在物理實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問題情境的價(jià)值探討

1、在物理實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問題情境的價(jià)值探討 一、竭力提升學(xué)生思維的水平 在課堂教學(xué)中，如果教師能設(shè)法使學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知要求、社會(huì)要求和情感要求，其學(xué)習(xí)效果就會(huì)大大提高。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中不斷地提出與學(xué)習(xí)任務(wù)間存在某種必然聯(lián)系的假設(shè)，讓學(xué)生進(jìn)行選擇、利用和強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生在解決問題的過程中，在思維方式上漸入佳境、走向成熟。 例如，在“光電效應(yīng)”的教學(xué)中，做好光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵。用紫外線照射鋅板，鋅板由于飛出電子帶正電，在其附近形成的電場(chǎng)將把電子吸附回去，鋅板電子逸出和返回這對(duì)矛盾著的運(yùn)動(dòng)很快達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而很難使驗(yàn)電器指針明顯地張開。為了使學(xué)生親眼看到光電效應(yīng)現(xiàn)象，使其思維

2、活動(dòng)隨著教學(xué)內(nèi)容的深入而拉開，筆者設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)片段。 1.將一塊用細(xì)砂紙擦亮的約12 cm15 cm大小的鋅板直接扣在指針驗(yàn)電器的金屬小球上，如圖1所示。 2.使鋅板帶上負(fù)電荷（驗(yàn)電器指針張開）。 3.用“220v 8w”的紫外燈照射鋅板，結(jié)果驗(yàn)電器指針逐漸閉合后又張開。 4.為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象？ 5.提出光電效應(yīng)的概念。 6.光電效應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生是否需要滿足一定的條件？ 7.用功率很大的紅外燈照射鋅板，結(jié)果沒有產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。 8.是不是只要用紫外線燈照射金屬時(shí)就會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象？ 9.將鋅板換成銅板，用紫外燈照射時(shí)未發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。 10.引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上述信息進(jìn)行綜合分析，得出相應(yīng)

3、的結(jié)論。 在這個(gè)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)中，抓住物理過程發(fā)生、發(fā)展和變化的過程設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)，整個(gè)教學(xué)過程環(huán)環(huán)相連、絲絲入扣、一氣呵成，學(xué)生的注意力高度集中，在緊張的思考過程中，科學(xué)思維方法得到了有效地訓(xùn)練。 二、積極引導(dǎo)學(xué)生思維的方向 物理實(shí)驗(yàn)離不開理性思維的引導(dǎo)與支持。在物理教學(xué)中，要堅(jiān)持物理實(shí)驗(yàn)與思維同步進(jìn)行并使之交互感應(yīng)的原則，使實(shí)驗(yàn)觀察活動(dòng)真正為思維活動(dòng)提供豐富的感性素材，也使理性思維為實(shí)驗(yàn)研究提供良好地導(dǎo)向作用，從而使課堂活動(dòng)內(nèi)容豐富、氣氛和諧，也更有情趣，并將學(xué)生的思維水平推向更高的層次。 例如，在“自感現(xiàn)象”一節(jié)，從電磁感應(yīng)內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu)來看，既是前面所學(xué)主干內(nèi)容的擴(kuò)展，也是楞次定律的一個(gè)

4、具體的應(yīng)用。如果單從知識(shí)方面看，不存在什么障礙，但對(duì)學(xué)生來說，由于缺乏生活經(jīng)驗(yàn)的支撐，往往感到難以把握。因此，為了有效地幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，降低學(xué)習(xí)的難度，筆者設(shè)計(jì)了如下教學(xué)方案。 1.引入課題：（先出示如下頁圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中、是兩個(gè)相同規(guī)格的小燈泡）將s閉合后，調(diào)節(jié)滑線變阻器r，使兩燈亮度相同。問：斷開電鍵s，當(dāng)再次合上電鍵s時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 2.學(xué)生思考：要求學(xué)生先獨(dú)立思考，而后以四人小組為單位展開討論。 3.實(shí)驗(yàn)展示：（在學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真地思考與討論，并得出初步結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）小燈泡立即正常發(fā)光，而小燈泡卻慢慢地亮起來，直至正常發(fā)光。 4.現(xiàn)象描述：要求學(xué)生陳述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

5、 5.建立概念：引導(dǎo)學(xué)生建立自感現(xiàn)象的概念，分析產(chǎn)生自感現(xiàn)象的原因。 6.實(shí)驗(yàn)變式：（先讓學(xué)生思考）把電路中的線圈換成匝數(shù)少得多的線圈后，重復(fù)上述操作過程，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？多數(shù)學(xué)生還是認(rèn)為：小燈泡將立即正常發(fā)光，小燈泡慢慢達(dá)到正常發(fā)光。少數(shù)學(xué)生考慮到老師提出這樣的問題肯定事出有因，但又不知其所以然，因而選擇沉默。那么，到底會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)根本沒有出現(xiàn)延遲發(fā)光的現(xiàn)象。 7.深入研究：這是怎么回事呢？是否根本就沒有產(chǎn)生自感現(xiàn)象呢？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析討論后，學(xué)生們統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)：這種情況下，也會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象。只是由于線圈的自感系數(shù)l太小，回路內(nèi)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)太小，對(duì)通過小燈泡的電流的阻

6、礙作用不明顯，因而也就不能看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。真是這樣的嗎？ 8.實(shí)驗(yàn)揭秘：將小燈泡、分別換上電流傳感器后進(jìn)行演示。結(jié)果物理本質(zhì)一覽無遺。 9.知識(shí)遷移：（組織學(xué)生通過自主、探究與合作學(xué)習(xí)）用類似的方式分析斷電自感現(xiàn)象。 10.拓展應(yīng)用：通過分析日光燈電路、精密電阻可采用雙線并繞清除自感現(xiàn)象的事實(shí)，達(dá)到拓寬與鞏固知識(shí)信息的目的。 在這個(gè)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)中，注重了知識(shí)的建構(gòu)，并通過有意識(shí)地設(shè)置物理情境引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生在不斷地矛盾與斗爭(zhēng)中，增強(qiáng)問題意識(shí)，提高分析問題與解決問題的能力。 三、刻意營(yíng)造互動(dòng)的氛圍 新課程倡導(dǎo)自主、探究和合作學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。自主學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)、獨(dú)立地獲取知識(shí)

7、的能力，為學(xué)生自主發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)奠定基礎(chǔ)；探究學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生探究未知世界的能力，為學(xué)生能夠創(chuàng)造出更多的新的思維產(chǎn)品積蓄力量；合作學(xué)習(xí)則強(qiáng)調(diào)協(xié)作與分享的精神，為學(xué)生在社會(huì)性群體中的適應(yīng)和發(fā)展作準(zhǔn)備。 自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)反映了三種不同的價(jià)值取向，教學(xué)中，要充分利用這三種學(xué)習(xí)方法的優(yōu)勢(shì)?？梢允紫裙膭?lì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；如果自主學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生疑問，就鼓勵(lì)個(gè)體開展探究性學(xué)習(xí)；如果個(gè)體研究還不足以解決問題，再引導(dǎo)學(xué)生開展小組或集體合作的探究學(xué)習(xí)，直至問題的解決，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。 我們要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)教學(xué)方案，有效地調(diào)控學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。在合作學(xué)習(xí)中，可以通過先讓學(xué)習(xí)小組內(nèi)各成員間相互質(zhì)疑，并通過采取或小組、或個(gè)人、或競(jìng)賽、或強(qiáng)化、或辯論、或演示、或r作等豐富多彩的釋疑方式，達(dá)到合作達(dá)標(biāo)的目的。 例如，“電磁振蕩”一節(jié)，既是“電磁波”一章的核心內(nèi)容，又是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)振蕩電流的產(chǎn)生普遍感到難以想象，加之振蕩電路內(nèi)與電流相關(guān)的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)能及與電荷相關(guān)的電容器兩板間的電壓、電場(chǎng)和電場(chǎng)能等物理量在不斷地變化與轉(zhuǎn)換，許多學(xué)生都有一種如墜霧里的感覺。因此，教師在授課中，