摘 要:在高中物理課堂中設(shè)置一些有效問(wèn)題情境能活躍課堂、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。筆者在課堂實(shí)踐中不斷揣摩,逐漸積累,從生活經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知沖突、實(shí)驗(yàn)、知識(shí)應(yīng)用等方面對(duì)如何創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境進(jìn)行闡述,并對(duì)問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐研究進(jìn)行了反思,對(duì)高中物理課堂教學(xué),尤其是新教材的教學(xué)中有較強(qiáng)的可行性和實(shí)用性。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}情境;創(chuàng)設(shè);教學(xué);高中物理
一、問(wèn)題的提出
高中物理課堂上,教師往往會(huì)設(shè)計(jì)一些帶有目的性的問(wèn)題,使學(xué)生身處這些問(wèn)題情境中,需要學(xué)生積極思考,質(zhì)疑問(wèn)難,層層剖析。通過(guò)這些活動(dòng),促使學(xué)生思維得到發(fā)展,知識(shí)得以應(yīng)用。
問(wèn)題設(shè)計(jì)形式多樣,但只有有效的問(wèn)題情境才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,讓課堂煥發(fā)出蓬勃的生氣。
什么是有效問(wèn)題情境?
有效問(wèn)題情境是指教師所設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境能讓教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用有機(jī)結(jié)合起來(lái),能激起學(xué)生的探究問(wèn)題的欲望,并能促使他們運(yùn)用已有知識(shí),通過(guò)質(zhì)疑、分析或推理,去主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí),有效的問(wèn)題情境能節(jié)約時(shí)間 ,使課堂教學(xué)安排更合理,學(xué)生思維得到有效發(fā)展,課堂教學(xué)目標(biāo)達(dá)成最高。
然而在教學(xué)實(shí)踐中筆者發(fā)現(xiàn)問(wèn)題情境多,但很多問(wèn)題情境不夠精煉,不能直接沖擊學(xué)生思維,有些問(wèn)題情境起點(diǎn)高,學(xué)生思維夠不著,有些問(wèn)題設(shè)計(jì)沒有創(chuàng)新,無(wú)法激發(fā)學(xué)生興趣。問(wèn)題是否聯(lián)系實(shí)際,能否引發(fā)學(xué)生思考是學(xué)習(xí)是否有意義進(jìn)行的關(guān)鍵所在,所以在新課程高中物理課堂上創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境是教師適應(yīng)新課程,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段。
二、有效問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)途徑
(一)創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境可以從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)
以生活經(jīng)驗(yàn)為情境,學(xué)生感到熟悉,親切,能快速融入課堂,展開思考,參與到與教師的互動(dòng)學(xué)習(xí)中來(lái),從而提高課堂效率。
例1:曲線運(yùn)動(dòng),如何理解曲線運(yùn)動(dòng)的方向?
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):
(1)如果雨天騎著一輛沒有安裝擋泥板的自行車,人身上那個(gè)部位更容易沾上泥巴?
(2)如果是你,你會(huì)如何安裝擋泥板?
這兩個(gè)問(wèn)題把學(xué)生帶入了一個(gè)雨天騎車這樣一個(gè)非常熟悉的生活場(chǎng)景,學(xué)生通過(guò)自身豐富的體驗(yàn)在學(xué)習(xí)中交流探討,發(fā)表見解,使學(xué)科素養(yǎng)得到發(fā)展。
例2:渦流問(wèn)題創(chuàng)設(shè):
(1)家中吃火鍋時(shí)用電磁爐,電磁爐上的鍋是用什么材料做的?
(2)當(dāng)鍋中的水沸騰時(shí),電磁爐的面板是否十分燙手?
(3)為什么鍋的溫度已經(jīng)很高了,而跟它接觸的面板溫度卻不高?那么鍋的熱量又是怎么來(lái)的呢?
這幾個(gè)問(wèn)題通過(guò)學(xué)生生活的體驗(yàn),發(fā)現(xiàn)生活中常見卻疏忽的問(wèn)題,從而激發(fā)學(xué)生迫切想要知道原因的學(xué)習(xí)欲望,積極投入到思考中去。
例3:向心力的來(lái)源
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):一輛正在轉(zhuǎn)彎的公共汽車上(站立乘客面向汽車前方),某同學(xué)拍到這樣一張照片,請(qǐng)問(wèn)汽車正在向左轉(zhuǎn)彎還是正在向右轉(zhuǎn)彎?
幾乎每個(gè)學(xué)生都有遇到過(guò)這樣的生活場(chǎng)景,在這樣一個(gè)問(wèn)題情境的導(dǎo)引下,通過(guò)受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用等高中物理知識(shí)將這個(gè)實(shí)際的問(wèn)題得到解決。
(二)創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境可以從制造學(xué)生認(rèn)知沖突出發(fā)
例4:力的分解
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):一件衣服掛在晾衣繩上,想要用力將繩子拉直,能做到嗎?
先選擇一組力氣較小的女生來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),未拉直。男生躍躍欲試,再選擇兩位力氣較大的男生來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),仍然拉不直。學(xué)生面面相覷,充滿疑惑。
在這段教學(xué)中,學(xué)生普遍認(rèn)為只要力氣足夠大,細(xì)繩應(yīng)該可以被拉直,但卻事與愿違,通過(guò)兩組學(xué)生的“表演”產(chǎn)生熱烈的氣氛,同時(shí)也激發(fā)了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突。此時(shí)再來(lái)引入力的分解的教學(xué)恰好解釋學(xué)生疑惑,令學(xué)生茅塞頓開,印象深刻。
例5:向心力問(wèn)題創(chuàng)設(shè)
(1)有一內(nèi)壁光滑的玻璃漏斗,兩質(zhì)量相等的小球分別沿虛線所在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩小球所受向心力哪個(gè)大?
很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為這個(gè)模型是角速度相等,而半徑不同,所以向心力相等。
先不著急做出評(píng)論,創(chuàng)設(shè)下一問(wèn)題。
(2)試畫出受力分析圖,求出合力。
根據(jù)受力分析圖,可以得到F_合=Gtanθ ,而質(zhì)量相同,θ相同,則合力相同,即向心力大小相同。由此得到與剛才互相矛盾的結(jié)論,促使學(xué)生質(zhì)疑剛才的結(jié)論,進(jìn)而進(jìn)行更深層次的判斷、推理,構(gòu)建完整的知識(shí)體系。
基于認(rèn)知沖突創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,能誘導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑原有認(rèn)識(shí),引發(fā)學(xué)生積極思考,激發(fā)學(xué)習(xí)的心理能量,提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。
(三)創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境可以從演示實(shí)驗(yàn)出發(fā)
例6:自感現(xiàn)象。用小燈泡演示自感現(xiàn)象時(shí)雖然比較直觀,但是不能解決斷電自感中電流大小方向如何變化問(wèn)題,改進(jìn)實(shí)驗(yàn),用電流傳感器直接測(cè)出電路中的電流并通過(guò)圖像顯示,利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)把一些難以觀察的變化直觀的展示,這樣的情景能幫助學(xué)生更清晰更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧私饪茖W(xué)事實(shí)。
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):
(1)如圖1,合上開關(guān),電路中的電流如何變化?
(2)如圖2,電路中串聯(lián)一個(gè)線圈,合上開關(guān),電流有什么不同?
通過(guò)數(shù)字傳感器,分別得到右圖兩種電流變化圖,清晰看到線圈自感對(duì)電流變化的阻礙作用
(3)如圖3,開關(guān)斷開時(shí)流過(guò)電阻R的電流是如何變化的?(實(shí)驗(yàn)演示)
得到下圖電流變化圖,可以清楚地看到電流大小及方向的變化情況
設(shè)置電阻R的阻值大一些,可得到電流瞬間反向增大的圖線,由此,學(xué)生對(duì)于教材中小燈泡閃亮一下的問(wèn)題欣然了解。
例7:在變壓器變壓比教學(xué)中,規(guī)律公式的應(yīng)用往往會(huì)忽略此規(guī)律適用于理想變壓器這個(gè)條件,習(xí)慣性的把此公式認(rèn)為是變壓器在任何時(shí)候都有這個(gè)變壓關(guān)系。
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):
(1)如果把可拆卸變壓器上方橫著的鐵芯抽出,原副線圈匝數(shù)不變,燈泡還會(huì)亮嗎?(引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè),然后實(shí)驗(yàn)演示)
(2)變暗的原因是什么?(引導(dǎo)學(xué)生從電壓變化分析)
(3)難道這個(gè)規(guī)律是錯(cuò)誤的嗎?(啟發(fā)學(xué)生從鐵芯被抽出這個(gè)角度出發(fā)積極思考)
(4)得出的條件是理想變壓器,實(shí)際情況要充分考慮磁漏問(wèn)題。
(5)手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析
(四)創(chuàng)設(shè)有效問(wèn)題情境可以從知識(shí)應(yīng)用出發(fā)
例8:靜電除塵
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):放電現(xiàn)象對(duì)人類活動(dòng)不總是有危害的,人們也可以利用放電現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)生活,促進(jìn)社會(huì)發(fā)展,比如靜電除塵,那么靜電除塵又是怎么工作的呢?
在這節(jié)課中,學(xué)生已經(jīng)了解了尖端放電原理,當(dāng)存在強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),空氣分子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被電離成正負(fù)離子。結(jié)合裝置圖可以分設(shè)幾個(gè)小的問(wèn)題情境逐步引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋、描述。
問(wèn)題1:當(dāng)空氣進(jìn)入到容器內(nèi)部時(shí),在高壓電極下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
問(wèn)題2:煙塵在上升過(guò)程中是否帶電?如果帶電帶什么電?
問(wèn)題3:帶上電的煙塵會(huì)向哪里運(yùn)動(dòng)?
例9:高空墜物的危害
2018年廣州某高層住宅區(qū),一嬰兒不幸被一從20多層樓上墜落的蘋果砸中,昏迷不醒。這一新聞除了讓人震驚和心痛外,能否用物理知識(shí)來(lái)了解一個(gè)蘋果落地時(shí)究竟有多大的力?能否估算一下?
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):設(shè)一個(gè)質(zhì)量為200g,高為6cm的蘋果從20樓的窗戶掉下,忽略空氣阻力影響,樓層層高3米,蘋果接觸地面后,蘋果上端的運(yùn)動(dòng)可看作是勻減速運(yùn)動(dòng),試估算蘋果與地面撞擊時(shí)的平均沖擊力。
將蘋果的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模型提煉,轉(zhuǎn)變成學(xué)生熟悉的問(wèn)題情境,學(xué)生根據(jù)動(dòng)量定理,自由落體和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以估算出蘋果落地時(shí)的作用力。由鮮活的案例,科學(xué)的數(shù)據(jù)對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述解釋和預(yù)測(cè),讓學(xué)生明白高空墜物的危害,促使學(xué)好物理,提升科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
三、對(duì)問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的幾點(diǎn)反思
(一)問(wèn)題設(shè)計(jì)要有針對(duì)性
問(wèn)題設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞學(xué)生當(dāng)前知識(shí),充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際水平,不泛泛而問(wèn),為問(wèn)而問(wèn)。
例10:完全失重問(wèn)題創(chuàng)設(shè):
(1)在礦泉水瓶子底部扎一小洞,裝滿水,可看到水會(huì)從洞中流出。如果讓礦泉水瓶豎直釋放,水還能否流出?
(2)若將礦泉水瓶豎直上拋,情況又如何?
這節(jié)課中學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)“完全失重”的概念,符合學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)水平。此兩問(wèn)題設(shè)計(jì)緊緊圍繞“完全失重”的本質(zhì)是對(duì)接觸物的壓力為零這一特點(diǎn)而展開,通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生理解“完全失重”的受力特點(diǎn),達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
(二)問(wèn)題設(shè)計(jì)有序遞進(jìn),思維逐次深入
任何一個(gè)事件的開展都遵循從簡(jiǎn)到難,層層遞進(jìn)的過(guò)程,學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)亦是如此。因此,教師在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)充分考慮學(xué)生認(rèn)知水平,能力水平,幫助學(xué)生搭建好知識(shí)銜接的橋梁,問(wèn)題設(shè)計(jì)應(yīng)有梯度,分層次,逐漸觸及思維深度。
例11:位移概念的建立
問(wèn)題1:同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)“距離”這個(gè)概念,那為什么到高中還要再來(lái)學(xué)習(xí)“位移”?
問(wèn)題2:已知一段距離,能否確定位置?比如汽車從A點(diǎn)出發(fā),行駛了1km后抵達(dá)B點(diǎn),能否確定B點(diǎn)位置?
問(wèn)題3:汽車從A點(diǎn)出發(fā),向南行駛了1km后抵達(dá)B點(diǎn),能否確定B點(diǎn)位置?
問(wèn)題4:汽車從A點(diǎn)出發(fā),向南沿直線行駛了1km后抵達(dá)B點(diǎn),能否確定B點(diǎn)位置?
以上問(wèn)題一個(gè)一個(gè)遞進(jìn),通過(guò)不斷否定獲得最終概念的完整性,體現(xiàn)了思維的逐漸深入。
(三)問(wèn)題設(shè)計(jì)要賦予情感
能引起學(xué)生共情的問(wèn)題設(shè)計(jì),會(huì)釋放學(xué)生活力,使之積極參與到問(wèn)題解決中來(lái),活躍課堂氣氛,讓學(xué)習(xí)變成一件愉悅的事情。
例12:萬(wàn)有引力—衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)
問(wèn)題創(chuàng)設(shè):2019年,我國(guó)發(fā)射的嫦娥4號(hào)探測(cè)器首次“月背面”軟著陸!那么嫦娥4號(hào)探測(cè)器經(jīng)地月轉(zhuǎn)移軌道,在環(huán)月軌道上B處發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)點(diǎn)火加速還是減速才能使探測(cè)器著陸月球表面?
不得不說(shuō)嫦娥系列探測(cè)器是中國(guó)的驕傲,祖國(guó)的強(qiáng)大讓傳說(shuō)變成現(xiàn)實(shí),并躋身世界先進(jìn)水平,在問(wèn)題情境中關(guān)注當(dāng)前科技發(fā)展形勢(shì),傳播當(dāng)前科技新聞,有利于增強(qiáng)學(xué)生愛國(guó)熱情,為培養(yǎng)中國(guó)人自己的科學(xué)團(tuán)隊(duì)埋下一粒希望的種子。筆者認(rèn)為,我們的教育應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)更多為自己國(guó)家服務(wù)的高科技人才,中學(xué)階段是學(xué)生建立正確人生觀價(jià)值觀的重要環(huán)節(jié),教師應(yīng)盡可能想辦法在教學(xué)中滲透愛國(guó)主義教育,努力培養(yǎng)國(guó)家需要的人才。
結(jié)語(yǔ)
好的問(wèn)題情境往往能使學(xué)生循著知識(shí)脈絡(luò)層層推進(jìn)思維深度,精準(zhǔn)把握學(xué)習(xí)內(nèi)容。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,如何創(chuàng)設(shè)有效的問(wèn)題情境,還有賴于教師自身素質(zhì)。所以作為教師,始終要以學(xué)生為主體,在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)充分考慮學(xué)情,發(fā)揮自身的教學(xué)藝術(shù)和智慧;教師要鉆研教材,深入分析,精準(zhǔn)挖掘?qū)W生理解上的難點(diǎn)問(wèn)題,設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)有效的問(wèn)題情境,不斷改進(jìn),逐步積累出一系列有助于提升課堂教學(xué)效果的問(wèn)題情境。此工作精細(xì)而量大,需要教師有足夠的耐心和持久的熱情,以及靈活處理教材的能力,總之,有效問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)是一項(xiàng)值得教師去研究和實(shí)踐的任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]廖伯琴主編:高等教育出版社《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版解讀)
[2]陳峰津:杜威教育思想與教育理論 福建教育出版社
作者簡(jiǎn)介:鐘麗霞,1979年12月,女,浙江省杭州市,最高學(xué)歷:大學(xué)本科,職稱:一級(jí)教師,研究方向:高中物理,郵編:311400,單位:浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)富陽(yáng)二中