“问题”赋能：指向深度探究的初中物理实验

■江苏省南京市科利华中学棠城分校 许本科

物理实验教学是物理课堂教学的核心，是训练学生动手能力、增强学生创新意识的有效途径。但事实上，不少教师并不重视对物理实验课的教学，实验课的效果也和课程标准差距甚远。笔者听取两堂物理实验课后深受启发，撰写本文，浅述教师教学过程中“问题”设计的思路，从源头上切实解决学生实验课中浅层探究的问题。

一节常态的物理实验课：两三个学生上台做实验，一两个学生上黑板记录。剩下的四十多个学生做了旁观者，眼光是游离的，思维是停滞的。这样的课堂是低效的，不适合全体学生发展。

另一节常态的物理实验课：教师提问：“在探究物体动能和速度关系时，我们应该如何选择和放置小球？”学生回答：“将两个球放在同一斜面的不同高度。”教师再问“为什么将小球放置不同高度”时，许多学生一脸茫然。教师在解释这一问题后继续提问：“这种探究的方法在之前的学习中有哪些应用？”绝大多数学生面面相觑，一无所知。这就是典型的“浅层学习”，而导致“浅层学习”形成的原因是教师在平时教学中忽略了实验探究中“有效手段”的培养，所以笔者从以下几个方面谈谈个人做法。

一、善于发现问题，感受神奇世界

物理学是一门建立在观察和实验探究基础上的自然科学，它源自生活，又服务于生活。我们在家中就能发现许多值得思考的问题：声音是怎么产生的？为什么冬天洗澡会发现浴室内的镜子模糊而夏天却没有这现象？家中大门的“猫眼”为什么从外向里看几乎看不见，而从里往外看却看得清楚且范围广？菜刀刀口为什么无比锋利，而刀柄却非常粗大？当你打开电源开关时，为什么灯会发光……

在物理实验教学中，教师应引导学生注意生活中的物理现象，鼓励学生提出问题，激发学生观察、思考和解决问题的强烈愿望。同时，在实验教学设计中，教师应评价学生的“问题”在生产和生活中的应用，培养学生关心社会、热爱生活、崇尚科学的品格。

二、创设问题情境，激发探究欲望

著名教育家陶行知先生曾说：“发明千千万，起点是一问。”可见“问题”是科学创新的本源，大力倡导的“问题解决式学习”完全符合当前的教育规律，能够更好地解决学生实验中浅层探究问题。

案例一：关于“光的直线传播”引入。

图1：教师演示“小孔成像”实验，提问：“为什么会在薄膜上呈现一个倒立的像？”

图2：教师演示“手影”实验，提问：“墙上为什么会有栩栩如生的动物形状？”

案例二：关于“升华”和“凝华”的引入。

图3：将试管中放入少量干冰，试管口的气球为什么会慢慢膨胀？

图4：过一会儿，试管的底部为什么会结上一层厚厚的霜？

引入效果：“生活处处皆物理。”教师通过生活中有趣的物理现象引入新课，从而引发学生的思考，为后面实验的“深度探究”打下基础。

初步研究结果表明，阿帕替尼联合替吉奥治疗晚期肝内胆管细胞癌有较好的疗效，患者耐受性较好，可改善患者的生存质量，延长生存时间，为晚期肝内胆管细胞癌患者提供一种新的选择。

三、巧设“问题串”，体验科学探究

古希腊教育家亚里士多德说过：“思考始于对问题的惊讶。”设置有效的“问题串”进行物理实验导学，可以把相关联的单个问题通过思维递进且符合学生认知的方式展现出来。“问题串”不仅关注教师的实验教学过程，而且关注学生的实验探究过程，同时有效地促进师生的互动，真正实现学生对实验的“深度探究”。

案例一：如何巧妙做好“响度”到“音调”的教学过渡。

问题1：除了响度，声音还有其他特征吗？请同学们认真、仔细听老师播放下面这首歌曲并感受不同之处。

问题2：你能把最后一句“那是青藏高原”中“高”这个词给唱上去吗？

问题3：如果唱不上去，我们试图再大声唱，看能不能把“高”唱上去？

问题4：仅仅用“响度”还不能完全描述声音的特性，刚刚同学们唱的“高”唱不上去，说明声音还存在其他的特征，同学们能给这个特征起个名字吗？

“问题串”的设计意图：

突出问题：在学习声音特性“响度”和“音调”时，学生不能很好地理解“声音的高低”和“声音的强弱”，导致他们往往混淆“响度”和“音调”这两个声音特征。

案例二：感受力臂。

问题1：力的作用效果会受到哪些因素的影响？

问题2：在探究“杠杆平衡条件”的实验中（图5），这三个因素是否发生了变化（表1）？

表1

问题3：这样得到的平衡条件有没有局限性？如果有，你能否尝试通过增加一组数据来改变力的方向？

“问题串”的设计意图：

突出问题：在平时的课堂教学中，由于大多数教师都是水平调节平衡杠杆，杠杆力臂的长度与杠杆支点到力作用点的距离是一致的，学生很难理解“杠杆支点到力作用线的距离”的定义。

突破难点：教师可以继续用弹簧测力计斜着拉杠杆平衡，记下力的大小和杠杆上对应的示数，从而理解力臂的定义。增加的这组数据，使得杠杆平衡条件结论更具有普遍性。同时，可以将“多次实验”的方法迁移到长度及质量的测量、小灯泡实际功率的测量、光的折射规律的探究、探究电流、电压和电阻等之间的关系等实验探究中，归纳了“多次实验”在不同实验中的重要作用。

四、评估提问效力，反思提问行为

1.问题要着眼学生学情。

教师必须分析学生的实际学习情况，了解每个学生的知识储备和学习能力。只有在此基础上，才能从学生的实际需要出发，设计出能够触及学生认知冲突的问题，从而激发学生探究物理实验的积极性和解决实际问题的强烈欲望。

2.问题要与教学目标密切相关。

教学目标在教学活动中具有重要的导向性，是教师教学活动的起点和终点，是指导“教”与“学”目标实现的依据。因此，教师在实验教学中设置问题时，要认真研读课本、教参，要吃透课程标准。问题的提出要结合教学目标和学生的学情，难度要有一定的梯度。只有这样设计出来的问题，才更合理、更有效，实验教学效果才有保障。

3.问题设置要有明确的方向性。

无论教师是在实验教学中通过创设情境提问，还是在实验教学设计中以“问题串”的形式提问，所有问题都要指向学生的困惑。只有这样才能引起学生的认知冲突，激发学生的学习兴趣。

综上所述，在初中物理实验教学设计中，教师应善于结合学生的生活实际，合理创设问题情境和巧设“问题串”，充分体现教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体地位，真正实现在“双减”政策下实验的“深度探究”。