探究“層進式問題串”教學(xué)模式,演繹高中物理活力課堂

夏良英

(廣東省東莞市東莞中學(xué)松山湖學(xué)校，廣東 東莞 523808)

1 問題的提出

加涅的學(xué)習(xí)層次理論提出:學(xué)生學(xué)習(xí)較復(fù)雜、抽象的知識,是以較簡單、具體的知識為基礎(chǔ)的．學(xué)習(xí)是累積性的．較復(fù)雜、較高級的學(xué)習(xí),是建立在基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的．所以要求教師要將本學(xué)科的知識材料精心進行組織,按層次呈遞給學(xué)生,但不同的知識類型呈遞方式是不一樣的．

基于問題的學(xué)習(xí)是一種有效的教學(xué)方法,其主要特征表現(xiàn)為使學(xué)生成為問題情境中的角色,激發(fā)學(xué)生思考,不斷引導(dǎo)學(xué)生深入地理解問題．利用“問題串”進行教學(xué),是指以問題為策略、為手段、為中心,串起整個課堂教學(xué)．“層進式問題串”是指在一定的學(xué)習(xí)范圍或主題內(nèi),圍繞一定目標(biāo)或某一中心問題,按照一定邏輯結(jié)構(gòu)精心設(shè)計的一組有梯度的問題．筆者根據(jù)教學(xué)實踐就如何合理有效的開展問題鏈接,并給出常見的“層進式問題串”教學(xué)模式．

2 “層進式問題串”設(shè)計遵循的原則

設(shè)計問題比解答問題更為重要．課堂中的問題串的設(shè)計和運用應(yīng)遵循以下原則.

(1) 問題串的設(shè)計要有針對性．設(shè)計“問題串”必須針對學(xué)生已有的知識水平,要使學(xué)生找到問題的切入點,問題不宜過多地停留在“已知區(qū)”和“未知區(qū)”,即不能太難或太易．問題太易提不起學(xué)生的興趣,問題太難則會使學(xué)生失去信心,教師應(yīng)在“已知區(qū)”和“最近發(fā)展區(qū)”的結(jié)合點,即知識的“增長點”上設(shè)問.這樣有助于學(xué)生原有認知結(jié)構(gòu)對新知識的同化,使認知結(jié)構(gòu)得到補充完善,并最終使學(xué)生認知結(jié)構(gòu)中的“最近發(fā)展區(qū)”上升為“已知區(qū)”．

(2)“問題串”的設(shè)計要堅持邏輯順序性,步步啟發(fā),層層深入,形成有梯度的問題串．問題設(shè)計要啟迪思維方式,提升思維品質(zhì)．在已知與求知之間架設(shè)橋梁,在情境與目標(biāo)之間架設(shè)橋梁,在簡單與復(fù)雜之間架設(shè)橋梁,使學(xué)生在“問題串”引導(dǎo)下,通過自身主動的探索,實現(xiàn)從已知向未知、易向難、形象向抽象、低級向高級的提升．

(3)“問題串”的設(shè)計要具有一定的開放性,問題多元、多樣.這對學(xué)生探宄創(chuàng)新能力有很大的提升．

3 探究“層進式問題串”教學(xué)模式

“層進式問題串”教學(xué)的一般模式(流程)如圖1所示.下面就高中物理幾種常見的課型談?wù)劇皩舆M式問題串”教學(xué)模式的應(yīng)用．

圖1

3.1 新授課中“層進式問題串”教學(xué)模式應(yīng)用

物理的概念、定律和公式是學(xué)生學(xué)好物理的基礎(chǔ)．新授課重在掌握物理概念的內(nèi)外涵、規(guī)律建立過程及運用．“層層遞進問題串”教學(xué)模式是把概念規(guī)律作為程序性知識進行問題設(shè)計,將所要講授的物理概念、規(guī)律設(shè)計成層層遞進的若干個引導(dǎo)性的問題,在問題的分析解決中讓學(xué)生通過自己的思維逐步建立形成這種概念、規(guī)律．

實例1:如在講授“原子的核式結(jié)構(gòu)模型”新課片段時筆者設(shè)計了如下“層進式”問題串.

問題1:α粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子碰撞造成的?

問題2:按照葡萄干布丁模型,α粒子在原子附近或穿越原子內(nèi)部后,有沒有可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)?

問題3:1 μm厚的金箔仍包含3300多個原子層,絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進說明了什么?

問題4:α粒子穿過原子,少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),受到什么力的作用?受到什么物質(zhì)的力的作用?

問題5:極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90°,有的幾乎達到180°,其原因是什么?

圖2

實例2:教師在引導(dǎo)學(xué)生探究“自感斷電現(xiàn)象”．先做“千人震”實驗(如圖2),讓學(xué)生體驗．在閉合電鍵S時,學(xué)生沒有感覺,當(dāng)斷開電鍵時,學(xué)生被電擊一下,感到痛．為了讓實驗安全,用燈泡代替接入電路中,由于瞬間電流很難測量,因此,將兩個電流傳感器串聯(lián)到電路中(如圖3),先閉合電鍵,計算機開始采集數(shù)據(jù),斷開電鍵,停止采集,找到斷電前后的電流情況如圖4所示．接下來,設(shè)計一聯(lián)串問題讓學(xué)生分析i-t圖像,并解釋實驗現(xiàn)象．

圖3

圖4

問題1:為什么斷電前iA比iL值小?

問題2:為什么燈泡A會閃亮一下?

問題3:為什么iL、iA斷電瞬間電流逐漸減小?

問題4:為什么斷電瞬間iA電流一下跳到負值?

問題5:為什么斷電后iL、iA會對稱?

問題6:如何解釋“千人震”實驗?

教師在設(shè)置和應(yīng)用“問題串”進行提問時,要能激發(fā)學(xué)生積極參與,推動學(xué)生進行集體或獨立的探究活動．所提出的問題需要學(xué)生通過信息的處理和加工,改變信息的形式或組織結(jié)構(gòu),應(yīng)用比較、分析、綜合、抽象、概括等思維形式來回答問題．不能簡單要求學(xué)生敘述所獲得的信息,而要盡可能把目標(biāo)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生獲得信息的潛能．

3.2 習(xí)題課中“層進式問題串”教學(xué)模式應(yīng)用

習(xí)題課加深對概念的理解,對規(guī)律的掌握與運用起著不可忽視的作用．“層層遞進問題串”教學(xué)模式要求教師針對講評練習(xí)設(shè)計好有順序、有層次問題串一一拋給學(xué)生,使學(xué)生在教師引導(dǎo)下,帶著一個個問題,由表及里、逐步加深地解答出題目,甚至引申于同類題目,或更深層的題目．“問題串“最終目的并不是為了讓學(xué)生解答出相應(yīng)題目,而是教授學(xué)生在遇到相應(yīng)題目時,應(yīng)如何開發(fā)自己的思維．即重點并不是“解”,而是“思”．下面這道題是某次習(xí)題課出現(xiàn)的題目.

圖5

如圖5所示,放置在水平面上的直角劈M上有一個質(zhì)量為m的物體,若m在其上勻速下滑,M仍保持靜止,那么正確的說法是

(A)M對地面的壓力等于(M+m) g.

(B)M對地面的壓力大于(M+m) g.

(C) 地面對M沒有摩擦力.

(D) 地面對M有向左的摩擦力.

筆者針對該題型設(shè)計出如下的層進式問題串.

問題1:如圖5,斜面固定,質(zhì)量為m的物體剛好靜止在斜面上,畫出物體受力分析圖,并求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)(設(shè)最大靜摩擦等于滑動摩擦)．

問題2:題中物體受到的支持力和摩擦力的合力大小、方向?物體對斜面的壓力和摩擦力合力的方向如何?

問題3:條件同上題,對斜面受力分析,求地面對斜面的支持力和摩擦力．若斜面不固定斜面受到的支持力和摩擦力如何?

問題4:如圖5,斜面固定,質(zhì)量為m的物體沿著斜面加速下滑,畫出物體受力分析圖,并討論物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ與tanθ的關(guān)系．

問題5:當(dāng)物體沿斜面加速下滑時,對比物體所受支持力和摩擦力與題2的區(qū)別,此時兩力合力方向偏離豎直方向向左還是向右?

問題6:當(dāng)物體沿斜面加速下滑時,物體對斜面的壓力和摩擦力的合力方向如何?

問題7:當(dāng)物體沿斜面加速下滑時,若斜面不固定但仍相對地面靜止,此時地面對斜面的摩擦力方向如何?地面對斜面的支持與斜面和物體重力之和哪個更大?

問題8:如圖5,當(dāng)物體以一定的初速度沿斜面減速下滑時,畫出物體受力分析圖,并討論物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ與tanθ的關(guān)系．

問題9:當(dāng)物體減速沿斜面下滑時,斜面對物體支持力和摩擦力的合力方向如何?

問題10:當(dāng)物體減速沿斜面下滑時,物體對斜面的壓力和摩擦力的合力方向如何?地面對物體的支持力和摩擦力又如何?

通過“層進式問題串”題組,層層遞進,絕大部分學(xué)生能獨立分析解答相關(guān)的問題,經(jīng)過教師的適當(dāng)?shù)乃季S引導(dǎo),學(xué)生能較輕松的總結(jié)出斜面類問題物體靜止、加速下滑,減速下滑的一些條件和相關(guān)規(guī)律．

3.3 實驗課中“層進式問題串”教學(xué)模式應(yīng)用

高中物理實驗始終離不開這幾個要素:實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、操作步驟、誤差分析．“層進式問題串”教學(xué)模式要求教師將這5個因素利用問題串有序地串接起來．讓學(xué)生經(jīng)由教師的問題引導(dǎo),逐漸推理出所要的實驗原理、實驗儀器、操作步驟,最后通過正確的操作得到科學(xué)的實驗數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行處理,同時分析誤差來源．在這個過程當(dāng)中,任課教師只是依靠問題來引導(dǎo)輔助學(xué)生思考,學(xué)生才是設(shè)計者和實施者,如果學(xué)生在哪一個環(huán)節(jié)上遇到了困難,課堂的推進就產(chǎn)生了阻礙,教師再適時的進行問題引導(dǎo),將學(xué)生引回到正確的實驗思路上．

下面以“探究加速度與合外力和質(zhì)量關(guān)系”實驗為例,展示其中一個片段的問題串:

請利用實驗臺上的實驗器材(氣墊導(dǎo)軌、氣源、數(shù)據(jù)采集器、位移傳感器、力傳感器、滑塊、細線、小桶、橡皮泥等)設(shè)計一個勻變速直線運動．

問題1:你設(shè)計的運動中,研究對象是誰?

問題2:本實驗研究的力是指滑塊的受到的合力,請對滑塊受力分析,找出滑塊的合力等于哪個力或那幾個力的合力?體會氣墊導(dǎo)軌的作用．

問題3:如何知道氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)好水平狀態(tài)?

問題4:如何測量物體的加速度、合力和質(zhì)量?

問題5:如何改變合力和質(zhì)量?

物理的魅力在于內(nèi)在的思維,教學(xué)中要注重思維過程的揭示,重視思維能力的培養(yǎng)．應(yīng)用“層進式問題串”進行教學(xué),不僅能夠幫助教師更清楚地了解學(xué)生的思維狀況并為教學(xué)活動提供依據(jù),還能有效地促進學(xué)生不斷地反思自己的思考,逐步構(gòu)筑自己的認知和元認知策略．筆者會進一步深入研究各種課型,合理設(shè)置“層進式問題串”,引導(dǎo)學(xué)生步步深入的分析問題、構(gòu)建模型、解決問題,促進學(xué)生發(fā)展．