問題導向下結合實驗演示的初中物理學習活動設計

李晶晶

【摘要】物理課程具有一定的抽象性，對于初步接觸這門課程的初中學生，教師應注重其思維能力和邏輯思維的培養，巧妙設計問題，以問題為導向展開教學活動，每個教學環節都精心設計問題，注重問題品質，引發思維碰撞，在此基礎上可以借助簡單的自制教具進行實驗演示，生動的實驗現象可以幫助學生對知識點進行深入理解，深化學生的學習活動.物理是一門以物喻理、以理探物、物理交融的學科，作為一名物理教育工作者，必須思考如何在物理教學中以問題引思，改變傳統一味灌輸的教學方法，激發學生的學習興趣，培養學生的核心素養.

【關鍵詞】問題導向；實驗教學；連通器

物理是一門以物喻理、以理探物、物理交融的學科，為幫助學生從“物理霧里”的迷云中解脫出來，教師應深度備課，精準設問，通過提出問題，解決問題，借助問題進行總結，優化教學設計，教師通過設計一個一個的問題，形成一套問題鏈，它深層次的含義其實是學生思考過程的一次復述.在設計教學活動時，為了對學生更有啟發性，教師可以結合演示實驗有序，有效地推動物理課堂教學，引導學生通過觀察現象，逐步解決教師設置的問題，繼而達到教學目的，充分發揮問題的驅動效應，構建高效課堂.本文以北師大版八年級物理“連通器”教學為例，簡要闡述問題導向下結合實驗演示的初中物理學習活動設計.

1引入問題，激發學生的探究意識

課堂引入是一節課能否出彩的關鍵，是課堂教學中很重要的環節.有趣有效的課堂引入不僅能激發學生的學習興趣，讓學生更快融入課堂節奏，為教師提出問題、解決問題、達到教學目的奠定基礎.以問題導向引入，教師需要先預設在給學生鋪設“臺階”的過程中是否符合學生的認知水平，引入盡可能貼近生活，簡單易懂，突出重點.

例如在“連通器”這節課的導入環節，教師播放了熱播勵志電影《銀河補習班》中的片段：電影中的爸爸用了一根足夠長的塑料軟管，成功找到了爆破塔上同一水平的兩點.通過視頻引入，激發學生的興趣。提出問題：為什么生活中隨處可見的塑料水管卻能為工人解決這么大的問題呢？引發學生思考，組織學生嘗試利用桌上的塑料管進行演示，通過這種方式真的能找到同一水平上的兩點嗎？有什么科學依據嗎？通過學生演示：當左管注水到A點后，標注出右管此時的水面位置B點，學生目測得出結論：當往水管中注水后，能找到水面相平的兩點.在此基礎上，引導學生思考如何證明兩點確實是水平的？可以將AB 兩點連接起來，與重垂線方向進行對比，發現AB確實是水平線上的兩點.

2設計問題，提高學生的思考能力

在學生通過活動自主操作發現現象得出結論后，教師進一步提問：如果將水管傾斜呢？還能找到同一水平上的兩點嗎？讓學生在原來操作的基礎上繼續演示，發現水管傾斜后，兩管水面仍然相平.

如果是粗細不同的水管呢？彎曲的水管呢？兩管液面仍會相平.

通過一個個問題，學生在思考問題的過程中通過實際操作演示逐步解決問題，找到規律，總結出無論管子是否傾斜，粗細如何，直的還是彎曲的，注水后，當水不再流動時，兩管液面都相平.教師進一步提問：如果把這些形狀各異的管子組合起來呢？引發學生思維碰撞，激發學生的認知需求，教師展示實驗室連通器器材，往左管注水，讓學生可以直觀看到水從左管往其他管子流動，最終水不再流動后，各管液面總是相平，與管子形狀無關.

最終總結，尋找共同特點，無論管子形狀如何，都能找到類似U形管的模型，上部都開口，下部連通，引出連通器定義.

從現象出發，提出問題，再通過現象來解決問題，逐層推進，讓學生在學習活動中不斷深入，有效抓住學生課堂學習的注意力，提高學習的活動效能.

3演示實驗解決問題，提高學生的認知

在了解連通器的特點及理論解釋其原理后，學生對連通器有了更深的認識，在此基礎上，學習連通器在生活中的應用，教師以提出問題，解決人們生活中的需求入手，逐步設計出下水道反水彎、水塔、鍋爐水位計等自制模型，利用動畫逐步引出為何修筑船閘以及船閘的工作原理.生動形象，過渡自然，調動學生的課堂氛圍，鼓勵學生親自動手制作，激發學生利用物理知識解決生活問題的創造意識.

例如在引出水塔時，教師口述，在生活中居住在高樓里的每家每戶都需要用水，就都需要水龍頭，展示自制模型.

不需要用水的時候關閉水龍頭，需要用水時打開水龍頭，現場演示打開水龍頭，學生可以直觀地看到不同樓層的住戶都能供應到水，進一步思考教師提出的問題：住戶家中的水是怎樣輸送上去的呢？掀開真實面目：與輸水管相連的是一個大蓄水池，引出水塔.

水塔與住宅區各家各戶的水龍頭相連通，打開水龍頭時，水塔和每個水龍頭上部都開口，下部連通，構成了連通器，通過自制模型，實驗演示，讓學生觀察并理解水塔就是生活中常見的連通器，且當連通器兩邊水位不一樣高時，水就會流動起來，從高的一邊流向低的一邊.讓學生直觀地感受到若要讓每個樓層都供應到水，那么水塔的高度就要比樓層的高度高.

在以往的教學中，教師在講解鍋爐水位計時，大部分時候都是直接用課件圖片一言帶過，告訴學生鍋爐水位計也是連通器.但是學生往往會有疑問，會認為上部開口，底部連通的容器才叫連通器，而鍋爐水位計上部是不開口的，為什么也稱連通器.為解決這個疑惑，教師認為需要打破傳統教學，讓學生對生活中較為陌生的鍋爐水位計有真正的了解，知道連通器中的上部開口其實不是一定都要和大氣相通，而是上部相連通即可.

在這部分教學中，教師先用動畫展示：生活中可以利用鍋爐加熱水提供高溫高壓水蒸氣為我們所用，但是鍋爐是不透明的，加熱過程中需要知道鍋爐內部的水位高低，請學生思考，該如何解決呢？學生思考，想到要知道內部水位高低，鍋爐蓋子又不能打開的情況下，可以利用已學的連通器知識，利用連通器原理，讓鍋爐底部連接一根透明管，根據液面相平，可以透過玻璃管的液面來判斷鍋爐內部的水位高低.按照這樣的思路設計出這個模型如圖8.

一開始先用卡紙遮住，模擬不透明的鍋爐，玻璃管模擬水位計，撕掉卡紙，發現此時鍋爐內部水位與水位計的水面確實是相平的.學生產生疑惑，鍋爐在加熱后會產生水蒸氣，加熱后還會相平嗎？帶著學生的疑惑，教師演示，對鍋爐進行加熱，學生觀察到在逐漸加熱的過程中，兩邊液面不再相平，可見這樣的設計無法通過水位計水面來反映鍋爐中的水面高低.細心的學生可能會發現，其實此時鍋爐和水位計并沒有構成連通器，鍋爐中的水加熱后變成水蒸氣，導致鍋爐和水位計兩邊上方氣體對液面造成的影響不同，液面無法相平.

一連串的問題、演示，在實驗中又發現問題，引發學生思考并嘗試解決，激發其探索思維.學生想到若想讓兩端液面相平，除非兩端上方氣體一樣.打開蓋子可以嗎？演示打開鍋爐蓋子，雖然液面會相平，但是蒸汽就無法收集，那在既不打開蓋子，又能讓兩端液面上方氣體相同，可以怎么做呢？想到可以將鍋爐和水位計上端相連，讓它們上方氣體相連通.在這個思路下，教師將模型進行了改進如圖9.

讓鍋爐和水位計上方連通，繼續加熱，發現兩端液面始終相平.

4結語

讓學生觀察、分析和研究，充分發揮教師實驗演示的作用，學生不僅能夠看到實驗過程，還能認識生活中的產品都有其設計的緣由和過程，更能理解實驗原理，對物理理論有更全面深刻的認知.

參考文獻：

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