● 王月云
物理教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑與探究
● 王月云
提出問題是一種創(chuàng)造,是思維活躍的表現(xiàn),是獨(dú)立思考的開始。學(xué)習(xí)物理的首要環(huán)節(jié)就是提出問題。因此,當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被誘發(fā)出來時(shí),教師只有通過精心“設(shè)疑”,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、探究,才能激活學(xué)生思維,讓課堂充滿創(chuàng)新活力。
施教之功,貴在引導(dǎo)。如何引導(dǎo)?南宋哲學(xué)家朱熹說過,“讀書無疑者,須教有疑,有疑者卻要無疑,到這里方是長進(jìn)”。因此,物理教學(xué)要善于將教學(xué)內(nèi)容問題化,以學(xué)生為中心,以問題為主線,圍繞教學(xué)目標(biāo),按照設(shè)疑、激疑、質(zhì)疑、解疑這一線索精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),一步一步地引導(dǎo)學(xué)生思考,由表及里,由淺入深地到達(dá)未知的彼岸。例如,在講授《熱力學(xué)第一定律》時(shí),我們可以不按教材的順序授課,而是對教材進(jìn)行重新整合,按照“情景激疑—提出問題—解決問題”進(jìn)行教學(xué),從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。
請舉例說明,一個(gè)物體,如果它跟外界不發(fā)生熱交換,那么外界對它做功與物體對外做功,會(huì)引起物體內(nèi)能怎樣的變化?一個(gè)物體,如果外界與物體之間沒有做功,那么物體吸熱與放熱會(huì)引起物體內(nèi)能怎樣的變化?如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程,△U的變化應(yīng)如何確定?根據(jù)已有的知識(shí)儲(chǔ)備,自主完成下列問題。
問題一:一個(gè)系統(tǒng),如果外界既沒有對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)也沒有對外界做功,那么:
①如果系統(tǒng)吸收熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
②如果系統(tǒng)放出熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
問題二:一個(gè)系統(tǒng),它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量,那么:
①如果外界對系統(tǒng)做的功為135J,則它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
②如果系統(tǒng)對外界做的功為135J,則它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
問題三:一個(gè)系統(tǒng),如果外界對它做的功是135J,
①如果系統(tǒng)同時(shí)放出熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
②如果系統(tǒng)同時(shí)吸收熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
根據(jù)問題三,你還能提出哪些問題?試著解答你提出的問題。
學(xué)生很興奮,思維很活躍,都在嘗試著提出并解答屬于自己的問題。
問題l:一個(gè)系統(tǒng),如果它對外界做功是135J,同時(shí)放出熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
問題2:一個(gè)系統(tǒng),如果它對外界做功是135J,同時(shí)吸收熱量85J,它的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
分析上述三個(gè)問題以及你提出的問題及解答,你從中發(fā)現(xiàn)了什么?
學(xué)生情緒高漲,自行設(shè)計(jì)了以下表格(表格1),對上述三個(gè)問題以及自己提出的問題及解答進(jìn)行了對比分析,得出了“我”的熱力學(xué)第一定律:如果系統(tǒng)在跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程中,內(nèi)能的變化△U與熱量Q及做的功W之間的關(guān)系是△U=Q+W,進(jìn)一步思考發(fā)現(xiàn)了△U、Q、W幾個(gè)量取正、負(fù)的意義(見表格2),在此基礎(chǔ)上,把“我”的熱力學(xué)第一定律與課本上的語言表述進(jìn)行對比,修正完善形成了“課本上的”熱力學(xué)第一定律,完成了知識(shí)的形成過程。

表格1 內(nèi)能的變化△U與熱量Q及做的功W之間的關(guān)系
新課程提出了三維教學(xué)目標(biāo),注重探究式的學(xué)習(xí)方式。從理論上說,這兩者在本質(zhì)上是統(tǒng)一的,任何目標(biāo)和它的實(shí)現(xiàn)方式都是不可分離的。很難設(shè)想單純傳授知識(shí)型的教學(xué)方式能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。因此,探究式教學(xué)是實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)的必然要求。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從質(zhì)疑走向探究,通過探究活動(dòng)獲得親身體驗(yàn),逐步形成善于質(zhì)疑、樂于探究的積極態(tài)度,激發(fā)起探索、創(chuàng)新的欲望,使智力從“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”,由此迸發(fā)出創(chuàng)造性的思維火花。
探究式教學(xué)包括理論探究和實(shí)驗(yàn)探究。在實(shí)驗(yàn)探究中,教師除了要預(yù)設(shè)好教學(xué)流程外,還應(yīng)做到:給學(xué)生操作時(shí)間,給學(xué)生思考時(shí)間,給學(xué)生發(fā)問時(shí)間,給學(xué)生批判時(shí)間。總之,凡是學(xué)生能夠自己做的,應(yīng)該讓他們自己做,凡是學(xué)生能夠自己想的,應(yīng)該讓他們自己去想。
例如,在講授《電阻定律》時(shí),筆者就是按照“提出問題——設(shè)計(jì)方案——實(shí)驗(yàn)探究——交流結(jié)果——總結(jié)規(guī)律”這一教學(xué)流程設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的,每一環(huán)節(jié)都進(jìn)行適度而巧妙的啟發(fā)和調(diào)控,整個(gè)課堂充滿著生命活力,閃爍著智慧之光,用自己的智慧開啟了學(xué)生的智慧。
師:本節(jié)課的核心問題就是解決導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積、材料有怎樣的定量關(guān)系。如果用實(shí)驗(yàn)來探究電阻與這幾個(gè)因素的定量關(guān)系,該用什么方法來研究?
生:控制變量法。
引導(dǎo)學(xué)生具體的說明控制變量的思路,然后總結(jié)得出,實(shí)驗(yàn)需要測R、L、S這三個(gè)量。
師:應(yīng)該采用什么方法來測R、L、S這三個(gè)量?
生:伏安法測電阻R,纏繞法測直徑D(算出橫截面積S),用刻度尺測長度L。
師:以上方法在理論上是可行的,但是并不是最簡單的方法,能否不測這些量,而是利用變量的倍數(shù)關(guān)系來解決這個(gè)問題呢?
引導(dǎo)學(xué)生得出,通過長度和橫截面積的兩倍變化來看電壓的比值,從而確定電路。
師:請你分別獨(dú)立設(shè)計(jì)“探究電阻R與長度L之間的關(guān)系”、“探究電阻R與橫截面積S間的關(guān)系”、“探究電阻R與材料的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)方案。
引導(dǎo)學(xué)生借助以下問題的思考與探究,完成上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),然后小組交流實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行智慧碰撞。
①應(yīng)選擇哪幾根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?
A.L=0.5m 鐵線 B.L=0.5m 鐵鉻線
C.L=0.5m 鎳鉻線 D.L=Im 鎳鉻線
E.S=0.16mm2錳銅線 F.S=0.08mm2錳銅線
②應(yīng)如何連接電路?
③應(yīng)記錄哪些數(shù)據(jù)?請?jiān)O(shè)計(jì)自己的數(shù)據(jù)記錄表。
④分析數(shù)據(jù)可得:電阻R與長度L、電阻R與橫截面積S、電阻與材料的關(guān)系。
根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案,進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)操作,教師巡回指導(dǎo)。
各組將測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,并討論由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論。
總結(jié)實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論——在誤差范圍內(nèi),導(dǎo)體的電阻與長度成正比,與橫截面積成反比,電阻與材料有關(guān)系。
師:這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否經(jīng)得起理論的推敲呢?能否從理論上對這一結(jié)果加以說明?
引導(dǎo)學(xué)生深入理論探究,交流展示,教師點(diǎn)評(píng),同時(shí)出示兩根長度相同的導(dǎo)體,先將兩根首尾順次連接,引導(dǎo)學(xué)生得出長度與電阻都變成了兩倍;然后,將兩根電阻絲兩端對齊,并在一起,學(xué)生就得出了橫截面積變成了兩倍,而電阻成了二分之一的結(jié)論。
最后,總結(jié)得出,上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論是可靠的,電阻與長度成正比,與橫截面積成反比。順勢引入電阻率概念,學(xué)生自己組織語言,建立電阻定律。
當(dāng)然,在探究教學(xué)過程中,教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,實(shí)現(xiàn)主導(dǎo)與主體的有機(jī)結(jié)合,并把好四個(gè)度:一是“設(shè)境要設(shè)得新”。所謂“新”,就是有新意,有吸引力。即要求教師在深研教材,熟悉學(xué)生的基礎(chǔ)上,精心設(shè)計(jì),使呈現(xiàn)出的問題情境和矛盾事件能真正激起學(xué)生探究的興趣。二是“啟發(fā)要啟得巧”。所謂“巧”,就是要求教師能運(yùn)用恰當(dāng)?shù)难哉Z和態(tài)勢,恰到好處地進(jìn)行啟發(fā)。既要啟而有法,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和興趣,又要開而弗達(dá),不直接提供現(xiàn)成的結(jié)論或解決問題的方法。三是“導(dǎo)撥要有法”。所謂“法”,就是要求教師把握時(shí)機(jī)。什么時(shí)候該導(dǎo),什么時(shí)候不該導(dǎo),什么學(xué)生該用什么導(dǎo)法等等,都要精心設(shè)計(jì)。四是“調(diào)控要控得穩(wěn)”。所謂“穩(wěn)”,一是調(diào)控好學(xué)生的探索方向;二是調(diào)控好學(xué)生的探索進(jìn)程。既要使每個(gè)學(xué)生在課堂上有所得,又要提高單位時(shí)間的效率。
王月云/山東省諸城市第一中學(xué)
(責(zé)任編輯:劉 明)