高春花

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，突出了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生不再死記實(shí)驗(yàn)，而是理解實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)方法，達(dá)到融會(huì)貫通的目的，有效促進(jìn)其知識(shí)的內(nèi)化，發(fā)展思維能力，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，有利于落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}；引導(dǎo)；探究；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）5-0072-3

1 引 言

新課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見(jiàn)稿）提出了培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，具體包括物質(zhì)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等4個(gè)方面。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有效途徑。實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基石，同時(shí)也是物理學(xué)科的魅力所在。在教學(xué)現(xiàn)實(shí)中，由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維水平的不足，造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為初中物理教學(xué)的難點(diǎn)。如何才能提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，一直是擺在初中物理教師面前的課題，也是初中物理教師一直努力突破的教學(xué)難題之一。只有提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，實(shí)驗(yàn)的物理教學(xué)基礎(chǔ)性地位方能體現(xiàn)出來(lái)，也才能夠?yàn)槲锢斫虒W(xué)服務(wù)。

在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，要提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，可以有很多改善的方法，比如：增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性、增加生生和師生合作互動(dòng)等，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)突破的關(guān)鍵在于學(xué)生要清楚為什么要這樣做，即清楚實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作等背后的原因。為此可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)問(wèn)題，以問(wèn)題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考、主動(dòng)投入課堂，通過(guò)思考搞清楚實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作背后隱藏的道理，有利于學(xué)生內(nèi)化知識(shí)、理解原理、掌握方法、發(fā)展思維能力，從而落實(shí)在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

本文以初中物理八年級(jí)下冊(cè)“探究影響摩擦力大小的因素”為例，從問(wèn)題引導(dǎo)猜想、理解原理、實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析、改良實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面說(shuō)明問(wèn)題引導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)。

2 問(wèn)題引導(dǎo)理解原理培養(yǎng)物理觀念發(fā)展思維能力

實(shí)驗(yàn)原理的理解對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言十分重要，只有理解了實(shí)驗(yàn)原理學(xué)生才可能掌握實(shí)驗(yàn)，才能做到實(shí)驗(yàn)原理的遷移和融會(huì)貫通。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，改變了填鴨式灌輸實(shí)驗(yàn)原理的做法，有利于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，較好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生課堂參與的程度，能較好地突出學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，更重要的是有利于學(xué)生透徹理解實(shí)驗(yàn)原理，明白“是什么”，更清楚“為什么”，理清了實(shí)驗(yàn)的邏輯，促進(jìn)思維能力的發(fā)展。

在“探究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，可設(shè)置如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理。本實(shí)驗(yàn)中如何測(cè)出摩擦力的大??？利用了什么原理？實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)在哪里？通過(guò)這幾個(gè)問(wèn)題可以讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)摩擦力需要用到彈簧測(cè)力計(jì)，但是摩擦力不能直接測(cè)量，所以需要讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，把摩擦力的測(cè)量轉(zhuǎn)化為拉力的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的操作是要讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

3 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)科學(xué)探究能力

科學(xué)探究包括問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等方面的要素。具體指提出科學(xué)問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。

3.1 問(wèn)題引導(dǎo)猜想培養(yǎng)科學(xué)探究能力

物理方法的習(xí)得對(duì)學(xué)生的影響，遠(yuǎn)超過(guò)物理知識(shí)本身，若干年后，學(xué)生忘記了物理知識(shí)，但是物理方法卻依然在不經(jīng)意之間就用到，即學(xué)生所習(xí)得的物理方法將會(huì)成為學(xué)生的緘默知識(shí)。故而，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該抓住一切契機(jī)向?qū)W生滲透科學(xué)方法。猜想是一種十分重要的物理方法，也是十分重要的科學(xué)探究方法。猜想不是胡思亂想，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的物理情景，并在此基礎(chǔ)上設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有理有據(jù)的猜想。

在“探究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，首先學(xué)生要知道需要探究摩擦力與哪些量之間的關(guān)系，這就要需要學(xué)生進(jìn)行猜想。為了不讓學(xué)生胡思亂想，可設(shè)計(jì)如下情景：

1.到了小組換座位的時(shí)候，當(dāng)你推桌子時(shí)，桌子越重，推桌子感覺(jué)越費(fèi)勁還是越輕松？

2.推著箱子在水平地面上走，地面越粗糙感覺(jué)越費(fèi)勁還是越輕松？

接著追問(wèn)，通過(guò)以上例子，你認(rèn)為摩擦力的大小可能與哪些因素有關(guān)？通過(guò)梳理學(xué)生的猜想，分析后確定影響摩擦力大小的因素有：壓力大小、接觸面的粗糙程度。

3.2 問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)器材選擇

實(shí)驗(yàn)器材的合理選擇是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的重要前提。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，要學(xué)生思考需要什么器材，為什么要用這個(gè)器材，還可以用什么器材？問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的思考避免死記硬背實(shí)驗(yàn)器材的機(jī)械學(xué)習(xí)，對(duì)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，落實(shí)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)大有幫助。

在“探究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)猜想已經(jīng)知道摩擦力與接觸面的壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)。所以，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出摩擦力、需要改變壓力、改變接觸面的粗糙程度。實(shí)驗(yàn)器材的選取環(huán)節(jié)可以設(shè)置如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考：測(cè)摩擦力的大小需要什么器材？如何增大物體與接觸面的壓力？如何改變接觸面的粗糙程度？通過(guò)思考，學(xué)生知道：要測(cè)摩擦力需要彈簧測(cè)力計(jì)，要改變壓力大小需要有配重的物體（如：鉤碼），需要改變接觸面的粗糙程度就需要有不同的接觸面（具體做法是在長(zhǎng)木板上墊毛巾、玻璃等）。通過(guò)這些問(wèn)題的思考后實(shí)驗(yàn)器材的選擇便水到渠成。

3.3 問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果只是讓學(xué)生按照教師的要求一步步機(jī)械地往后做，不清楚為何要這樣做，這樣學(xué)生的記憶會(huì)是短暫的，即使記住了學(xué)生也不會(huì)融會(huì)貫通，更不能把實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的實(shí)驗(yàn)探究中，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是低效的，甚至是沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)意義的。通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)思考，讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)操作背后的道理、邏輯，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的理解，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的融會(huì)貫通、舉一反三。

在“探究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟。要探究摩擦力大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系，應(yīng)該采用什么探究方法？引導(dǎo)學(xué)生得出控制變量法后，可追問(wèn)如下問(wèn)題：物體在水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)接觸面的壓力等于多少？要探究摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)該改變什么？如何改變？保持什么不變？要探究摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)該改變什么？如何改變？保持什么不變？通過(guò)問(wèn)題的思考后，引導(dǎo)學(xué)生得出如下操作步驟：

1.測(cè)量摩擦力大小

用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊使其在水平木板上沿水平方向保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的二力平衡容易得出：測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊所受到的摩擦力的大小。

2.探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系

保持接觸面不變，改變物體對(duì)接觸面的壓力大小。將鉤碼添加到木塊上，重復(fù)步驟1。添加不同質(zhì)量的鉤碼，多做幾次。

3.探究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系

保持正壓力不變（不增加或減少木塊上的鉤碼質(zhì)量），改變接觸面的粗糙程度。

（1）將毛巾鋪放到木板上，再重復(fù)步驟1。

（2）將玻璃鋪放到木板上，再重復(fù)步驟1。

3.4 問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、處理、分析得出結(jié)論，是一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的收官環(huán)節(jié)，也是十分重要的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不能做完實(shí)驗(yàn)之后教師包辦代替分析得出結(jié)論。只有讓學(xué)生自己分析得出結(jié)論學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)才算成功，也才能在數(shù)據(jù)分析中習(xí)得數(shù)據(jù)處理的方法，也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論記憶深刻，這樣實(shí)驗(yàn)探究才算有意義。在這一環(huán)節(jié)，可以通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，給學(xué)生留白，把思考、分析的機(jī)會(huì)和時(shí)間還給學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生的智慧。這樣更能激發(fā)學(xué)生樂(lè)意學(xué)習(xí)的態(tài)度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

在“探究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，可設(shè)置如下問(wèn)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與你的小伙伴分享交流，看看各自的優(yōu)劣，并改善。經(jīng)過(guò)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)、同伴交流，并在教師的指導(dǎo)下，最終呈現(xiàn)如下記錄數(shù)據(jù)的表格（如表1）。

4 問(wèn)題引導(dǎo)改良實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

實(shí)驗(yàn)完成后可以通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)探究中的不足之處，并提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的建議。就本實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)驗(yàn)中最難、最關(guān)鍵的操作就是圖1中做到保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果做不到二力平衡就不成立，摩擦力大小就不等于彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。

為了降低操作的難度，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改良。為此可以設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：本實(shí)驗(yàn)中最難的操作是什么？為何？怎樣才能保證摩擦力與彈簧秤的拉力相等呢？二力平衡除了物體做勻速運(yùn)動(dòng)還可以是物體處于什么狀態(tài)？你覺(jué)得如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，可保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確？經(jīng)過(guò)這幾個(gè)問(wèn)題的思考，引導(dǎo)學(xué)生得出物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，也滿足二力平衡，拉力等于摩擦力，所以可以把木塊用彈簧秤拉住保持靜止，然后把木板從下面抽出，得出圖2的改良方案。實(shí)事求是地評(píng)估原來(lái)的方案，并提出改進(jìn)方案，有效滲透了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)。

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[2]閻金鐸，田世昆.中學(xué)物理教學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，2003：5.

（欄目編輯 鄧 磊）