問題導(dǎo)學(xué)在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

羅東霞

【摘要】本文以《研究物質(zhì)的比熱容》一課為例，探討在初中物理概念教學(xué)中的引入新課、新授課、遷移應(yīng)用、課堂結(jié)尾四個階段運用問題導(dǎo)學(xué)的途徑，以期提高初中物理課堂教學(xué)的實效性。

【關(guān)鍵詞】問題導(dǎo)學(xué) 概念教學(xué) 初中物理 教學(xué)策略

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）41-0152-02

物理概念是物理學(xué)中最基本的元素，它是在觀察和分析一系列事實或?qū)嶒灥幕A(chǔ)上，抽象概括具體現(xiàn)象的特征，并抓住本質(zhì)特征而總結(jié)出來的。在物理知識的結(jié)構(gòu)框架中，概念就是一個個的節(jié)點，它們把物理規(guī)律有機地聯(lián)結(jié)起來，形成一個完整的知識體系。初中生在學(xué)習(xí)物理的過程中，如果不能形成正確的物理概念將會影響他們對物理規(guī)律的理解、對物理方法的感悟，進(jìn)而影響他們學(xué)習(xí)物理的興趣。因此，使學(xué)生形成清晰的物理概念是初中物理教學(xué)的出發(fā)點。

比熱容是熱學(xué)中具有重要地位的基礎(chǔ)概念，它不僅反映了物質(zhì)吸、放熱的本領(lǐng)，而且也是分析許多熱現(xiàn)象的理論依據(jù)。讓學(xué)生充分認(rèn)識物質(zhì)在吸、放熱性能上的差異性是本節(jié)課的關(guān)鍵，這也是建立比熱容概念的基石。筆者在執(zhí)教《研究物質(zhì)的比熱容》一課時，在課堂上層層設(shè)疑，用問題引導(dǎo)學(xué)生思考，最終實現(xiàn)建立概念的目的，讓學(xué)生在理解概念的基礎(chǔ)上能夠解釋相關(guān)現(xiàn)象。

一、引入新課階段的“問題導(dǎo)學(xué)”

在學(xué)習(xí)比熱容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了內(nèi)能、熱量、熱值等概念，并且做過了“水吸收的熱量與溫度變化、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，也明確了1kg純水溫度升高1℃時所吸收的熱量是4.2×103J。本節(jié)課教材通過兩幅圖片引出問題：“在同一天內(nèi)，同一緯度的沿海地區(qū)和沙漠地區(qū)晝夜氣溫變化有什么不同？它們的溫差為什么會如此懸殊？”但生活在河池市邊遠(yuǎn)山區(qū)的學(xué)生大多沒有相關(guān)的生活經(jīng)驗，這樣的問題無法吸引學(xué)生。于是，筆者播放“多地高溫創(chuàng)歷史新高”的視頻，然后提出問題：“炎炎夏日里，人們?yōu)槭裁聪矚g通過游泳避暑？”學(xué)生答：“因為水的溫度低。”教師追問：“同樣在太陽下曝曬，岸邊的沙石會熱得燙腳，而水溫卻沒有明顯的變化，這是為什么呢？”這是學(xué)生非常熟悉的場景，但學(xué)生卻很難用前面學(xué)過的知識來回答這個問題，其思維受阻，產(chǎn)生了認(rèn)知需求，從而集中注意力進(jìn)入學(xué)習(xí)中。接著，教師又說：“在上節(jié)課中，我們已經(jīng)知道，同一種物質(zhì)吸收的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度變化有關(guān)系。那么，砂石和水是不同的物質(zhì)，他們吸收的熱量又與什么因素有關(guān)呢？”如此設(shè)問，一步步引出本節(jié)課要探究的內(nèi)容。

二、新授課階段的“問題導(dǎo)學(xué)”

在明確探究的內(nèi)容后，筆者又通過一系列問題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案。“根據(jù)前面學(xué)過的知識，如果我們想探究砂石和水的吸熱性能，應(yīng)該設(shè)計怎樣的實驗方案呢？”學(xué)生答道：“可控制砂石和水的質(zhì)量相等、升高的溫度相等，比較它們吸收的熱量就可以了。”教師追問：“物體吸收熱量的多少是不容易觀測的，我們有什么方法來判定？”學(xué)生并沒有被難倒：“根據(jù)上節(jié)課的知識，我們可以有兩種方法：一是質(zhì)量和初溫相同的砂石和水，加熱相同的時間，觀察它們溫度的變化;二是質(zhì)量和初溫相同的砂石和水，都讓它們升高相同的溫度，觀察它們加熱時間的長短。”教師又問：“根據(jù)同學(xué)們的思路，請大家閱讀課文，看看我們自己設(shè)計的方案與課本給出的方案有什么不同，你還有什么改進(jìn)？”學(xué)生經(jīng)過一番討論，制訂了更有效、便于操作的實驗方案：采用質(zhì)量相等的食用油、砂石和水進(jìn)行實驗，讓結(jié)論更具有普遍性;采用相同規(guī)格的燒杯、相同的熱源，用水浴法加熱;三種物質(zhì)的溫度都達(dá)到50℃才停止加熱，記錄加熱時間。

收集了實驗數(shù)據(jù)后，筆者再次通過問題來引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、總結(jié)結(jié)論：“如果要比較不同物質(zhì)在相同時間內(nèi)溫度的變化量，你得出的結(jié)論是什么？”“我們換一個角度看數(shù)據(jù)，如果比較不同物質(zhì)升高相同的溫度時吸收熱量的多少，你有什么發(fā)現(xiàn)？”然后綜合學(xué)生分析的結(jié)論，結(jié)合上節(jié)課的內(nèi)容，讓學(xué)生明白：“物體升溫時吸收的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量、升高的溫度及物質(zhì)的種類有關(guān);相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在升高相同溫度時，吸收熱量多的，這種物質(zhì)的吸熱能力就強。”接著，筆者讓學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)把砂石、水和食用油的吸熱能力進(jìn)行排序，然后讓學(xué)生閱讀課文：“為了方便比較物質(zhì)的這種吸熱能力上的差別，物理學(xué)引入了比熱容這個物理量，科學(xué)家們通過大量實驗，測出了不同物質(zhì)的比熱容，哪位同學(xué)能說一說水的比熱容代表的物理意義？”在學(xué)生明確比熱容的物理意義后，進(jìn)一步提出新的問題：“理解了比熱容的物理意義，我們就能明白物體吸收熱量時，吸熱的多少與質(zhì)量、比熱容、變化的溫度之間的數(shù)量關(guān)系了。比如，1kg純水溫度升高2℃時所吸收的熱量是多少呢？2kg純水溫度升高1℃時所吸收的熱量是多少呢？怎樣表達(dá)m kg純水溫度升高t ℃時所吸收的熱量是多少呢？”經(jīng)過這樣層層設(shè)問，學(xué)生對比熱容的概念理解更加深刻。這樣的授課過程也符合建構(gòu)主義理論，學(xué)生獲取知識的過程，實際上是“提出問題—分析問題—解決問題—提出新的問題”的過程。精心設(shè)計的問題能促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展，產(chǎn)生積極的引導(dǎo)作用，讓學(xué)生通過解決一個又一個的問題不斷地建立和完善知識框架。

三、遷移應(yīng)用階段的“問題導(dǎo)學(xué)”

學(xué)習(xí)物理知識的目的之一是提高分析問題與解決問題的能力，學(xué)完本節(jié)課內(nèi)容后，學(xué)生是否能解決問題呢？筆者設(shè)計以下問題進(jìn)行導(dǎo)學(xué)：“同學(xué)們，了解比熱容的知識后，我們來嘗試解釋在同樣的陽光照射下，為什么砂石升溫很快，而水溫變化不大這個問題。”解釋了課前的問題后，筆者再讓學(xué)生解釋課文前兩張圖片的現(xiàn)象：“在同一天內(nèi)，同一緯度的某一沿海地區(qū)和某沙漠地區(qū)晝夜氣溫變化為什么有明顯差別呢？”這兩個問題難度相似、思維過程也相似，只要學(xué)生抓住“質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收或放出相同熱量時，比熱容大的物質(zhì)溫度變化小”這一點就可以回答，不同點在于一個情境是學(xué)生熟悉的，另一個情境則是來自課本，是學(xué)生不熟悉的。接著，筆者讓學(xué)生思考課本的“想一想”的問題：“日常生活中，既可以用水來取暖，又可以用水來降溫，你能說出這是什么緣故嗎？”這一問題考查學(xué)生的逆向思維，“質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，在溫度變化相同時，比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量更多”。

四、課堂結(jié)尾階段的“問題導(dǎo)學(xué)”

一堂好課應(yīng)能把學(xué)生從一個問題帶到另一個新的問題，這就要求教師在課堂的結(jié)尾階段適當(dāng)留白，引發(fā)學(xué)生新的疑問，激起學(xué)生新的求知起點。因此在下課前，筆者將“探究海波熔化的特點”實驗得到的溫度—時間圖像投影到屏幕上，讓學(xué)生課后思考和研究：“海波在熔化前吸熱升溫的快慢與熔化后吸熱升溫的快慢是一樣的嗎？這是為什么呢？”

本節(jié)課在課堂的不同階段不斷設(shè)疑，先引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，吸引注意力，引入新課教學(xué);然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、分析，建立比熱容的概念;最后通過解決具體問題促進(jìn)學(xué)生對知識的內(nèi)化和遷移。以解決問題為目的的物理概念教學(xué)可以讓學(xué)生更主動地思考，更深刻地理解概念的含義、定義過程及遷移應(yīng)用，這也是提高物理課堂效果的有效方法。

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（責(zé)編 劉小瑗）