)閷W(xué)生習(xí)慣了依靠老師提問帶動(dòng)思維，而缺乏了自己思考提問的能力。

歐陽(yáng)文在其文章《學(xué)生無問題意識(shí)的原因和問題意識(shí)的培養(yǎng)》中認(rèn)為學(xué)生缺乏問題意識(shí)主要是由于信息障礙，分析主要原因有以下兩點(diǎn)：（1）信息儲(chǔ)存經(jīng)常處于無序狀態(tài)，學(xué)生有問題時(shí)很難調(diào)出信息。（2）掌握了一定的信息之后，學(xué)生遇到問題就會(huì)習(xí)慣成自然懶于思考，思維上的惰性直接影響學(xué)生問題意識(shí)的產(chǎn)生。問題是啟發(fā)思維的源泉，一個(gè)人的頭腦中產(chǎn)生問題才會(huì)促使他去思考，想辦法來解決這些問題，任何事物，如若沒有問題，就會(huì)沒有發(fā)展。筆者認(rèn)為要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力的先決條件是：讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出問題，一個(gè)有創(chuàng)造力的教師應(yīng)該教給學(xué)生面對(duì)大量信息應(yīng)該如何提出問題的方法。然而，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下很多學(xué)生都習(xí)慣于聽老師講，形成了老師提問學(xué)生回答的思維方式，學(xué)生沒有提問的習(xí)慣和技能，或者有提問的想法但是不懂得如何科學(xué)地表達(dá)自己的問題。

對(duì)于高三的學(xué)生，經(jīng)過高一高二兩年的學(xué)習(xí)，頭腦里已經(jīng)有了一定的信息存儲(chǔ)量，因此在高三的復(fù)習(xí)備考階段，最重要的問題是如何有序地讓學(xué)生調(diào)動(dòng)頭腦中存儲(chǔ)的信息來解題。針對(duì)高三實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為教師可以利用“四何”問題設(shè)計(jì)形成一個(gè)固定的“問題鏈”，讓學(xué)生利用“四何”問題這一思維套路去解題是一個(gè)有效的方法。它可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)有序地提取信息，逐漸形成自己“提問”，并且用問題去帶動(dòng)思考，最終有效地解決問題的解題習(xí)慣。

美國(guó)的教育學(xué)家伯尼斯·麥卡錫（Bernice McCarthy）總結(jié)提煉一套完整的4MAT模型教學(xué)法，在麥卡錫的4MAT模式中，曾采用“四何”問題分類法，即“是何、為何、如何、若何”。

1. 是何（what）：一般是指定義性問題、事實(shí)性問題，該類問題的解決意味著學(xué)生已經(jīng)獲取了該事實(shí)性知識(shí)。

如：什么是重力？--本質(zhì)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)要做什么？--內(nèi)容

學(xué)習(xí)的基本方式：信息搜集、記憶、理解。麥卡錫認(rèn)為“具體一行動(dòng)”型學(xué)習(xí)者偏好“是何”類問題，關(guān)注概念。對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：透徹掌握概念。

2. 為何（why）：表示目的與理由的問題，說明為什么，有關(guān)目的、價(jià)值、意義、理由的問題。指向原理、法則、邏輯等問題，該類問題的解決意味著原理性知識(shí)的獲取。

如：物體為什么會(huì)受到重力的作用？—原由

這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么這樣做？--目的

學(xué)習(xí)的基本方式：反思、信息搜集，也可通過探究獲得。麥卡錫認(rèn)為“具體反思”型學(xué)習(xí)者偏好“為何”類問題，關(guān)注意義。對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：把握學(xué)習(xí)價(jià)值。

3. 如何（how）：一些表示方法、途徑與狀態(tài)的問題，說明怎么樣，用什么方法、手段、途徑，處于怎樣的狀態(tài)或情況等問題。指向表示方法、途徑與狀態(tài)，如技能與流程性問題等該類問題的解決意味著策略性知識(shí)的獲取。

例如：為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模@個(gè)實(shí)驗(yàn)是怎樣做的？--方式、方法

學(xué)習(xí)的基本方式：方式--在做中學(xué)習(xí)，也就是只有通過經(jīng)歷才能獲得經(jīng)驗(yàn)。狀態(tài)--在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)。麥卡錫認(rèn)為“抽象--行動(dòng)”型學(xué)習(xí)者偏好“如何”類問題，關(guān)注應(yīng)用。對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：積極操練技能。

4. 若何（if）：一些表示情境條件變化的問題，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，“如果要是”“是否”“即使”等情況下的問題。條件發(fā)生變化可能產(chǎn)生新結(jié)果的問題，如：假設(shè)性問題等，該類問題的解決意味著創(chuàng)造性知識(shí)的獲取。

如：如果不用這個(gè)方法，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以怎樣做？

學(xué)習(xí)的基本方式：猜想，情境中學(xué)習(xí)，發(fā)散與創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)。麥卡錫認(rèn)為“抽象--反思”型學(xué)習(xí)者“若何”類問題，關(guān)注創(chuàng)造。對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)功能是：靈活自如運(yùn)用。

三、利用“四何”問題解決高三物理實(shí)驗(yàn)題

高三的實(shí)驗(yàn)題的難點(diǎn)在于經(jīng)常會(huì)有一些創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生看到這些與書本實(shí)驗(yàn)不一樣的做法就會(huì)覺得“無從下手”，即使頭腦中有很多相關(guān)的信息存儲(chǔ)也不知道該提取哪條。筆者認(rèn)為可以用“四何”問題組成的問題鏈：是何（what） ? ? 如何（how）為何（why）若何（if），指引思考的方向，有序調(diào)動(dòng)學(xué)生頭腦中的信息存儲(chǔ)。讓學(xué)生每次拿到實(shí)驗(yàn)題時(shí)，一問“是何”：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要做什么？由此引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗慷枺骸叭绾巍保簽榱诉_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模@個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何做的？由此引導(dǎo)學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)步驟。三問“為何”：這個(gè)實(shí)驗(yàn)為何要這樣做？由此引導(dǎo)學(xué)生深究實(shí)驗(yàn)原理。四問“若何”：為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模@個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以怎樣做？由此開拓學(xué)生思維，舉一反三。這樣做可以讓學(xué)生慢慢學(xué)會(huì)自己提問并以問題帶動(dòng)思維，最終解決問題。下面筆者以評(píng)講2019年廣州市一測(cè)的23題為例，試述“四何”問題在實(shí)驗(yàn)題評(píng)講中的應(yīng)用：

23.用如圖a所示的電路測(cè)量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。

（1）開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移至 ? ? ?端（填“A”或“B”）。

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的阻值，并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式：Rt= ? ? （Ω）。

（3）鉑的電阻對(duì)溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計(jì)。請(qǐng)利用開關(guān)、導(dǎo)線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源（調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)可以選擇不同的輸出電流，且輸出電流不隨外部條件的變化而變化），設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電阻溫度計(jì)并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖。

（4）結(jié)合圖b的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A，當(dāng)選用的電表達(dá)到滿偏時(shí)，電阻溫度計(jì)所測(cè)溫度為℃

。如果要提高該溫度計(jì)所能測(cè)量的最高溫度值，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N可行的方法： ? ? ? ? ? ? 。

利用“四何”問題的評(píng)講過程如下：

一問“是何”（What）：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要做什么？從題目里可以輕易找到答案：測(cè)量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。這樣可以讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

二問：“如何”（How）：為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模@個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何做的（書本里的實(shí)驗(yàn)是如何做的？題目實(shí)驗(yàn)又是如何做的？）？這個(gè)問題可以引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的具體步驟。學(xué)生回憶平時(shí)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室測(cè)電阻的方法（伏安法測(cè)電阻或者直接用多用電表測(cè)量）---有序調(diào)動(dòng)學(xué)生的信息存儲(chǔ)。此時(shí)，根據(jù)題目所給的電路圖，就可以看到這道實(shí)驗(yàn)題用的就是伏安法測(cè)電阻。這兩個(gè)問題解決以后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)就清晰了，要用伏安法測(cè)電阻，為了保護(hù)電路，要連接一個(gè)滑動(dòng)變阻器，讓電路中的電流從小逐漸增大，第（1）小題就解決了，第（2）小題直接就是數(shù)學(xué)問題，根據(jù)圖像寫出函數(shù)關(guān)系式就可以了。

三問：“為何”（Why）：這個(gè)實(shí)驗(yàn)為何要這樣做？第（3）小題為什么要給你一個(gè)恒流電源？這個(gè)問題可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)了解題目的意圖，帶著這個(gè)問題學(xué)生就可以想到它可以替代電流表。這樣，（3）（4）小題就可以迎刃而解了。

四問：“若何”（If）：如果不用伏安法還有什么方法可以測(cè)量電阻呢？這里老師可以給出具體條件 1.如果沒有恒流電源和電壓表，而另外給一個(gè)電流表和一個(gè)500Ω的定值電阻，應(yīng)該如何測(cè)電阻呢？2. 如果是給你一個(gè) 電阻箱和開關(guān)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還能怎樣做？要求學(xué)生畫出對(duì)應(yīng)的電路圖。

3.如果沒有恒流電源和流表，而另外給一個(gè)電流表和一個(gè)5Ω的定值電阻呢？

這樣做可以讓學(xué)生拓寬思路，舉一反三，并復(fù)習(xí)儀表改裝的知識(shí)、復(fù)習(xí)電阻箱的特點(diǎn)和用法。評(píng)講完這道題以后，老師找一到同類型的實(shí)驗(yàn)題讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生自己按照：是何（what）如何（how）為何（why）若何（if）的思路進(jìn)行解題，讓學(xué)生逐步形成好的思維習(xí)慣，以不變應(yīng)萬變。

四、小結(jié)

在高三備考中每當(dāng)復(fù)習(xí)到實(shí)驗(yàn)題的時(shí)候，都采用上述的“四何”問題組成的“問題鏈”引導(dǎo)學(xué)生解題，慢慢地筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們拿到一道實(shí)驗(yàn)題的時(shí)候，不再會(huì)無從下手了，他們也會(huì)自己去用“四何”問題來提問，帶動(dòng)思維，有序調(diào)動(dòng)信息儲(chǔ)備，最終解決問題。當(dāng)然，如果學(xué)生所掌握的信息量不足以提出問題，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生問題意識(shí)的缺失，要想在高三的實(shí)驗(yàn)題中很好地運(yùn)用“四何”，書本中講到的實(shí)驗(yàn)基本原理以及各物理實(shí)驗(yàn)儀器的使用原理這些基礎(chǔ)的知識(shí)還是必須要在高三的一輪復(fù)習(xí)中夯實(shí)的。只有信息儲(chǔ)備量充足，再配合有效的解題思路，才能有序地調(diào)動(dòng)信息儲(chǔ)備，解決問題。

【參考文獻(xiàn)】：

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【2】歐陽(yáng)文.學(xué)生無問題意識(shí)的原因和問題意識(shí)的培養(yǎng).湘潭大學(xué)學(xué)報(bào)【J】1999.01 129 頁(yè)

【3】 高中思想政治課的有效設(shè)問研究 陳亞娟-《蘇州大學(xué)碩士論文》-2015-10-01

【4】[美] 伯尼斯·麥卡錫，丹尼斯·麥卡錫 著，陳彩紅，莊承婷 譯《自然學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)》

【5】朗小勇，祝智庭.教學(xué)問題設(shè)計(jì)研究：有效性與支架[J].中國(guó)電化教育，2005（10）：49-53

作者簡(jiǎn)介：朱梅（1978.9）廣東人，漢，本科，教師，研究方向：高中物理教學(xué)