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物理学是以实验为基础的科学,研究物理问题的根本方法是进行观察和实验,而观察和实验又是学生学习、认识物理现象,获得感性认识的源泉,是学习物理的重要手段。笔者在初中物理的教学中,对于物理探究实验教学进行了多次尝试,发现教师对于整个探究性学习过程中问题串的设置是至关重要的,问题设置得得当与否,直接关系到学生能否深入地分析问题、解决问题,建构知识,从而发展能力;关系到学生能否深入体验探究过程,关系到能否培养学生在探究中的建构问题的意识与能力。设置“问题串”是物理探究实验教学的一种有效教学策略,那么怎样在物理探究实验教学中设置有效的问题串呢?下面我就这个问题通过《探究串联电路中的电流》教学案例来谈谈自己的一点体会。
一、教学过程
1.利用“问题串”引出新课
(出示投影:串联电路和并联电路。)
问题1:请同学们利用前面学过的知识观察一下两个小灯泡组成的电路,这个电路中都有哪些元件?
问题2:这些灯泡采用什么连接方式?
问题3:大家的桌子上有这样一些东西:电池组1个,开关1个,2.5V灯泡2个,3.8V灯泡2个,电流表1个,导线若干,你能够用桌子上的这些东西把这两个电路连接出来吗?
(学生把任意两个灯泡串联起来接到电源上,闭合开关,使灯泡发光。)
问题4:闭合开关后,你看到了什么?
问题5:灯泡为什么会亮?
问题6:电流的方向是怎样的呢?(用问题串导入新课,激发学生探究的兴趣。)
2.利用“问题串”引导学生猜想
问题7:刚才大家看到灯泡亮了,那两个灯泡一样亮吗?
问题8:你认为串联电路中各点的电流之间有什么关系?
对于这个问题,请各组讨论一下,并提出自己的猜想,说出你提出猜想的理由是什么?
(让学生分组讨论,选代表发言,提出自己的猜想。)
生1: 我猜想电流不相等,是由大到小的,因为电流每经过一个小灯泡,就消耗一部分电能,能量在不断地消耗,回到负极时就小了,所以会减小。
生2: 我认为一样亮,电路中各点的电流应该相等,因为串联电路中,电流都经过同一条电路。
生3:我有不同意见,我觉得电流有时大有时小。如大灯泡较亮,它需要的电流大,小灯泡暗,需要的电流就小,好像与用电器有关 。
生4:我想靠近电源正负极的地方应大些,应该与电源位置有关。
生5:我的想法是导线粗的地方电流大;导线细的地方电流小。像粗水管中的水流大,细水管中水流小一样。
生6:我还是觉得相等,因为电路中的两个灯泡一样亮。
(把学生提出的几种猜想分类板书在黑板上。)
问题9:哪种猜想正确呢?(引起学生的认知冲突,激发学生探究的欲望,引导学生设计实验。)
3.利用“问题串”引导学生设计实验
问题10:大家说得都很不错!现在大家有很多的猜想,提出猜想的理由也各不相同,我们怎么知道这些猜想是否正确呢?(学生答:做实验)
问题11:在实验前,我们需要做些什么准备工作呢?(学生答:准备实验器材)
问题12:电流表应插在哪里呢?
问题13:请各小组制订实验方案,并在方案里明确以下问题:
(1)需要准备用几个灯泡?(2)准备用几个电流表?(3)准备把电流表插在哪些地方?(4)准备测量几次?
各小组讨论,提出自己的实验方案。各小组的方案主要不同之处是把电流表放在何处,测几个点的电流,用几个电流表去测。
甲组提出测两个点的电流:①电源正极和开关之间的电流;②电灯乙和电源负极之间的电流。
乙组提出测三个点的电流:①电源正极和电灯甲之间的电流;②电灯甲和电灯乙之间的电流;③电灯乙和电源负极之间的电流。
丙组认为同时用三个较好,测一次就能同时看出各点的电流是否相同。
图1
丁组认为用一个较好,理由是:不同的电流表测量时可能有误差,同一处的电流用不同的电流表测量结果也可能稍有不同。(通过讨论,大多数组认为测如图1所示的电路图中的A、B、C三个点的电流较好,最后统一意见,用一个电流表分别测A、B、C三个点的电流。)设计实验是一个创造过程,是探究过程中很重要的一个环节,直接影响到探究的结果,为此我们要提倡学生实验设计的多样化,鼓励学生提出自己独到的见解,培养学生的创新意识。
4.利用“问题串”引导学生进行实验
问题14:电流表的使用规则是什么?(请学生当堂回顾使用规则)
问题15:如何正确选择电流表的量程?
学生进行实验,教师组间巡视,并纠正学生出现的错误,提醒学生记录数据和记录发现的问题,让学生有充分的动手机会和观察时间,从而收集到真实有效的数据,培养学生严谨的科学作风。
5.利用“问题串”引导学生分析论证
问题16:各小组展示自己的实验记录,根据测量结果能得到什么结论?
甲组:我们组用了三个小灯泡,猜想的是回到负极时电流会变小,实际结果A、B、C、D四点的电流值都在0.15 A左右,大小相同。
乙组:我们组猜想的是电流相同,而结果也是相同.我们测得A、B、C三点的电流值都在0.2A左右.
丙组:我们猜想大、小灯泡的电流不同,但换了灯泡后,发现A、B、C三点电流趋于相等。
丁组:我们组猜想靠近两极的点电流应大些,但结果A、B、C三点电流一样大。
戊组:我们组用粗、细导线做了两次实验,结论稍有偏差,但导线相同时,A、B、C三点的电流值相等。
6.利用“问题串”引导学生评估
问题17:大多数组测量的结果是A、B、C三点的电流相同(即IA=IB=IC);但有一个组测出的A、B、C三点的电流却不相同。这是为什么呢?
(教师请其他组与这个组进行交流,共同寻找原因。)
各组提出的问题有:
(1)是否是电流表有问题?建议换一个电流表重新实验;
(2)是否电路连成了并联?建议认真检查电路;
(3)是否每次测量时用的灯泡不同?建议三次测量时不要更换灯泡;
(4)是否电路没有连接好?建议认真检查电路。
(这个组的学生认真听取了其他组的建议,经过检查发现是电路连接处有接触不良的现象。实验中用的是插件,有的地方插的松一些或没插好时,电流表的指针就会来回摆动,三次的示数会有不同。)
问题18:一次实验一定能得到正确的结论吗?
问题19:换用不同规格的灯泡再做实验或者把三个、四个灯泡串联起来,多测几个点的电流,看一看各点的电流是否都相等?
问题20:这样进行多次实验的目的是什么?(引导学生寻找实验的普遍规律)
问题21:请几组同学将你们的数据写在黑板上,大家能找到串联电路中电流的规律吗?
问题22:经过同学们的努力实践,串联电路中各点的电流之间有什么关系呢?……
学生总结出串联电路中电流处处相等,这一过程中是学生直接对所学知识的验证和基本技能的体现,让学生充分感受到交流与合作的重要性和必要性,培养学生交流合作的意识,同时让学生在交流合作解决问题中体验到成功的喜悦,培养了自信心。
二、教学反思
1.课堂角色发生转变
通过用“问题串”引导学生探究物理实验教学,让我体会到教师的角色发生了巨大的转变,由过去的“台前”走到“幕后”,做一个“导演”,设计好适当的问题情景,引发学生的学习动机,使学生由观众变为“演员”。
2. 教师教法发生转变
利用“问题串”引导学生进行物理探究实验,改变了过去“填鸭式”“满堂灌”的做法,因为“填鸭式”教学偏重于知识的传授,强迫学生记忆的多,忽视学生的实际兴趣,淡化了学生的学习思维,导致教师在课堂上的“一言堂”,使学生智力发展受到限制。
3.学生思维发生转变
通过这节课的教学,笔者体会到“思维是从疑问和诧异开始的”,教师的教学过程就是一个让学生不断发现问题和处理完成问题的过程,问题串是学生探究物理实验过程中的动力和起点,学生如果没有问题,他们的认识也就遏制发展了.探究的过程就是发现、研究、处理完成问题的过程,没有问题串,就不能激发学生的好奇心和求知欲;没有问题串,学生就不会深入思考、探究,只有在头脑中不断有问题生成的学生,才能更好地融入课堂参与互动,才可能拥有超凡的创造力.才能迸发出创新思维的火花。
三、注意事项
笔者认为在物理探究实验教学中设计“问题串”应注意以下几个问题 :
1.设计“问题串”要围绕教学目标
教师在设计“问题串”时必须根据教学的目的、重点和学生的难点设计问题串,紧紧围绕教学目标有的放矢地展开,教师要认真研究知识布局,根据学生的认知水平,巧妙设计并运用好“问题串”。
2.设计“问题串”要具有针对性
问题串的设计是关系到一堂课成功或失败的关键。教师设计的问题串要具有针对性,如果教师设计的问题串学生答不上来,就说明这样的问题串的设计是失败的、无效的。
3.设计“问题串”要具有梯度
教学中,教师必须考虑到大多数学生的认知水平,设计的问题串应具有一定梯度,并且要环环相扣,由浅入深,由表及里,由简到繁,由易到难,把提问的过程当作一个阶梯,有步骤地启发学生循序渐进,层层递进,使大多数学生通过努力思索后能“跳起来,摘到桃子”。难度过大的问题要设计铺垫性提问,使学生经历由不懂到懂,不会到会,由会再到运用的过程,让学生的思维沿着一定的坡度发展,达到突破重点、难点的目的,使学生在明确知识内在联系的基础上获得知识、提高思维能力。
总之,在物理实验探究教学中,好的问题串是提高课堂效率、拓展课堂思维空间的有效途径,是引导学生自主探究学习的一种行之有效的方法,它有助于培养学生发现问题与解决问题的能力,更有助于提高学生的发散思维和创新能力。学生是一个需要我们去点燃的火炬,而问题串就是那点燃学生思维的火种,我们应该根据教学内容的难易程度和学生的现实基础,努力设置有效的“问题串”,促使学生主动、顺利地完成学习任务,掌握自主探究物理实验的本领,让问题串成为物理实验探究之火种,去点燃学生的创造性思维之火。
(责任编辑 黄春香)
一、教学过程
1.利用“问题串”引出新课
(出示投影:串联电路和并联电路。)
问题1:请同学们利用前面学过的知识观察一下两个小灯泡组成的电路,这个电路中都有哪些元件?
问题2:这些灯泡采用什么连接方式?
问题3:大家的桌子上有这样一些东西:电池组1个,开关1个,2.5V灯泡2个,3.8V灯泡2个,电流表1个,导线若干,你能够用桌子上的这些东西把这两个电路连接出来吗?
(学生把任意两个灯泡串联起来接到电源上,闭合开关,使灯泡发光。)
问题4:闭合开关后,你看到了什么?
问题5:灯泡为什么会亮?
问题6:电流的方向是怎样的呢?(用问题串导入新课,激发学生探究的兴趣。)
2.利用“问题串”引导学生猜想
问题7:刚才大家看到灯泡亮了,那两个灯泡一样亮吗?
问题8:你认为串联电路中各点的电流之间有什么关系?
对于这个问题,请各组讨论一下,并提出自己的猜想,说出你提出猜想的理由是什么?
(让学生分组讨论,选代表发言,提出自己的猜想。)
生1: 我猜想电流不相等,是由大到小的,因为电流每经过一个小灯泡,就消耗一部分电能,能量在不断地消耗,回到负极时就小了,所以会减小。
生2: 我认为一样亮,电路中各点的电流应该相等,因为串联电路中,电流都经过同一条电路。
生3:我有不同意见,我觉得电流有时大有时小。如大灯泡较亮,它需要的电流大,小灯泡暗,需要的电流就小,好像与用电器有关 。
生4:我想靠近电源正负极的地方应大些,应该与电源位置有关。
生5:我的想法是导线粗的地方电流大;导线细的地方电流小。像粗水管中的水流大,细水管中水流小一样。
生6:我还是觉得相等,因为电路中的两个灯泡一样亮。
(把学生提出的几种猜想分类板书在黑板上。)
问题9:哪种猜想正确呢?(引起学生的认知冲突,激发学生探究的欲望,引导学生设计实验。)
3.利用“问题串”引导学生设计实验
问题10:大家说得都很不错!现在大家有很多的猜想,提出猜想的理由也各不相同,我们怎么知道这些猜想是否正确呢?(学生答:做实验)
问题11:在实验前,我们需要做些什么准备工作呢?(学生答:准备实验器材)
问题12:电流表应插在哪里呢?
问题13:请各小组制订实验方案,并在方案里明确以下问题:
(1)需要准备用几个灯泡?(2)准备用几个电流表?(3)准备把电流表插在哪些地方?(4)准备测量几次?
各小组讨论,提出自己的实验方案。各小组的方案主要不同之处是把电流表放在何处,测几个点的电流,用几个电流表去测。
甲组提出测两个点的电流:①电源正极和开关之间的电流;②电灯乙和电源负极之间的电流。
乙组提出测三个点的电流:①电源正极和电灯甲之间的电流;②电灯甲和电灯乙之间的电流;③电灯乙和电源负极之间的电流。
丙组认为同时用三个较好,测一次就能同时看出各点的电流是否相同。
图1
丁组认为用一个较好,理由是:不同的电流表测量时可能有误差,同一处的电流用不同的电流表测量结果也可能稍有不同。(通过讨论,大多数组认为测如图1所示的电路图中的A、B、C三个点的电流较好,最后统一意见,用一个电流表分别测A、B、C三个点的电流。)设计实验是一个创造过程,是探究过程中很重要的一个环节,直接影响到探究的结果,为此我们要提倡学生实验设计的多样化,鼓励学生提出自己独到的见解,培养学生的创新意识。
4.利用“问题串”引导学生进行实验
问题14:电流表的使用规则是什么?(请学生当堂回顾使用规则)
问题15:如何正确选择电流表的量程?
学生进行实验,教师组间巡视,并纠正学生出现的错误,提醒学生记录数据和记录发现的问题,让学生有充分的动手机会和观察时间,从而收集到真实有效的数据,培养学生严谨的科学作风。
5.利用“问题串”引导学生分析论证
问题16:各小组展示自己的实验记录,根据测量结果能得到什么结论?
甲组:我们组用了三个小灯泡,猜想的是回到负极时电流会变小,实际结果A、B、C、D四点的电流值都在0.15 A左右,大小相同。
乙组:我们组猜想的是电流相同,而结果也是相同.我们测得A、B、C三点的电流值都在0.2A左右.
丙组:我们猜想大、小灯泡的电流不同,但换了灯泡后,发现A、B、C三点电流趋于相等。
丁组:我们组猜想靠近两极的点电流应大些,但结果A、B、C三点电流一样大。
戊组:我们组用粗、细导线做了两次实验,结论稍有偏差,但导线相同时,A、B、C三点的电流值相等。
6.利用“问题串”引导学生评估
问题17:大多数组测量的结果是A、B、C三点的电流相同(即IA=IB=IC);但有一个组测出的A、B、C三点的电流却不相同。这是为什么呢?
(教师请其他组与这个组进行交流,共同寻找原因。)
各组提出的问题有:
(1)是否是电流表有问题?建议换一个电流表重新实验;
(2)是否电路连成了并联?建议认真检查电路;
(3)是否每次测量时用的灯泡不同?建议三次测量时不要更换灯泡;
(4)是否电路没有连接好?建议认真检查电路。
(这个组的学生认真听取了其他组的建议,经过检查发现是电路连接处有接触不良的现象。实验中用的是插件,有的地方插的松一些或没插好时,电流表的指针就会来回摆动,三次的示数会有不同。)
问题18:一次实验一定能得到正确的结论吗?
问题19:换用不同规格的灯泡再做实验或者把三个、四个灯泡串联起来,多测几个点的电流,看一看各点的电流是否都相等?
问题20:这样进行多次实验的目的是什么?(引导学生寻找实验的普遍规律)
问题21:请几组同学将你们的数据写在黑板上,大家能找到串联电路中电流的规律吗?
问题22:经过同学们的努力实践,串联电路中各点的电流之间有什么关系呢?……
学生总结出串联电路中电流处处相等,这一过程中是学生直接对所学知识的验证和基本技能的体现,让学生充分感受到交流与合作的重要性和必要性,培养学生交流合作的意识,同时让学生在交流合作解决问题中体验到成功的喜悦,培养了自信心。
二、教学反思
1.课堂角色发生转变
通过用“问题串”引导学生探究物理实验教学,让我体会到教师的角色发生了巨大的转变,由过去的“台前”走到“幕后”,做一个“导演”,设计好适当的问题情景,引发学生的学习动机,使学生由观众变为“演员”。
2. 教师教法发生转变
利用“问题串”引导学生进行物理探究实验,改变了过去“填鸭式”“满堂灌”的做法,因为“填鸭式”教学偏重于知识的传授,强迫学生记忆的多,忽视学生的实际兴趣,淡化了学生的学习思维,导致教师在课堂上的“一言堂”,使学生智力发展受到限制。
3.学生思维发生转变
通过这节课的教学,笔者体会到“思维是从疑问和诧异开始的”,教师的教学过程就是一个让学生不断发现问题和处理完成问题的过程,问题串是学生探究物理实验过程中的动力和起点,学生如果没有问题,他们的认识也就遏制发展了.探究的过程就是发现、研究、处理完成问题的过程,没有问题串,就不能激发学生的好奇心和求知欲;没有问题串,学生就不会深入思考、探究,只有在头脑中不断有问题生成的学生,才能更好地融入课堂参与互动,才可能拥有超凡的创造力.才能迸发出创新思维的火花。
三、注意事项
笔者认为在物理探究实验教学中设计“问题串”应注意以下几个问题 :
1.设计“问题串”要围绕教学目标
教师在设计“问题串”时必须根据教学的目的、重点和学生的难点设计问题串,紧紧围绕教学目标有的放矢地展开,教师要认真研究知识布局,根据学生的认知水平,巧妙设计并运用好“问题串”。
2.设计“问题串”要具有针对性
问题串的设计是关系到一堂课成功或失败的关键。教师设计的问题串要具有针对性,如果教师设计的问题串学生答不上来,就说明这样的问题串的设计是失败的、无效的。
3.设计“问题串”要具有梯度
教学中,教师必须考虑到大多数学生的认知水平,设计的问题串应具有一定梯度,并且要环环相扣,由浅入深,由表及里,由简到繁,由易到难,把提问的过程当作一个阶梯,有步骤地启发学生循序渐进,层层递进,使大多数学生通过努力思索后能“跳起来,摘到桃子”。难度过大的问题要设计铺垫性提问,使学生经历由不懂到懂,不会到会,由会再到运用的过程,让学生的思维沿着一定的坡度发展,达到突破重点、难点的目的,使学生在明确知识内在联系的基础上获得知识、提高思维能力。
总之,在物理实验探究教学中,好的问题串是提高课堂效率、拓展课堂思维空间的有效途径,是引导学生自主探究学习的一种行之有效的方法,它有助于培养学生发现问题与解决问题的能力,更有助于提高学生的发散思维和创新能力。学生是一个需要我们去点燃的火炬,而问题串就是那点燃学生思维的火种,我们应该根据教学内容的难易程度和学生的现实基础,努力设置有效的“问题串”,促使学生主动、顺利地完成学习任务,掌握自主探究物理实验的本领,让问题串成为物理实验探究之火种,去点燃学生的创造性思维之火。
(责任编辑 黄春香)