肖敏

摘 要：現(xiàn)階段，部分教師在高中物理實(shí)驗(yàn)課上要求學(xué)生按照教師的要求完成實(shí)驗(yàn)，這其實(shí)仍然是一種灌輸式的教學(xué)方式，學(xué)生的思維沒有得到鍛煉，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰]有得到加強(qiáng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求教師啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)，這就要求教師以問題引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)探究，使物理實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：物理展示課；開放性問題；科學(xué)素養(yǎng)

在一節(jié)省級(jí)物理展示課上，一位老師上物理實(shí)驗(yàn)課。他先是詳細(xì)地講解了實(shí)驗(yàn)原理、步驟和注意事項(xiàng)，還進(jìn)行了示范，然后請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)后得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這節(jié)實(shí)驗(yàn)課教師詳盡講解，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，表面上看是有板有眼、秩序井然，但是我們深入思考一下，學(xué)生在這節(jié)課上學(xué)習(xí)到了什么呢？我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生只是“依葫蘆畫瓢”，“復(fù)制”了教師的實(shí)驗(yàn)操作過程，實(shí)質(zhì)上學(xué)生有操作、無思考，有行動(dòng)、無熱情，盡管實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)“完美”，但其實(shí)這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式?jīng)]有充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教育功能，很容易挫傷學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，更不用談培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力了。

那么，如何在物理實(shí)驗(yàn)課上實(shí)現(xiàn)手、眼、腦的綜合運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、分析能力呢？我們可以嘗試通過問題來引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究性的物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新精神。

一、啟發(fā)性問題引領(lǐng)學(xué)生思維啟動(dòng)

愛因斯坦指出：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更為重要”。心理學(xué)研究表明，人的思維是由問題開始的，對(duì)于物理探究學(xué)習(xí)來說，發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是進(jìn)行科學(xué)探究的前提。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)該使用一些策略為學(xué)生提供必要的支持，為學(xué)生搭建思維的平臺(tái)，可以設(shè)計(jì)一些具有趣味性的情景來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、探究科學(xué)的興趣，引發(fā)學(xué)生提出恰當(dāng)?shù)?、有質(zhì)量的問題。

例如，在“探究功與速度變化的關(guān)系”這節(jié)實(shí)驗(yàn)課上，我拿了一根橡皮筋，問學(xué)生：“我們要利用橡皮筋來探究功與速度變化的關(guān)系，那么我們?cè)鯓觼頊y(cè)量橡皮筋做功的大小呢？”學(xué)生由于還沒有學(xué)習(xí)彈性勢(shì)能的表達(dá)式，因此，這個(gè)問題使學(xué)生迅速進(jìn)入了思考狀態(tài)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。我又說：“我們雖然沒有學(xué)習(xí)過彈性勢(shì)能的表達(dá)式，但是我們可以通過控制兩根橡皮筋的長(zhǎng)度來得到相同大小的彈性勢(shì)能。這對(duì)我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)有沒有啟發(fā)呢？”

學(xué)生通過討論和嘗試后說：“我們可以用不同數(shù)量的橡皮筋來確定做功的倍數(shù)。”這一想法使大多數(shù)學(xué)生茅塞頓開，迅速確定了實(shí)驗(yàn)方案，開始動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)了。

在物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，我們應(yīng)以啟發(fā)式提問引入新課，問題的創(chuàng)設(shè)要緊扣學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，讓學(xué)生在猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)、觀察、驗(yàn)證、合作交流的過程中，體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展與變化，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)不斷探索的熱情和欲望。

二、引導(dǎo)性問題，引領(lǐng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)以知識(shí)為本，以教師為中心，教師包辦過多，學(xué)生動(dòng)手太少。在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程中，有些教師怕學(xué)生聽不懂，或者擔(dān)心學(xué)生在操作過程中會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤，所以就詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟、注意事項(xiàng)，甚至連實(shí)驗(yàn)結(jié)果都提前告訴學(xué)生。教師在教學(xué)過程中過分強(qiáng)調(diào)向?qū)W生傳授知識(shí)，忽視了對(duì)學(xué)生“過程與方法”和“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”的培養(yǎng)。

根據(jù)認(rèn)知理論，物理課堂教學(xué)過程應(yīng)該是以不斷地提出問題并解決問題的方式來獲取新知識(shí)的問題性思維過程。提出問題的實(shí)質(zhì)在于揭示事物的矛盾，引起主體內(nèi)心的沖突，動(dòng)搖主體已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)，從而喚起思維，激發(fā)其內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生進(jìn)入問題探索者的角色，真正參與到物理學(xué)習(xí)活動(dòng)之中，達(dá)到掌握知識(shí)、訓(xùn)練思維能力、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的目的。

例如，在實(shí)驗(yàn)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”中，我們可以通過這些問題引領(lǐng)學(xué)生的思維。

問題1：如何研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系而不受其他因素

的影響？

問題2：如何消除實(shí)驗(yàn)中摩擦力的影響？

問題3：在實(shí)驗(yàn)中，小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量與重物質(zhì)量有什么關(guān)系？為什么？

問題4：怎樣操作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器？

問題5：如何選擇紙帶？

問題6：如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？作圖時(shí)要注意什么？

問題7：在實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)哪些誤差？如何減小誤差？

在實(shí)驗(yàn)操作過程中，通過引導(dǎo)性問題將整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程串聯(lián)起來，既充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，又突出了學(xué)生的主體地位。學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，將問題探究過程置于具體情境之中，有助于激發(fā)學(xué)生問題探究能力的生成，有助于培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的遷移。

三、開放性問題引領(lǐng)學(xué)生民主討論

要培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，首先要營(yíng)造寬松、和諧的教學(xué)氛圍，建立平等、民主的師生關(guān)系，教師應(yīng)放棄高高在上的權(quán)威地位，以平等的姿態(tài)，成為學(xué)生的良師益友，變“我說你聽”為一起討論，共同研究，相互交流。教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、大膽質(zhì)疑，鼓勵(lì)學(xué)生求新求異，正確對(duì)待學(xué)生的提問，挖掘其可貴之處。只有這樣，才能為問題意識(shí)這顆種子提供適宜的土壤，從而有利于其生根發(fā)芽、開花結(jié)果。

例如，在實(shí)驗(yàn)“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”中，由于電表內(nèi)阻的影響，從而使金屬導(dǎo)線電阻測(cè)量值偏小，我提出了這樣一個(gè)問題：如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路，消除由于電表內(nèi)阻的影響而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差？通過學(xué)生分組討論，提出了多種方案，如：等效替代法、附加電阻法等等。

在課堂上，由學(xué)生自己介紹方案，民主討論其可行性，我也坐在課堂上當(dāng)起了“學(xué)生”，我們共同對(duì)提出的方案進(jìn)行相互交流、探討，在不同觀點(diǎn)的碰撞中，每一位學(xué)生都有展示自己的機(jī)會(huì)。當(dāng)出現(xiàn)了有分歧、沖突的問題時(shí)，我做出適當(dāng)?shù)氖鑼?dǎo)和辨析，使學(xué)生能夠把握思考的方向。在自由民主的氛圍中，每位學(xué)生暢所欲言，活躍了學(xué)生的思維，充分培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)和創(chuàng)造能力。

四、未知性問題引領(lǐng)學(xué)生思維拓展

物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且环N綜合能力。在一些課外探究課題中，有一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是未知的，需要學(xué)生通過探究來完成，這就要求學(xué)生沖破現(xiàn)存觀念的束縛，克服思維定勢(shì)的影響去進(jìn)行思考。我們要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際，讓學(xué)生設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的實(shí)施方案，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的方法之一。

例如，在課題實(shí)驗(yàn)“如何提高燃?xì)庠畹臒省敝?，這一現(xiàn)象在生活中司空見慣，但是很多學(xué)生沒有經(jīng)過深入的思考。當(dāng)提出這一課題后，學(xué)生都很有探究的興趣，積極思考，提出了自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。

我們首先要了解水在不同溫度下散熱的快慢，即不同溫度下單位時(shí)間熱水向空氣散發(fā)熱量的值。還要了解當(dāng)以某一恒定火力加熱時(shí)，水在不同溫度下單位時(shí)間水的內(nèi)能增加量。如何測(cè)量這兩個(gè)值呢？學(xué)生采取分組討論、合作探究的方式，在家里進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。教師對(duì)探究過程不作具體安排，主要由學(xué)生小組進(jìn)行自主探究。

在這一過程中，教師只需提出實(shí)驗(yàn)課題或?qū)嶒?yàn)要求，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，搜集實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從探究課題的選定、方案的制訂、實(shí)驗(yàn)的操作、結(jié)果的分析處理到結(jié)論的總結(jié)、展示、交流，學(xué)生都有很大的自主性，在幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這就要求學(xué)生在確定的目標(biāo)下，在不同情況下善于應(yīng)變，使學(xué)生的分析能力、抽象概括能力、綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)法創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)境和條件，讓學(xué)生親身參與探究，力求喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)他們探索的興趣和動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。問題是教育的起點(diǎn)，也是教育的終點(diǎn)。讓學(xué)生帶著問題走進(jìn)課堂，通過學(xué)習(xí)探索，帶著更深刻，甚至更多的問題走出課堂，這樣才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

滕小坤.以問題之匙，開啟物理探究性學(xué)習(xí)之門[J].數(shù)理化解題研究，2010（11）.

（作者單位 江蘇省常熟市中學(xué)）

編輯 段麗君