柏楊 翟元國(guó)

(揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225002)(揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225002)

蘇聯(lián)教育家維果茨基認(rèn)為：教育對(duì)學(xué)生的發(fā)展能起到主導(dǎo)作用和促進(jìn)作用，但需要確定學(xué)生發(fā)展的兩種水平,一種是已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平；另一種是可能達(dá)到的發(fā)展水平，表現(xiàn)為“學(xué)生還不能獨(dú)立地完成任務(wù)，但在成人的幫助下，在集體活動(dòng)中，通過模仿，卻能夠完成這些任務(wù)”.這兩種水平之間的距離，就是“最近發(fā)展區(qū)”.

由此可見，當(dāng)教學(xué)內(nèi)容處于其“最近發(fā)展區(qū)”時(shí)，教學(xué)不僅可行而且有效,有效教學(xué)的標(biāo)志，就是不斷地把學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”轉(zhuǎn)換為“現(xiàn)有發(fā)展水平”，也就是不斷地創(chuàng)造新的更高水準(zhǔn)的“最近發(fā)展區(qū)”.在“最近發(fā)展區(qū)”的不斷升級(jí)中，學(xué)生的積極性得到調(diào)動(dòng)，潛能得到發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)教育對(duì)學(xué)生發(fā)展的主導(dǎo)作用和促進(jìn)作用.

以問題為中心的課堂教學(xué)，應(yīng)立足“最近發(fā)展區(qū)”，用追問的形式，有效幫助學(xué)生走過“最近發(fā)展區(qū)”.追問并不是說隨意提出一串雜亂無章、令人眼花繚亂的問題，而應(yīng)機(jī)智靈活地提出由淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)的多個(gè)問題，體現(xiàn)出明顯的程序性；追問的問題難度不等、相對(duì)獨(dú)立，卻又環(huán)環(huán)相扣、依序遞進(jìn)，可以促使學(xué)生在一個(gè)又一個(gè)問題解答的過程中，由表及里、由淺入深地認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平提升到可能達(dá)到的發(fā)展水平.那么，如何立足于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”進(jìn)行 “追問” 設(shè)計(jì)呢？筆者結(jié)合近兩年的四節(jié)獲獎(jiǎng)?wù)n例，談?wù)劇白穯枴钡牟呗?

1 以故引新在追問中實(shí)現(xiàn)問題的發(fā)展

教學(xué)實(shí)踐中我們感到，在新授課中，教師能以學(xué)生為主體，設(shè)立問題情境，充分借助學(xué)生已有的發(fā)展水平，立足“最近發(fā)展區(qū)”，通過有序的追問，能不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生積極思考，使課堂充滿活力，在“追問”中實(shí)現(xiàn)問題的發(fā)展.

教學(xué)片斷1：教科版普通高中物理必修2，“曲線運(yùn)動(dòng)”一節(jié)中關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件探究教學(xué).

情境：觀察嫦娥探月衛(wèi)星的發(fā)射升空和奔月的模擬視頻.

問題：發(fā)射火箭點(diǎn)火后，先做什么運(yùn)動(dòng)？進(jìn)入軌道后做什么運(yùn)動(dòng)？

回答：先做直線運(yùn)動(dòng)，后做曲線運(yùn)動(dòng).(已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平)

追問：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么呢？(將達(dá)到的發(fā)展水平)

為能拓展學(xué)生的思路，教師做了兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：①單擺的運(yùn)動(dòng)；②小球平拋運(yùn)動(dòng).

追問：上述兩例中有什么共同之處？要求學(xué)生畫出上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中小球的受力分析示意圖，并標(biāo)出任一時(shí)刻的速度方向.(最近發(fā)展區(qū))

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生分析、發(fā)現(xiàn),做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線上.(完成將達(dá)到的發(fā)展水平)

追問：能否自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這一論斷？(問題發(fā)展)

學(xué)生設(shè)計(jì)了讓小鋼球從直軌道上滾出，再從磁鐵旁邊滾過，看小鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無磁鐵時(shí)，小鋼球沿直線運(yùn)動(dòng)；有磁鐵時(shí)，小鋼球從磁鐵旁邊滾過時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng).從而用實(shí)驗(yàn)證明了上述觀點(diǎn).(完成達(dá)到的發(fā)展水平)

追問：能否用理論證明這一結(jié)論？(問題發(fā)展)

提示：牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律告訴我們什么？(已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平)

追問：能否用牛頓第二定律給出上述實(shí)驗(yàn)的理論解釋呢？(最近發(fā)展區(qū))

學(xué)生通過理論研究歸納出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.(完成新的將達(dá)到的發(fā)展水平)

2 逐級(jí)登階在追問中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的發(fā)展

在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，通過一個(gè)接一個(gè)的“追問”和解決，學(xué)生的思維被緊緊吸引在對(duì)物理問題的探究之中；隨著問題的逐步深入，學(xué)生在老師和同學(xué)的幫助下拾階而上，順利的從已有發(fā)展水平到達(dá)可能達(dá)到的發(fā)展水平，在追問中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的發(fā)展.

教學(xué)片段2：教科版普通高中物理選修3-3第一章第二節(jié)“用油膜法測(cè)油酸分子的大小”

問題：給你一把直尺，如何能較為準(zhǔn)確地測(cè)出一張紙的厚度？(構(gòu)建物理情境)

解決：測(cè)多算少.(已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平)

追問：分子的線度大約是10-10m，你有什么辦法測(cè)出一個(gè)分子線度嗎？(將達(dá)到的發(fā)展水平)

解決：讓1億個(gè)分子緊密排成一排，測(cè)出寬度，除以108，得出一個(gè)分子的大小.

追問：怎樣才能將1億個(gè)分子緊密排成一排呢？(最近發(fā)展區(qū))

學(xué)生茫然.為幫助學(xué)生走進(jìn)最近發(fā)展區(qū)，老師設(shè)計(jì)新的問題來引導(dǎo)學(xué)生思考.

問題：有一瓶沙子，體積約為V=1 L，已知每粒沙子的直徑約為d=0.5 mm，如果要把沙子一粒緊挨著一粒平鋪到水平面上，則平鋪面積有多大？(構(gòu)建物理情境)

追問：水分子的直徑約為D=0.40 nm，若把水分子看成是球形的，那么,質(zhì)量為1 g的水的所有水分子一個(gè)緊挨著一個(gè)緊密平鋪，面積約為多少平方米？(最近發(fā)展區(qū))

代入數(shù)據(jù)得

S=2 500 m2生驚嘆，面積有這么大！

追問：在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室里，有量筒、刻度尺，怎樣粗略測(cè)定分子的大??？(將達(dá)到的發(fā)展水平)

討論：取很少的水，如為0.01 mg的水，則面積約為250 cm2.

追問：怎么取0.01 mg的水？學(xué)生交流討論，有人提出用極細(xì)的針頭滴一滴來獲取.

追問：即使能取得0.01 mg的水，怎么才能得到單分子層的水膜？

學(xué)生茫然無措.老師提示學(xué)生閱讀教材.(最近發(fā)展區(qū))

追問：教材中介紹了用油酸粗略測(cè)定分子直徑的科學(xué)依據(jù)是什么？

討論：結(jié)合化學(xué)課學(xué)到的知識(shí)，油酸(C17H33-COOH)雖然不溶于水，但其中的羧基具有親水性，而烴鏈具有親油性，所以，當(dāng)油酸滴到水面時(shí)，每一個(gè)油酸分子的羧基部分會(huì)極力地爭(zhēng)取到與水面接觸而“直立”在水面上，從而完全展開，在水面形成單分子層.

問題：油酸的摩爾質(zhì)量是282 g/mol，密度約為0.6 g/cm3，要想得到約250 cm2左右的油酸單分子層面積，約需要多少g的油酸？

解決：通過計(jì)算可知約為0.002 mg.生驚呼！太小了，無法取.

追問：怎么辦？(更高一級(jí)將達(dá)到的發(fā)展水平)

解決：學(xué)生再次展開激烈的討論，提出用稀釋的方案.將油酸溶于酒精，制成油酸酒精溶液.……

追問：油酸和水都是無色的液體，怎么找出油酸的面積呢？……

3 變式拓展在追問中實(shí)現(xiàn)方法的發(fā)展

在習(xí)題課教學(xué)中，從學(xué)生已有發(fā)展區(qū)出發(fā)，通過變式拓展，將學(xué)生的思維引入“最近發(fā)展區(qū)”，在“追問”中不斷提升，達(dá)到更高的發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)方法的發(fā)展.

教學(xué)片段3：非線性元件的工作點(diǎn)隨電壓或電流變化的研究

【例題】(2004上海高考物理試卷的第18題)小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別為小燈泡上的電流和電壓)：

I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0～10 Ω)、電源、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干.

(2)在右圖中畫出小燈泡的U-I曲線.

(3)如果實(shí)驗(yàn)中電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V，內(nèi)阻是2.0Ω，問：將本題中的小燈泡接在該電池的兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？(簡(jiǎn)要寫出求解過程：若需作圖，可直接畫在第(2)小題方格圖中)

圖1

由于小燈泡的電阻隨溫度的變化不是線性關(guān)系，所以，用函數(shù)法是難以解決問題的，但利用伏安特性曲線，可以很方便地得到問題的解，只要在上述的U-I圖線上畫出小燈泡伏安特性曲線和電源的外伏安特性曲線，兩圖線的交點(diǎn)，就是小燈泡的工作點(diǎn)，如圖1所示.其交點(diǎn)處的U與I的比值為小燈泡實(shí)際電阻，U與I的積為小燈泡的實(shí)際功率.教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問題學(xué)生一般已會(huì)解決，但如果將題目的條件稍加變化，學(xué)生往往就一籌莫展，其根本原因還是對(duì)問題的本質(zhì)沒有清晰的認(rèn)識(shí).因此,我們做變式訓(xùn)練，在追問中實(shí)現(xiàn)方法的發(fā)展.

追問1：若將兩個(gè)一樣的小燈泡并聯(lián)接在該電池的兩端，小燈泡的實(shí)際功率是多少？(將達(dá)到的發(fā)展水平)

圖2

圖3

追問3：若一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電池與一個(gè)定值電阻R,小燈泡L組成串聯(lián)電路，已知L的伏安特性曲線，小燈泡的實(shí)際功率是多少？

方法總結(jié)：由以上討論可知，找出非線性元件的工作點(diǎn)問題可以歸納為一個(gè)電池和一個(gè)燈泡的問題，用E=U+Ir來解決，只要合理地找出等效電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，可以作出電池的外伏安特性曲線與小燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)，可方便地得到小燈泡的實(shí)際電壓、電流、電阻和電功率.

4 乘勝追擊在追問中實(shí)現(xiàn)能力的發(fā)展

在創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，用“追問”的方法，使學(xué)生既聯(lián)系了學(xué)過的知識(shí)，利用已有發(fā)展的水平，又能在老師“追問”的主導(dǎo)下，乘勝追擊，開拓、創(chuàng)新，穿越最近發(fā)展區(qū)，成功到達(dá)將達(dá)到的發(fā)展水平，在追問中實(shí)現(xiàn)能力的發(fā)展.

教學(xué)片段4：電容器的電容概念的建立.

在創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，通過不斷地追問，學(xué)生的物理的問題越來越明確，解決的方案越來越優(yōu)化，應(yīng)用知識(shí)的水平越來越提高.

參考資料

1 人民教育出版社編輯室.全日制普通高中物理必修2.選修3-1.選修3-3(教科版).北京：人民教育出版社，2003

2 張春興，教育心理學(xué).杭州：浙江教育出版社,第一版.1998.5