问题导学在物理概念教学中的应用

罗东霞

【摘要】本文以《研究物质的比热容》一课为例，探讨在初中物理概念教学中的引入新课、新授课、迁移应用、课堂结尾四个阶段运用问题导学的途径，以期提高初中物理课堂教学的实效性。

【关键词】问题导学 概念教学 初中物理 教学策略

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）41-0152-02

物理概念是物理学中最基本的元素，它是在观察和分析一系列事实或实验的基础上，抽象概括具体现象的特征，并抓住本质特征而总结出来的。在物理知识的结构框架中，概念就是一个个的节点，它们把物理规律有机地联结起来，形成一个完整的知识体系。初中生在学习物理的过程中，如果不能形成正确的物理概念将会影响他们对物理规律的理解、对物理方法的感悟，进而影响他们学习物理的兴趣。因此，使学生形成清晰的物理概念是初中物理教学的出发点。

比热容是热学中具有重要地位的基础概念，它不仅反映了物质吸、放热的本领，而且也是分析许多热现象的理论依据。让学生充分认识物质在吸、放热性能上的差异性是本节课的关键，这也是建立比热容概念的基石。笔者在执教《研究物质的比热容》一课时，在课堂上层层设疑，用问题引导学生思考，最终实现建立概念的目的，让学生在理解概念的基础上能够解释相关现象。

一、引入新课阶段的“问题导学”

在学习比热容之前，学生已经掌握了内能、热量、热值等概念，并且做过了“水吸收的热量与温度变化、质量的关系”的实验，也明确了1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J。本节课教材通过两幅图片引出问题：“在同一天内，同一纬度的沿海地区和沙漠地区昼夜气温变化有什么不同？它们的温差为什么会如此悬殊？”但生活在河池市边远山区的学生大多没有相关的生活经验，这样的问题无法吸引学生。于是，笔者播放“多地高温创历史新高”的视频，然后提出问题：“炎炎夏日里，人们为什么喜欢通过游泳避暑？”学生答：“因为水的温度低。”教师追问：“同样在太阳下曝晒，岸边的沙石会热得烫脚，而水温却没有明显的变化，这是为什么呢？”这是学生非常熟悉的场景，但学生却很难用前面学过的知识来回答这个问题，其思维受阻，产生了认知需求，从而集中注意力进入学习中。接着，教师又说：“在上节课中，我们已经知道，同一种物质吸收的热量与物质的质量、温度变化有关系。那么，砂石和水是不同的物质，他们吸收的热量又与什么因素有关呢？”如此设问，一步步引出本节课要探究的内容。

二、新授课阶段的“问题导学”

在明确探究的内容后，笔者又通过一系列问题引导学生设计实验方案。“根据前面学过的知识，如果我们想探究砂石和水的吸热性能，应该设计怎样的实验方案呢？”学生答道：“可控制砂石和水的质量相等、升高的温度相等，比较它们吸收的热量就可以了。”教师追问：“物体吸收热量的多少是不容易观测的，我们有什么方法来判定？”学生并没有被难倒：“根据上节课的知识，我们可以有两种方法：一是质量和初温相同的砂石和水，加热相同的时间，观察它们温度的变化;二是质量和初温相同的砂石和水，都让它们升高相同的温度，观察它们加热时间的长短。”教师又问：“根据同学们的思路，请大家阅读课文，看看我们自己设计的方案与课本给出的方案有什么不同，你还有什么改进？”学生经过一番讨论，制订了更有效、便于操作的实验方案：采用质量相等的食用油、砂石和水进行实验，让结论更具有普遍性;采用相同规格的烧杯、相同的热源，用水浴法加热;三种物质的温度都达到50℃才停止加热，记录加热时间。

收集了实验数据后，笔者再次通过问题来引导学生分析数据、总结结论：“如果要比较不同物质在相同时间内温度的变化量，你得出的结论是什么？”“我们换一个角度看数据，如果比较不同物质升高相同的温度时吸收热量的多少，你有什么发现？”然后综合学生分析的结论，结合上节课的内容，让学生明白：“物体升温时吸收的热量与物质的质量、升高的温度及物质的种类有关;相同质量的不同物质，在升高相同温度时，吸收热量多的，这种物质的吸热能力就强。”接着，笔者让學生根据实验数据把砂石、水和食用油的吸热能力进行排序，然后让学生阅读课文：“为了方便比较物质的这种吸热能力上的差别，物理学引入了比热容这个物理量，科学家们通过大量实验，测出了不同物质的比热容，哪位同学能说一说水的比热容代表的物理意义？”在学生明确比热容的物理意义后，进一步提出新的问题：“理解了比热容的物理意义，我们就能明白物体吸收热量时，吸热的多少与质量、比热容、变化的温度之间的数量关系了。比如，1kg纯水温度升高2℃时所吸收的热量是多少呢？2kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是多少呢？怎样表达m kg纯水温度升高t ℃时所吸收的热量是多少呢？”经过这样层层设问，学生对比热容的概念理解更加深刻。这样的授课过程也符合建构主义理论，学生获取知识的过程，实际上是“提出问题—分析问题—解决问题—提出新的问题”的过程。精心设计的问题能促进学生思维的发展，产生积极的引导作用，让学生通过解决一个又一个的问题不断地建立和完善知识框架。

三、迁移应用阶段的“问题导学”

学习物理知识的目的之一是提高分析问题与解决问题的能力，学完本节课内容后，学生是否能解决问题呢？笔者设计以下问题进行导学：“同学们，了解比热容的知识后，我们来尝试解释在同样的阳光照射下，为什么砂石升温很快，而水温变化不大这个问题。”解释了课前的问题后，笔者再让学生解释课文前两张图片的现象：“在同一天内，同一纬度的某一沿海地区和某沙漠地区昼夜气温变化为什么有明显差别呢？”这两个问题难度相似、思维过程也相似，只要学生抓住“质量相同的不同物质，吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化小”这一点就可以回答，不同点在于一个情境是学生熟悉的，另一个情境则是来自课本，是学生不熟悉的。接着，笔者让学生思考课本的“想一想”的问题：“日常生活中，既可以用水来取暖，又可以用水来降温，你能说出这是什么缘故吗？”这一问题考查学生的逆向思维，“质量相同的不同物质，在温度变化相同时，比热容大的物质吸收或放出的热量更多”。

四、课堂结尾阶段的“问题导学”

一堂好课应能把学生从一个问题带到另一个新的问题，这就要求教师在课堂的结尾阶段适当留白，引发学生新的疑问，激起学生新的求知起点。因此在下课前，笔者将“探究海波熔化的特点”实验得到的温度—时间图像投影到屏幕上，让学生课后思考和研究：“海波在熔化前吸热升温的快慢与熔化后吸热升温的快慢是一样的吗？这是为什么呢？”

本节课在课堂的不同阶段不断设疑，先引起学生的认知冲突，吸引注意力，引入新课教学;然后引导学生进行探究、分析，建立比热容的概念;最后通过解决具体问题促进学生对知识的内化和迁移。以解决问题为目的的物理概念教学可以让学生更主动地思考，更深刻地理解概念的含义、定义过程及迁移应用，这也是提高物理课堂效果的有效方法。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[2]赵志伟.初中物理“五步教学法”初探[J].中学教学参考（中旬），2019（5）

[3]廖伯琴.初中物理教学策略[M].北京：北京师范大学出版社，2010

[4]白秀英，王较过.初中物理有效教学[M].北京：北京师范大学出版社，2015

（责编 刘小瑗）