“问题—操作”交互式物理实验教学模式初探

李岩

(黑龙江护理高等专科学校，哈尔滨150086)

“问题——操作”交互式的物理实验教学模式是指在实验教学的过程中，教师提出一系列引导性的问题，用问题引导学生的操作，同时，鼓励学生在实验中根据自己的操作提出一些实际的问题供教师和全班讨论。在这样的教学过程中，一方面师生相互提出问题形成交互，另一方面，学生在实验中也不单单是按部就班操作，而是时刻还要注意思考教师提出的问题，这样，问题和操作又紧密地结合，进行交融，形成交互。

一、有效设置引导问题

学生在实验学习过程中必然会遇到许多认知问题，这些问题交织在一起，成为学生学习的心理动力和课堂教学的契机。学生有很强的求知欲，时常表现为思想上的困惑和疑问，正是这些思想和认知问题驱动学生去追求知识、探索真理。教师可以以问题为契机，精心设计，释疑解惑，帮助学生完成学习目标。通过问题的层层设问和讨论，不断激发思维火花，使之成为有序的思维训练过程。教师要以问题的设计，促使学生思考，逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生真正成为意义的主动建构者。

传统的实验教学只重视纯知识的教学，久而久之，学生只会处理已简化了的物理对象和理想化的物理模型，遇到实际问题就不知所措。因此，教师应在实验中，不断创设问题情境，培养学生解决实际问题的能力。

那么，我们应如何设计实验中的问题呢？根据不同实验的具体目标，根据实验原理、器材，实验误差等都能提出很多问题给学生。然而，能真正引发学生兴趣，促进学生思考的，并能积极引导学生自主操作的问题就需要我们从学生实际出发，根据学生实验操作中遇到的实际问题，以建构主义学习理论为指导，设计能引发认知冲突、激励学生自主探究的问题。事实上，在实验中学生操作遇到的问题如果我们加以搜集整理，就能提出较好的问题来。

二、有效培养操作能力

操作能力是物理实验能力的核心，操作能力的培养必须在实验中进行。然而，并不是进行了实验就能培养和提高学生的操作能力。要想提高操作能力，必须使学生进行积极地思考，一方面思考老师提出的引导性问题，一方面要善于思考实验操作中发现的新问题，解决不了的，要善于和同伴合作学习，甚至搜集整理供全班讨论。也就是说动手与动脑要有机地结合。

三、注重实验报告及评价

许多教师不重视学生实验报告。在几年的实验室观察中，几乎没见到有教师要求学生实验后做实验报告的，最多将原始数据检查一下。认为实验就是增加一下感性认识，学生动动手而己，满足一下好奇合，做实验报告花费时间，不如让学生做实验题等。殊不知实验报告对学生的反省认知水平的提高以及对整个实验能力的提高都有重要作用，尤其是对实验数据的分析与处理，对误差的分析等，是进一步改进实验设计、操作等的依据。此外，教师通过学生的报告能够发现学生思维中存在的一些问题，同时也是保证学生积极认真实验的一种手段。教师对学生实验过程及实验报告的有效评价实际上更能激发学生的求知欲。梁树森老师在《物理学习论》中对学习兴趣有这样的论述：“一个人虽有学习动机，若无学习活动，是不会产生兴趣的；如果有动机也有活动，但活动结果没有满足感，也难以产生兴趣；只有活动结果反馈回来获得满足感后，才会使学习动机得到强化，并使学习兴趣随之而生。这种模式可表示为：学习动机→学习活动→结果满足→兴趣。”因此，对学生报告的积极评价不但是发展学生思维的需要，也是培养学习动机和兴趣的需要。

四、“问题——操作”交互式的物理实验教学案例

【实验题目】描绘小灯泡的伏安特性曲线

【教学目标】

1、一般目标：

（1）培养认真细致的科学态度

（2）激发问题意识，培养勤于思考的习惯。

2、具体目标：描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律。

【问题及操作】

1、预习实验的引导性问题：

根据我们所学的欧姆定律，对于电阻值一定的纯电阻电路来说，测量其两端的一系列的电压和电流值，描绘它的伏安特性曲线，理论上是过坐标原点的一条直线，而实际上电路受各种因素的影响，得到的不一定是直线。现在我们要测小灯泡的伏安特性曲线，请大家先想一想用什么样的电路好，自己先设计一个，再预习教材对比一下，有什么不同。哪个好？

2、实验操作的引导性问题及操作

问题：

观察教材图示，看一下电流表采用了内接法还是外接法，这样接有什么好处？滑动变阻器是分压接法还是限流接法，为什么这样接？

操作步骤一：确定电流表、电压表的量程，照图连好电路。（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）

问题：

（1）在几年的实验中，许多同学都会把电路接错，只将滑动变阻器接了两个接线柱，根据小灯泡的参数和滑动变阻器的阻值实际计算一下小灯泡的电压范围，了解这种接法的缺点。你有什么好办法接线保证接得又快又不易出错吗？

操作步骤二：闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I值。

问题：

（3）如教材图示，当滑动触头C靠近A端时，电压表和电流表有示数，小灯泡不亮，什么原因？所得数据有效吗？

操作步骤三：用同样的方法测量并记录约12组U值和I值。

操作步骤四：断开开关S，整理好器材。

操作步骤五：在坐标纸上，以U为横坐标、I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，连接各点得到I-U图线，（注意：连接各点时，不要出现折线）

问题：

（4）分析你所画出的图线，是直线吗？是什么样的？为什么是这样的？你做这个实验得出的结论是什么？

【报告与评价】

1、请同学们根据前面的实验，自己写实验报告。格式自定。自我评价可以谈谈收获与不足，以及你的疑问和设想等。

2、学生的问题：多数是线路接触不良问题，经提示，都能解决，还有接线错误，同学互查是非常好的。给予肯定和表扬。