問題教學(xué)法在初中物理中的應(yīng)用

姜玉梅　解志秀　張錫娟　殷英

摘 要：問題教學(xué)法是以問題情境的創(chuàng)設(shè)和問題的解決為主要形式的教學(xué)方法，在各學(xué)科中都具有廣泛的應(yīng)用。本文主要利用問題教學(xué)法對“大氣壓強(qiáng)”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。將大氣壓強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容分解成“猜想大氣壓強(qiáng)”，“驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)”，“探究大氣壓強(qiáng)”，“應(yīng)用大氣壓強(qiáng)”四個循序漸進(jìn)，層層深入的環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)以問題情境的創(chuàng)設(shè)，問題的提出作為開啟思維的鑰匙，引導(dǎo)學(xué)生在問題教學(xué)中得到鍛煉和提高，最終完成教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：問題教學(xué)法；大氣壓強(qiáng)；問題情境

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-9214（2016）04-0069-02

問題教學(xué)法是一種在認(rèn)知同化理論、建構(gòu)主義教學(xué)理論、“發(fā)展性”教學(xué)理論等多種教育理論基礎(chǔ)之上形成并不斷發(fā)展的教學(xué)方法。問題教學(xué)法是以問題情境的創(chuàng)設(shè)和問題的解決為主要形式，形成波浪式、螺旋式的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，是一種比較成熟，行之高效的教學(xué)方法，在各學(xué)科的教育教學(xué)中被廣泛運(yùn)用[1]。在問題教學(xué)法的教學(xué)中是否能創(chuàng)造合理的問題情境，提出切實(shí)有效的問題并提供合適的問題解決途徑是影響教學(xué)效果好壞的重要因素。在問題教學(xué)法的研究中，孫作江認(rèn)為問題不能等同于問句，問題應(yīng)具備問題性，指的是不能及時達(dá)到的目標(biāo)[2]；李明認(rèn)為問題的設(shè)計要著眼于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，問題的提出需由表及里，層層推進(jìn)，以合理的情景呈現(xiàn)問題[1]；孫勝霞認(rèn)為可以選擇來源于生活、生產(chǎn)實(shí)際的問題情境，讓學(xué)生真實(shí)的感受到物理的實(shí)用性和趣味性[3]。結(jié)合以上觀點(diǎn)，筆者認(rèn)為，在問題教學(xué)中教師應(yīng)該分析學(xué)生的學(xué)情著眼于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，從生活、生產(chǎn)實(shí)際或新舊知識的聯(lián)系等多種途徑創(chuàng)設(shè)合理的問題情景，提出層層深入的問題，并提供思考，討論，科學(xué)探究等多種方式讓學(xué)生自主的解決問題，訓(xùn)練學(xué)生的能力，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。本文，筆者以“大氣壓強(qiáng)”為例，以問題教學(xué)法為主進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。下面是筆者對教學(xué)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)的思考。

一、猜想大氣壓強(qiáng)

大氣壓強(qiáng)是初中物理中較為抽象并難以理解的一個物理概念。所以，為了獲得良好的教學(xué)效果，教師必須創(chuàng)設(shè)合理的問題情境，讓學(xué)生對大氣壓強(qiáng)有充分的感知和體驗(yàn)，從而保證教學(xué)任務(wù)的順利進(jìn)行。

在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了液體的壓強(qiáng)，知道了液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因和液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式。因此，教師可以從液體壓強(qiáng)的知識出發(fā)，創(chuàng)設(shè)第一個問題情境。教師演示側(cè)壁有小孔的礦泉水瓶實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)并回顧液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和公式（P=ρgh）。然后，教師將瓶蓋擰緊，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并提出問題：為什么水不流出來？這樣，教師以側(cè)壁有小孔的礦泉水瓶實(shí)驗(yàn)作為問題情境，不僅能幫助學(xué)生回顧舊知識，而且能以此實(shí)驗(yàn)作為新舊知識之間的紐帶，著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，提出能引起學(xué)生觀念上不平衡的問題，將學(xué)生的注意力自然而然的從舊知識遷移到新知識上，使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)，為大氣壓強(qiáng)的教學(xué)做好初步的鋪墊。接著，教師拿出一個底部鋪了沙子的窄口玻璃瓶，并將一個稍大于瓶口的剝了殼的熟雞蛋放置在瓶口上，作為猜想環(huán)節(jié)的第二個問題情境。在此情境下，教師提出問題：是否可以使雞蛋自動掉入瓶內(nèi)？依據(jù)學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)為雞蛋不可能自動掉入瓶內(nèi)。在得到學(xué)生的反饋后，教師可以繼續(xù)“表演”，將浸過酒精的棉花點(diǎn)燃，用鑷子放入瓶內(nèi)，并迅速用雞蛋堵住瓶口，向?qū)W生展示雞蛋自動掉入瓶內(nèi)的驚奇現(xiàn)象。以這種經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)象的強(qiáng)烈沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生嘗試從受力的角度分析雞蛋自動掉落的原因。此時，學(xué)生已具備力學(xué)的相關(guān)知識，在教師的提示下學(xué)生可以分析出雞蛋受到一個向下的壓力，又因?yàn)殡u蛋上方只與空氣接觸，學(xué)生自然會得出空氣將雞蛋壓入瓶內(nèi)的猜想。至此，通過第二個問題情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生對大氣壓強(qiáng)已經(jīng)有了初步的感知和猜想。為了讓學(xué)生更加明確大氣具有壓強(qiáng)的猜想，教師還需創(chuàng)設(shè)第三個問題情境：向?qū)W生展示地球大氣層的分布圖，介紹大氣層的相關(guān)知識。并在此情境下提出兩個問題：（1）氣體與液體有哪些共同點(diǎn)？（2）生活在大氣層底層的人是否受到壓力？教師運(yùn)用對比教學(xué)的方式利用學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出氣體與液體都具有流動性和受到重力的共同點(diǎn)，并以為基礎(chǔ)，進(jìn)一步做出氣體與液體一樣，內(nèi)部也具有壓強(qiáng)的猜想，幫助學(xué)生解決人在大氣底層是否受到壓力的問題。通過三個問題情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生對大氣壓強(qiáng)有了充分的感知和體驗(yàn)，為順利進(jìn)入下一環(huán)節(jié)做足了鋪墊。

二、驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)

在學(xué)生已經(jīng)具備大氣具有壓強(qiáng)的猜想后，教學(xué)自然的進(jìn)入到驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)的環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)，教師提供氣球、針筒、塑料吸盤、玻璃板、玻璃杯等多種生活中常見的物品作為問題情境，提出問題：如何利用這些物品驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)的存在？在此問題的解決過程中，教師采用讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的方式來尋求問題的解決途徑，對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計不做出明確指示，僅在學(xué)生遇到困難時給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。目的是為了鍛煉學(xué)生的小組協(xié)作能力和創(chuàng)造性。在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，交流討論得出大氣具有壓強(qiáng)的結(jié)論后，教師以此結(jié)論為基礎(chǔ)，進(jìn)一步提出問題：大氣是不是對浸在其中的物體各個方向都有壓強(qiáng)呢？教師通過體驗(yàn)活動：讓學(xué)生利用手中的塑料吸盤在課桌的上下左右前后各個面上進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生分析吸盤能吸附在各個面上的原因。最終，得出大氣對浸在其中的物體的各個方向都具有壓強(qiáng)的認(rèn)識，讓學(xué)生在真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)場景中完成對知識的構(gòu)建。

三、探究大氣壓強(qiáng)

在學(xué)生具備了大氣對浸在其中的物體的各個方向都具有壓強(qiáng)的認(rèn)識后。教師可以設(shè)計一個體驗(yàn)活動，讓兩個同學(xué)將兩個吸盤吸在一起模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生定性的感受大氣有多大，并以此作為該環(huán)節(jié)的問題情境，繼而提出問題：如何定量的測量大氣壓強(qiáng)的大?。繌亩M(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)任務(wù)的順利進(jìn)行。

因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)的測量—托里拆利實(shí)驗(yàn)的理解是本節(jié)課的一個重難點(diǎn)，所以在解決如何測量大氣壓強(qiáng)的大小的問題過程中，教師應(yīng)該循序漸進(jìn)的教學(xué)，給予學(xué)生充分的空間去探索并理解，才能確保學(xué)生對于該知識點(diǎn)的掌握。在測量大氣壓強(qiáng)大小的過程中，學(xué)生最可能想到的方案一般是從壓強(qiáng)的定義式（P=FS）出發(fā)進(jìn)行探究。所以教師一開始可以為學(xué)生提供吸盤，彈簧測力計等生活中常見的物品，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，鍛煉學(xué)生的科研能力。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師組織學(xué)生交流討論，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)彈簧測力計測大氣壓強(qiáng)的缺點(diǎn)和問題，從而引導(dǎo)學(xué)生思考，還可以利用液體壓強(qiáng)公式（P=ρgh）來測量大氣壓強(qiáng)。然后，教師展示演示實(shí)驗(yàn)：將細(xì)長玻璃管裝滿水倒扣于水槽中，提拉玻璃管，引導(dǎo)學(xué)生觀察，玻璃管中水面升高，進(jìn)而提出這樣兩個問題：（1）水杯與玻璃管中的水面為什么高于水箱的水面？（2）如果玻璃管無限長，水柱可以無限高嗎？讓學(xué)生在對問題的思考中基本了解利用液體壓強(qiáng)測量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案。接著，教師播放托里拆利實(shí)驗(yàn)錄像，在觀看錄像后，進(jìn)而提出三個問題：（1）最初，汞為什么下降？（2）為什么汞在下降一段時間后會停止下降？（3）如何計算大氣壓的值？學(xué)生在教師的引導(dǎo)下解決這三個問題，最終使學(xué)生在解決問題的過程中完成知識的構(gòu)建過程，理解托里拆利的實(shí)驗(yàn)原理。

在此環(huán)節(jié)中，為了解決大氣壓強(qiáng)的測量問題，學(xué)生經(jīng)歷了一次科學(xué)探究過程，兩次實(shí)驗(yàn)觀察和思考過程，通過一系列的知識基礎(chǔ)，一步步的層層深入，不僅最終完成問題的解決過程，而且也在問題解決過程中鍛煉了學(xué)生的探究能力。

四、應(yīng)用大氣壓強(qiáng)

通過前面的猜想、驗(yàn)證、探究三個環(huán)節(jié)的問題教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了大氣壓強(qiáng)的知識和規(guī)律。但是，學(xué)以致用，對知識的鞏固也同樣重要。在物理教學(xué)中，利用實(shí)際生活的情境作為問題情境來考察學(xué)生對于知識的掌握情況是一種很好的手段。所以，在此環(huán)節(jié)教師可以提供生活中關(guān)于大氣壓強(qiáng)的實(shí)例作為問題情境并提出問題：在冬天，若保溫瓶未裝滿水，當(dāng)瓶內(nèi)溫度降低時為什么軟木塞不易拔出？解決該問題的過程中教師應(yīng)主張讓學(xué)生自主思考。因?yàn)樵谶M(jìn)入到應(yīng)用環(huán)節(jié)后，學(xué)生已經(jīng)基本完成本節(jié)知識的知識構(gòu)建過程，解決問題的難點(diǎn)就在于如何將知識運(yùn)用到實(shí)際中，這種能力的培養(yǎng)是通過不斷的訓(xùn)練而獲得的，所以在此問題的解決過程中，教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，督促學(xué)生通過自身的努力解決問題，從而達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生整合知識，解決實(shí)際問題的能力。

綜上所述，本節(jié)課主要采用了問題教學(xué)法，將大氣壓強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容分解成“猜想大氣壓強(qiáng)”，“驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)”，“探究大氣壓強(qiáng)”，“應(yīng)用大氣壓強(qiáng)”四個循序漸進(jìn)，層層深入的環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)以問題情境的創(chuàng)設(shè)，問題的提出作為開啟思維的鑰匙，引導(dǎo)學(xué)生在問題教學(xué)中一一解惑，鍛煉學(xué)生的能力，最終完成教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明.問題教學(xué)法及其在高中教學(xué)法物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2008：13-20.

[2]孫作江.問題教學(xué)法及其課例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2002，31（7）：13-15.

[3]孫勝霞.問題教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[D].煙臺：魯東大學(xué)，2013：21.