問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在密度教學(xué)中的嘗試

周陶

【摘 ? ?要】本文以密度教學(xué)為例，闡述如何通過問題驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生經(jīng)歷探究和解決問題的過程，總結(jié)出密度的概念。學(xué)生通過經(jīng)歷與科學(xué)家相似的探究過程，習(xí)得科學(xué)的探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)思想，掌握科學(xué)思維，同時(shí)感受到科學(xué)探究的樂趣。

【關(guān)鍵詞】問題 ?密度 ?情境

中圖分類號(hào)：G4 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.13.164

一、問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法及其優(yōu)勢(shì)

亞里士多德曾說：“思維是從疑問和驚奇開始的。”“問題”往往指向的是事物的矛盾，能激發(fā)起人們思想的火花。問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體，以各種問題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，以問題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生圍繞問題尋求解決方案的一種教學(xué)方法。教師在此過程中的角色是問題的提出者、課程的設(shè)計(jì)者以及結(jié)果的評(píng)估者。問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度，容易激起學(xué)生的求知欲，活躍其思維。該方法適合將問題作為課堂教學(xué)驅(qū)動(dòng)力，并以問題為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，可以有效地激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生的思考，使學(xué)生思維得到訓(xùn)練。

二、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1：導(dǎo)入——以活動(dòng)為載體，引起學(xué)生的思考

課堂一開始就讓一個(gè)強(qiáng)壯的男同學(xué)和一個(gè)女同學(xué)舉啞鈴比賽，其中女同學(xué)的為塑料啞鈴，看在相同時(shí)間內(nèi)誰舉得多，結(jié)果女同學(xué)勝出。

【師】為什么強(qiáng)壯的男同學(xué)會(huì)輸呢？老師先賣個(gè)關(guān)子，只要同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容就能找到答案。

環(huán)節(jié)2：科學(xué)探究——經(jīng)歷科學(xué)探究過程，像物理學(xué)家一樣思考

【師】提出問題：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們知道同種物質(zhì)質(zhì)量越大體積越大，那同種物質(zhì)質(zhì)量與體積有什么關(guān)系呢？

【生】猜想與假設(shè)：同種物質(zhì)質(zhì)量與體積成正比。

【師】請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，小組合作討論。

【生】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，交流討論。

【師】組長(zhǎng)進(jìn)行分工，完成實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)。

設(shè)計(jì)意圖：這里只測(cè)量質(zhì)量和體積，并沒有直接讓學(xué)生計(jì)算M/V的比值，目的是想讓學(xué)生體會(huì)真實(shí)的科學(xué)探究過程，因?yàn)樘炱酱嬖谳^大誤差，所以不容易從數(shù)據(jù)中直接得到結(jié)論，學(xué)生遇到困難，正好引導(dǎo)學(xué)生思考其他方法尋找質(zhì)量和體積的關(guān)系。

【師】展示學(xué)生數(shù)據(jù)，請(qǐng)同學(xué)們觀察數(shù)據(jù)有沒有什么問題？

【生】這個(gè)數(shù)據(jù)太整齊，有些假。

【師】請(qǐng)?jiān)撏瑢W(xué)闡述數(shù)據(jù)的由來。

【生】當(dāng)時(shí)測(cè)量結(jié)果出來后，體積變大兩倍，但測(cè)量的質(zhì)量與兩倍相差較大，所以修改了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【師】這是探究性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到結(jié)論，而不應(yīng)該由結(jié)論到數(shù)據(jù)，我們要尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，檢查是不是實(shí)驗(yàn)操作有錯(cuò)誤。如果實(shí)驗(yàn)操作沒有錯(cuò)誤，那可能是什么原因造成的呢？

【生】天平是一種粗略的測(cè)量?jī)x器，會(huì)有較大的誤差。

【師】我們一定要重視這些差異，不能篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，19世紀(jì)末英國(guó)物理學(xué)家瑞利在測(cè)量氮?dú)獾拿芏葧r(shí)也出現(xiàn)了偏差，但他并沒有放棄這個(gè)偏差而是執(zhí)著地研究下去，最后發(fā)現(xiàn)了氬氣，獲得了1904年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生犯錯(cuò)并不可怕，但要讓學(xué)生及時(shí)糾正錯(cuò)誤，讓學(xué)生錯(cuò)中學(xué)，這樣才能印象深刻，培養(yǎng)追求真理的科學(xué)探究精神，起到很好的育人功能。

【師】展示三組不同物質(zhì)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)分析不同物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有什么規(guī)律，可以得到什么結(jié)論？

【師】有什么方法可以更清晰地展現(xiàn)兩個(gè)物理量之間的相關(guān)性呢？

【生】可以用數(shù)形結(jié)合的思想，采用圖像法處理數(shù)據(jù)。

【師】在坐標(biāo)紙上做出V-m圖像

【師】展現(xiàn)三種不同物質(zhì)的V-m圖像，同學(xué)們分析圖像后得到什么結(jié)論？

【生】同種物質(zhì)質(zhì)量與體積成正比。

【師】那m/v能表示物體的什么性質(zhì)呢？

【生】表示單位體積物體的質(zhì)量。

【師】當(dāng)單位體積物體的質(zhì)量越大時(shí)，物體越密實(shí)，我們就把物質(zhì)的質(zhì)量與體積之比叫做密度，用符號(hào)ρ表示。這種定義物理量的方法叫什么？

【生】比值定義法。

【師】用比值定義法定義的物理量往往反映物質(zhì)最本質(zhì)的屬性，不隨定義物理量的大小變化而改變。那ρ與m、V是什么關(guān)系，能不能說質(zhì)量越大密度越大呢？

【生】密度與質(zhì)量沒有關(guān)系，是物質(zhì)的一種性質(zhì)，不能說質(zhì)量越大密度越大。

環(huán)節(jié)3：課堂練習(xí)，鞏固提高

【師】現(xiàn)在到了解密時(shí)間，為什么強(qiáng)壯的男生會(huì)輸呢？請(qǐng)?jiān)撃猩囈幌屡膯♀彙?/p>

【生】這個(gè)啞鈴是用塑料做的。

【師】原來這兩個(gè)啞鈴雖然形狀外形是一樣的，但女生的啞鈴是用塑料做的，男生是用鐵做的。接下來請(qǐng)同學(xué)們算一下啞鈴質(zhì)量分別是多少？啞鈴體積約4×10-4m3，已知ρ鐵=7.9×103kg/m3，ρ木=0.05×103kg/m3，試計(jì)算兩種啞鈴的質(zhì)量。

設(shè)計(jì)意圖：前后呼應(yīng)，使問題形成鏈條，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生恍然大悟，感受深切。

環(huán)節(jié)4：應(yīng)用推廣，解決實(shí)際問題

【師】這里給我們提供了一種鑒別物質(zhì)方法，當(dāng)兩種物質(zhì)從外觀、氣味、軟硬無法區(qū)別時(shí)，可以測(cè)量其密度進(jìn)行區(qū)別，老師最近買了一個(gè)銀戒指，但懷疑這個(gè)銀戒指不是純銀的，請(qǐng)同學(xué)們幫老師鑒定一下？

【生】可以通過測(cè)量戒指的質(zhì)量和體積計(jì)算密度，然后和密度表中銀的密度進(jìn)行對(duì)比，如果一樣則為純銀的，如果不一樣則不是純銀的。

【師】但我的戒指是不規(guī)則的形狀，無法用刻度尺直接測(cè)量其體積，那怎樣測(cè)量其體積呢？這個(gè)問題留給大家課后討論，下節(jié)課回答這個(gè)問題。

設(shè)計(jì)意圖：用實(shí)際情境問題引起學(xué)生興趣，學(xué)以致用，解決實(shí)際問題，同時(shí)又通過問題，引申到下節(jié)課的內(nèi)容。

三、反思與討論

1.恰當(dāng)運(yùn)用問題鏈，解決真實(shí)情境問題，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。本次教學(xué)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一系列相互關(guān)聯(lián)、層層深入的驅(qū)動(dòng)型問題，引發(fā)學(xué)生思考，經(jīng)過科學(xué)探究，問題解決，歸納分析，最后得出同種物質(zhì)質(zhì)量和體積的關(guān)系，揭示了學(xué)習(xí)過程及思維方法，使其在分析和解決問題的過程中習(xí)得知識(shí)，提升素養(yǎng)。

2.抓住教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的情況，深挖其教育功能，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。物理教學(xué)應(yīng)追求讓學(xué)生在真實(shí)情境中獲取學(xué)科知識(shí)，訓(xùn)練思維，鍛煉能力。在教學(xué)設(shè)計(jì)中各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)相輔相成，各有側(cè)重地培養(yǎng)學(xué)生不同維度的核心素養(yǎng)。特別是在有同學(xué)篡改數(shù)據(jù)時(shí)引入我們科學(xué)探究應(yīng)該遵循的原則，使學(xué)生獲得很大的觸動(dòng)和啟發(fā)，培養(yǎng)了學(xué)生追求真理的科學(xué)探究精神，起到了很好的教育功能。