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近年来,许多研究者主张基于问题解决的学习,认为这是一条建构主义学习的基本思路.基于问题解决式教学模式,把学习置于复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决问题来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,并形成自主学习的能力.多元智能理论也认为智能是“在实际生活中解决所面临的实际问题的能力”.美国学者预言:问题的解决将成为21世纪课程的核心.当前我国教育界响亮提出“主体教育”“学会学习”“素质教育”,它们都与问题解决教学紧密相连.
问题是课堂教学的核心,有效的问题是通向高效课堂的钥匙.一节课的好坏,很大程度上取决于问题的设计是否合理、有价值.我们应该以问题为抓手,引导学生深度思考,让教学更有效.
1 以问题为抓手,培养学生的科学意识
在万有引力定律引力常量的测定实验中,为了让学生了解放大思想,培养学生的科学意识,可以提出一系列的问题:(1)为什么在牛顿发现万有引力定律后经历了100年,人们才测出了万有引力常量?(学生会说生活中普通的两个物体间的万有引力很小,我们几乎感觉不到,所以这给实验造成了很大难度.)(2)卡文迪许是怎么解决这一难题的?(3)这套装置中有几处把力的作用效果放大,是哪几处?(4)我们生活中还有哪些可以体现放大思想的例子?通过这几个问题,学生了解到,卡文迪许扭秤实验通过多次放大作用,巧妙地测量了微小的作用力.这种科学的方法为后人测量微小作用力提供了依据,开创了测量弱力的新时代.
学生在学习牛顿第二定律时,通过实验得到a∝Fm之后,学生很容易得到F=kma,但是对于怎样把k转化为1,学生是茫然的.如果提出如下问题:
k如果没有具体数值是否可以?鉴于在牛顿力学建立之前,一个力的大小还没有明确的定义,为了使公式运用方便起见,应该把多大的力定义为1 N呢?至此,学生会意识到k值取1是最好的选择.通过这一系列的问题探究,学生内心会逐渐萌发蕴含在比例系数法中的科学意识.
通过这几个问题,引导学生深度思考,让学生动起来,把机械能守恒定律的条件一层层弄清楚,弄透彻.学生在具体的物理情景中学会思考与分析,演绎推理、归纳与总结.符合科学的构建主义学法观点:“学习不是接受现成的知识信息,而是基于原有经验的转变;学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者”.
4 以问题为抓手,联系生活实际创设教学情境
生活中蕴藏着丰富的物理学知识,将生活中的物理教学资源与书本上的理论知识联系起来,学生学习的兴趣和动机会陡增.以《匀变速直线运动与汽车行驶安全》教学为例,通过问题创设教学情境,把教学内容有效组织起来,使原本枯燥的理论规律和实际生活相结合.
例如,我国每年由于交通事故无数家庭支离破碎,你认为造成车祸的原因主要有哪些?有哪些原因是与我们学过的物理量相关的?
问题一 为什么要保持一定的车距?
例1 有一辆汽车在高速公路上行驶的速度为108 km/h,若驾驶员发现前方80 m处发生了交通事故,马上紧急刹车,汽车以恒定的加速度经过4 s才停下来,问汽车是否会有安全问题?
问题二 上题中,汽车刹车后经4 s停下来,试问驾驶员发现事故到汽车停下来是否也是4 s?
例2 上题中驾驶员的反应时间是0.5 s该汽车有安全问题吗?汽车在前后两个运动过程中的位移各是多少?请同学们计算一下. 问题三 为什么不允许酒后开车?(处于极度疲劳状态下或服用某些感冒药后不利开车)
例3 若驾驶员酒后开车,反应时间为1.5 s,上述汽车是否有安全问题?
问题四 根据不同的道路或道路周边环境,对行驶车辆都有一个最高速度的限制,为什么不允许超速?
例4 假如驾驶员的行驶速度为126 km/h,他的反应时间0.5 s,经过4 s时间停止下来,问这个时候汽车是否存在安全问题?
问题五 为什么在高速公路上长下坡处会设计紧急避险车道?
通过这一系列的问题,让学生的思维灵动起来.学生可以感觉到,物理很贴近我们,学习物理知识很有用,以培养学生浓厚的学习兴趣.
5 以问题为抓手,区别易混淆点
在人造卫星的教学中,近似认为人造卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即GMmr2=mv2r,不同公式中r的含义不同.在万有引力定律公式GMmr2中,r的含义是两质点间的距离;在向心力公式mv2r中,r的含义是质点运动的轨道半径.当一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动时,两式中的r相等.
为了区别r的不同含义,可以通过双星模型中的问题设置,将易混淆点厘清.
如图3所示,宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起.设两者的质量分别为m1和m2,两者相距为L.
提出问题:在双星模型中,万有引力定律公式GMmr2中的r和向心力公式mv2r中的r还是相等的吗?通过问题让学生加深理解处理圆周运动的关键是确定圆心、半径以及寻找向心力,作图可以起到辅助作用.
在学习宇宙速度时,学生通常会把运行速度和发射速度混淆.可以设计以下几个问题情境:
例如:观察以下表格1,这是卫星发射的几组数据,其中发射速度v0是燃料燃烧完毕时火箭具有的速度,之后火箭带着卫星依靠惯性继续上升,到达指定高度h后再星箭分离,分离后的卫星以环绕速度v绕地球运动.
提出问题:(1)要想把卫星发射到越高的地方,为什么需要的发射速度越大,而在圆轨道上的运行速度却越小?(2)在卫星发射升空的过程中,要克服哪些力做功?
让学生对这些问题进行深度思考和探讨,让学生理解,两种速度对应的空间位置发生了变化,引导学生从能量守恒的角度来理解这一变化.
在学习电场这一章中,带电粒子在电场中的运动轨迹是很常见的问题,学生也经常把电场线和运动轨迹弄混淆,认为电场线就是运动轨迹.可以这样设计问题,
例如:如图4中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,问题:(1)为什么带电粒子没有沿着电场线的方向运动?(2)根据电场线怎样判断电场力的方向,根据运动轨迹如何判断合外力(若不计重力则表示电场力)的方向,轨迹上一点的切线和电场线上一点的切线意义是相同的吗?通过这些问题,引导学生深度思考,不仅可以区分电场线和运动轨迹,还可以理解两种情形下解决问题的方法.
6 以问题为抓手,对重难点进行拓展
在“变压器”一节的教学中,通过实验得到了U1U2近似等于n1n2后.提出问题:(1)实验数据U1U2总是近似等于n1n2,可能的原因是什么?这个问题的讨论,可以让学生明白变压器的原理.
(2)如果抽掉铁芯,这个关系还成立吗?这个问题,可以引导学生深度思考,从能量守恒、磁损耗等方面全面思考,体会理想变压器中铁芯的作用,弄清理想变压器的条件.
总之,以问题为抓手,引导学生深度思考,课堂教学变得更加有效.师生在这种“提出问题——探究问题——讨论解决问题——引发新问题”的紧张而热烈的螺旋式递进氛围中进行学习和交流,学生真正成为了学习的主体,学习积极性得到了充分调动,思维得到提高,学习落到了实处,能力得到了提高.
问题是课堂教学的核心,有效的问题是通向高效课堂的钥匙.一节课的好坏,很大程度上取决于问题的设计是否合理、有价值.我们应该以问题为抓手,引导学生深度思考,让教学更有效.
1 以问题为抓手,培养学生的科学意识
在万有引力定律引力常量的测定实验中,为了让学生了解放大思想,培养学生的科学意识,可以提出一系列的问题:(1)为什么在牛顿发现万有引力定律后经历了100年,人们才测出了万有引力常量?(学生会说生活中普通的两个物体间的万有引力很小,我们几乎感觉不到,所以这给实验造成了很大难度.)(2)卡文迪许是怎么解决这一难题的?(3)这套装置中有几处把力的作用效果放大,是哪几处?(4)我们生活中还有哪些可以体现放大思想的例子?通过这几个问题,学生了解到,卡文迪许扭秤实验通过多次放大作用,巧妙地测量了微小的作用力.这种科学的方法为后人测量微小作用力提供了依据,开创了测量弱力的新时代.
学生在学习牛顿第二定律时,通过实验得到a∝Fm之后,学生很容易得到F=kma,但是对于怎样把k转化为1,学生是茫然的.如果提出如下问题:
k如果没有具体数值是否可以?鉴于在牛顿力学建立之前,一个力的大小还没有明确的定义,为了使公式运用方便起见,应该把多大的力定义为1 N呢?至此,学生会意识到k值取1是最好的选择.通过这一系列的问题探究,学生内心会逐渐萌发蕴含在比例系数法中的科学意识.
通过这几个问题,引导学生深度思考,让学生动起来,把机械能守恒定律的条件一层层弄清楚,弄透彻.学生在具体的物理情景中学会思考与分析,演绎推理、归纳与总结.符合科学的构建主义学法观点:“学习不是接受现成的知识信息,而是基于原有经验的转变;学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者”.
4 以问题为抓手,联系生活实际创设教学情境
生活中蕴藏着丰富的物理学知识,将生活中的物理教学资源与书本上的理论知识联系起来,学生学习的兴趣和动机会陡增.以《匀变速直线运动与汽车行驶安全》教学为例,通过问题创设教学情境,把教学内容有效组织起来,使原本枯燥的理论规律和实际生活相结合.
例如,我国每年由于交通事故无数家庭支离破碎,你认为造成车祸的原因主要有哪些?有哪些原因是与我们学过的物理量相关的?
问题一 为什么要保持一定的车距?
例1 有一辆汽车在高速公路上行驶的速度为108 km/h,若驾驶员发现前方80 m处发生了交通事故,马上紧急刹车,汽车以恒定的加速度经过4 s才停下来,问汽车是否会有安全问题?
问题二 上题中,汽车刹车后经4 s停下来,试问驾驶员发现事故到汽车停下来是否也是4 s?
例2 上题中驾驶员的反应时间是0.5 s该汽车有安全问题吗?汽车在前后两个运动过程中的位移各是多少?请同学们计算一下. 问题三 为什么不允许酒后开车?(处于极度疲劳状态下或服用某些感冒药后不利开车)
例3 若驾驶员酒后开车,反应时间为1.5 s,上述汽车是否有安全问题?
问题四 根据不同的道路或道路周边环境,对行驶车辆都有一个最高速度的限制,为什么不允许超速?
例4 假如驾驶员的行驶速度为126 km/h,他的反应时间0.5 s,经过4 s时间停止下来,问这个时候汽车是否存在安全问题?
问题五 为什么在高速公路上长下坡处会设计紧急避险车道?
通过这一系列的问题,让学生的思维灵动起来.学生可以感觉到,物理很贴近我们,学习物理知识很有用,以培养学生浓厚的学习兴趣.
5 以问题为抓手,区别易混淆点
在人造卫星的教学中,近似认为人造卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即GMmr2=mv2r,不同公式中r的含义不同.在万有引力定律公式GMmr2中,r的含义是两质点间的距离;在向心力公式mv2r中,r的含义是质点运动的轨道半径.当一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动时,两式中的r相等.
为了区别r的不同含义,可以通过双星模型中的问题设置,将易混淆点厘清.
如图3所示,宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起.设两者的质量分别为m1和m2,两者相距为L.
提出问题:在双星模型中,万有引力定律公式GMmr2中的r和向心力公式mv2r中的r还是相等的吗?通过问题让学生加深理解处理圆周运动的关键是确定圆心、半径以及寻找向心力,作图可以起到辅助作用.
在学习宇宙速度时,学生通常会把运行速度和发射速度混淆.可以设计以下几个问题情境:
例如:观察以下表格1,这是卫星发射的几组数据,其中发射速度v0是燃料燃烧完毕时火箭具有的速度,之后火箭带着卫星依靠惯性继续上升,到达指定高度h后再星箭分离,分离后的卫星以环绕速度v绕地球运动.
提出问题:(1)要想把卫星发射到越高的地方,为什么需要的发射速度越大,而在圆轨道上的运行速度却越小?(2)在卫星发射升空的过程中,要克服哪些力做功?
让学生对这些问题进行深度思考和探讨,让学生理解,两种速度对应的空间位置发生了变化,引导学生从能量守恒的角度来理解这一变化.
在学习电场这一章中,带电粒子在电场中的运动轨迹是很常见的问题,学生也经常把电场线和运动轨迹弄混淆,认为电场线就是运动轨迹.可以这样设计问题,
例如:如图4中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,问题:(1)为什么带电粒子没有沿着电场线的方向运动?(2)根据电场线怎样判断电场力的方向,根据运动轨迹如何判断合外力(若不计重力则表示电场力)的方向,轨迹上一点的切线和电场线上一点的切线意义是相同的吗?通过这些问题,引导学生深度思考,不仅可以区分电场线和运动轨迹,还可以理解两种情形下解决问题的方法.
6 以问题为抓手,对重难点进行拓展
在“变压器”一节的教学中,通过实验得到了U1U2近似等于n1n2后.提出问题:(1)实验数据U1U2总是近似等于n1n2,可能的原因是什么?这个问题的讨论,可以让学生明白变压器的原理.
(2)如果抽掉铁芯,这个关系还成立吗?这个问题,可以引导学生深度思考,从能量守恒、磁损耗等方面全面思考,体会理想变压器中铁芯的作用,弄清理想变压器的条件.
总之,以问题为抓手,引导学生深度思考,课堂教学变得更加有效.师生在这种“提出问题——探究问题——讨论解决问题——引发新问题”的紧张而热烈的螺旋式递进氛围中进行学习和交流,学生真正成为了学习的主体,学习积极性得到了充分调动,思维得到提高,学习落到了实处,能力得到了提高.