浅谈物理教学中问题情境的设置策略

石 祥

新课程理念强调教学过程中开展研究性学习.研究性学习都是围绕着问题的提出与解决来开展的.有效的问题能够激活学生的思维,充分调动学生研究性学习的内驱力,使学生产生强烈的探究欲望,从而使他们能积极、主动、持久地投入探究之中.有效的问题需要创设良好的问题情境.

所谓问题情境是指个人自己觉察到的一种有目的但不知如何达到的心理困境.它是使学生对接触到的学习内容与其原有认知水平感到不和谐、不平衡时急需解决的心理状态.因此,创设问题情境时,除了要创设一种民主和谐氛围,最重要的是使问题具有诱发性,即能引起学生认知结构上的“不平衡”,营造一种“心求通而未得,口欲言而未能”的心理悬念.创设问题情境的途径有很多,有利于产生诱发性的方法主要有如下列几种:

一、在矛盾中引发问题

在探究自由落体运动这一教学内容时,教材的编写是简单的,没有阐述知识的发生与发展过程以及伴随的科学研究方法.把这一内容作为给学生的情景,让学生根据自己的理解提出问题.有一位学生问:大量的实验事实可以证明物体下落的速度快慢与物体的质量有关,只有少量实验证明物体下落的速度快慢与物体的质量无关,这是为什么?周围不少同学笑道,这还用问?不就是空气阻力作用的缘故吗?我首先肯定了该学生通过仔细的观察发现问题的思维方式是科学的、积极的、严谨的,应该大力提倡,然后要求大家寻找合理的实验方法解决该同学提出的问题.这种强烈的矛盾反差,使学生迫不及待地去探究其中的缘由.

二、以变式引发问题

在研究牛顿第二定律时,当一个较胖的一个较瘦的滑雪者同时沿着平缓的斜坡从同一高度下滑时,他们的时间应该是一样的.这是因为根据牛顿第二定律,物体的加速度与它所受到的力成正比,与其质量成反比.所以,无论胖瘦,他们受到的沿下滑方向的合力(即重力、摩擦力和支撑力)与其质量的比值是相同的,因而加速度一样,速度也相同.至于下滑时由空气产生的阻力,在这种速度较慢的情况下是微不足道的.这种变式打破了学生认知心理的协调性,从而产生探究欲望.

三、通过对比引发问题

例如,当学生学习了牛顿第三定律和动量定理之后,可以给学生提出这样一个物理问题.日常生活中打鸡蛋时,如果左手握住一只鸡蛋不动,右手拿一只鸡蛋去撞它(两只鸡蛋都是一样的坚硬,并且是用同一部分互相碰撞),哪一只鸡蛋更容易被撞破?是被撞的那一只呢,还是去撞的那一只?或者两只被撞破的几率相同?这是一个看似简单其实并不容易解释的问题,因而能够很好地训练学生的创造性思维.研究撞蛋问题很有现实意义.因为在交通事故中车里人脑的损伤状态与那只“运动着的蛋”颇为相似.一旦头部受到强烈撞击,脑髓就要撞击颅骨内侧,因此很容易引起脑震荡或脑血肿;即使颅骨不破裂,脑髓也会受到损伤.

四、借助演示引发问题

例如让学生感受大气压时,取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水,罐口缠上铁丝并固定,而且将铁丝拧成柄状(要有一定的长度和强度),往易拉罐中加入少量的水,放在酒精灯上加热至沸腾,并继续加热数十秒,迅速(持铁丝柄)将易拉罐倒扣到冷水中,让学生观察发生的现象.此时易拉罐在大气压的作用下被压扁且发出巨大的响声.出乎意料的现象使学生欢呼起来,并以极大的热情投入到原因的探询和验证之中.

五、生活实践引发问题

引发问题应以现有高中物理教材为根本,但同时又要保持较大灵活性.以教材为本,并不等于必须拘泥于教材所提供的素材和案例,而是应该吃透课程标准在教材中所体现的教育理念.如可以适当地将一些与课本知识密切相关、与现代科技密切相关的内容纳入课堂研究.如有种说法:触电时人被电吸住了,抽不开.实际上这个说法是错误的.我们知道,不论是否存在电流,在一般情况下导线中、电器中的正、负电荷的电量是相等的,对外的静电作用是相互抵消.即使局部地方偶尔出现少许正、负电荷不相等,其静电引力也是微不足道的.如若不然,就会出现下列奇特现象:用手去移动台灯引线,即使不被“吸住”,至少也会明显感到这种“吸力”,照明电线,特别是高压裸线,会“吸住”大量尘土从而形成粗长的尘土柱.事实上,这些现象都没出现.

但是问题出现了,人手触电时,为什么有时不能把手抽回来?难道不想抽回来?显然是“被吸住了”抽不回来.对这一提问可用电流的生理效应来解释.人手触电时,由于电流的刺激,手会由痉挛到麻痹.即使发出抽回手的指令,无奈手已无法执行这一指令了.调查表明,绝大多数触电死亡者,都是手的掌心或手指与掌心的同侧部位触电.刚触电时,手因条件反射而弯曲,而弯曲的方向恰使手不自觉地握住了导线.这样,延长了触电时间,手很快地痉挛以致麻痹.

如果手的背面触电,对一般的民用电,则不容易导致死亡,有经验的电工为了判断用电器是否漏电而手边又无电笔时,有时就用食指指甲一面去轻触用电器外壳.若漏电,则食指将因条件反射而弯曲,弯曲的方向又恰是脱离用电器的方向.这样,触电时间很短,不会有危险.

总之,在研究性学习过程中,问题情境诱发应根据不同的介质,采用不同的策略,这样就能把物理问题自然呈现,从而增强研究性学习的效果,提高学生学习物理的兴趣.

(责任编辑:易志毅)