谈谈物理教学问题的设计

关键词：基础性涵义设计学生

1 物理教学问题设计的原则

1.1 基础性

基础性包括两方面的涵义:一是设计的问题要体现学生发展的需要, 使学生学有所得;二是要以学生已有的经验为基础, 学生有能力解决。

1.2 科学性

首先要求设计的问题从情景素材到具体内容都是真实可信的, 不违背科学常理;其次, 设计的问题还应融入科学方法的要素, 使学生学习模型、理想化、假说等方法;设计的问题还要注重体现科学思想和科学价值观, 体现新形势对学生发展的要求。

1.3 针对性

紧紧围绕教学目标, 针对学生的实际情况和教材的重点、难点来进行设计, 设计的问题题意清楚, 条理分明, 语言精练, 有助于学生理解概念, 辨析疑难, 纠正错误, 完善认知结构。切不能用不着边际的问题为难学生。

1.4 启发性

设计的问题过于简单, 不用思考就能回答, 不能激发学生的学习兴趣, 发展学生的思维能力。简单的一问一答, 只会使学生懒惰, 长期如此还会对学生的思维品质造成损害。教师应抓住教学的内在矛盾, 把握时机, 在新旧知识的结合点设计问题, 使学生达到心求通而不解, 口欲言而不能的“愤”状态, 从而激发学生积极地进行思维活动。

1.5 现实性

设计的问题要结合学生的生活实际, 联系科技、生产实际, 要有时代气息, 突出“应用性、实践型”, 表现物理学在人类文明中的巨大作用, 使学生认识物理学习的意义, 激发学习的动力, 同时提高运用物理知识的能力。

1.6 发展性

增加问题的开放性, 促进多方位的发展。设计问题, 或将学习引向深入, 揭示其物理本质;或引发一些新的思考, 打开通向新世界之门, 让物理教学达到蕴味无穷的境界。

2 物理教学问题设计的方法

2.1 通过实验进行设计

物理是一门以实验为基础的科学, 物理实验是学生学习物理的重要途径。实验现象、实验原理、实验操作、数据处理、误差分析、方案改进等都可以成为物理问题设计的内容。如:

(1) 请你设计一个方案, 测定弹簧枪钢球射出时的速度。 (方案设计)

(2) 测金属电阻率时, 为什么通电电流不宜过大, 通电时间不能太长? (实验原理)

(3) 在《用油膜法估测分子的大小》实验中, 滴下油酸酒精溶液时, 滴管离水面应高一些还是应该低一些? (实验操作)

(4) 用气筒打气时, 是气筒上部发热厉害, 还是气筒下部发热厉害?上、下部发热的主要原因各是什么?该现象说明了什么? (实验现象)

通过实验设计的问题, 不仅可以帮助学生获取物理知识, 掌握实验操作技能, 还能了解实验设计、实验观察等方法, 形成一丝不苟的工作作风。

2.2 通过知识应用进行设计

学习知识的目的在于运用, 教学的目的就是要提高学生运用知识的能力。结合科技、生产、生活实际, 设计知识运用类问题, 有助于教学目标的实现。

“神舟六号”的成功发射和接收, 极大地增强了民族自信心, 也引起了学生的极大关注。可以“神舟六号”为背景, 设计这样的问题:

(1) 若飞船在轨作匀速圆周运动, 宇航员受重力作用吗?宇航员为什么会飘起来?

(2) 宇航员在舱内“行走”过程中, 碰到飞船内物体, 有撞击力吗?

(3) 飞船升空阶段, 宇航员处于超重状态。飞船返回过程中, 宇航员处于失重状态吗?

(4) “神舟六号”与地球同步卫星相比, 有哪些不同? (开放性问题)

2.3 通过旧知识的拓展进行设计

学生掌握的知识可以扩散、深化、发展, 教师可以抓住知识的深化、发展点, 顺藤摸瓜, 形成问题。通过问题的解决巩固旧知识, 并在解决问题的过程中自然地“生长出”新知识。

学习了电势差和电场强度的关系, 学生会利用公式进行匀强电场的有关分析和计算。这时可设计如下问题:在如图所示的电场中, a、b、c为同一条电场线上等距离的三点, 电势差与相比哪个较大?理解场强越大, 沿场强方向上相同距离的两点间电势差越大, 的意义就扩展到了非匀强电场。

学习中, 有时学生会根据已有的知识对新知识进行不完整的“推理”和外延, 得出错误的结论。如学习“人造卫星”时, 学生知道了轨道半径越大, 卫星运行速率越小。这时, 教师可设计这样的问题:轨道半径大的卫星, 运行速率小, 所以, 发射轨道半径大的卫星更容易。这样的说法对吗?为什么?

2.4 通过学生的知识经验进行设计

按照建构主义的理论, 学生走进课堂, 并不是“空白”的白纸, 由你涂、画和书写, 他具有一定的基础知识和生活经验。其中, 有些经验是有利于新知识学习的, 有一些经验则不利于新知识的学习。教师要在了解学生的基础上, 针对可能形成的学习障碍设计问题, 帮助学生建立概念, 掌握规律。

2.5 通过物理史实进行设计

利用物理史实设计教学问题, 可以让学生理解科学家深刻的设计思想和精巧的实验方法, 体验科学发现的艰辛和快乐, 激发创新的火花。如教学万有引力定律, 介绍卡文迪许利用扭秤装置, 巧妙地在实验室里比较准确地测出了引力常量时, 可以设计如下问题:

实验中, 两个球之间的万有引力是非常小的, 卡文迪许采用了什么方法, 让微小量的测量成为可能?通过讨论, 使学生认识其中的三次转化: (1) 力转化为力矩; (2) 力矩转化为扭角; (3) 扭角转化为光点的移动。体会三次放大: (1) 采用T形架增大力臂; (2) 利用反射光路增大偏角; (3) 拉开小镜与光标的距离增大位移。