| 标题 | 用创新的物理问题引导学生科学探究 |
| 范文 | 陈军 摘 要：问题作为由理论向实践转化的一种形式，它不仅是检验学生学习效果的手段，更是提高学生综合能力的方式。通过多种形式的创新问题来引导学生进行科学探究，是物理教学过程中培养学生的科学精神的有效途径。教师在设计问题并开展物理教学时，应当有意识地借助多样化的创新问题来引导学生在分析论证、猜想假设、对比评估、设计实验、制定计划等多个环节来进行科学探究。 关键词：物理教学；创新物理问题；科学探究 中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）9（S）-0026-2 物理作为一门重视过程，讲究方法的实验科学，它不仅强调自然界各个事物之间的关系，而且注重多个学科之间的联系与渗透，这就要求学生必须经历科学探究的过程。为了更好地灌输这一理念，《物理课程标准》明确将“科学探究”作为课程目标与教学内容。这一明显的教学指示倾向也督促教师应当摆脱“学科本位”的思想，让物理教学探究更贴近学生生活，更符合学生的认知特点。基于这一教学背景，教师可以通过多种形式的创新问题来引导学生进行科学探究，在教学过程中培养学生的科学精神。 1 用非常规构思的创新问题，引导学生在分析论证中进行科学探究 受应试教育的影响，不少教师为了提高学生的答题速度与质量从而获取更高的分数，会根据题目的类型特点编制对应的解题步骤并教授给学生，学生在这一教学方式下，虽然具备对部分题目轻车熟路的解题能力，但长此以往将会在无形中形成惰性思维定势，扼杀学生的思考能力。因此，教师应当摆脱这一僵化的教学思维，借助非常规形式的、非固定套路的创新型物理问题来引导学生进入科学探究的轨道。以《声学》为例，教师可以结合热点话题，通过设计生活类问题来引发学生的思考探究。如“有一群大妈在广场上跳舞，在与广场相隔不远的某一栋楼里，甲学生尽管是门窗紧闭在书房内温习功课，但仍然可以听到大妈播放的舞曲，而乙学生同样是在门窗紧闭的书房内看书，却丝毫没有听到干扰他的声音，请问原因何在”。在这一问题里，乍一看找不到解题的突破口，然而教师只要引导学生逐一排查条件，假设结果，就可以发现“门窗紧闭”这一条件所蕴含的“解题要点”。根据声音传播需要介质的物理原理，假如乙学生的房间内不具备介质的条件，则声音无法传播。而无介质只能是真空状态，由此引导学生分析推理出“乙学生的房间窗户可能是夹层为真空的双层玻璃”这一结果。教师在设计非常规构思的创新问题时，一是要与实际生活，最好是时事热点、社会话题相结合，以此来激发学生的思考兴趣并提高学生的想象能力，二是要有“看似无常”的“伏笔”作为解题的突破口。在引导的过程中要帮助学生分析问题与论证过程，逐步掌握科学探究中的推理能力。 2 用“不确定”结果的创新问题，引导学生在猜想与假设中进行科学探究 不论是研究问题的方法还是推理验证得出的结果，均具有“唯一性”与“不确定性”这两种情形。前者指的是相对固定的、根据思维惯性可以得出的结论。在这一情况下，学生将会习惯性地根据既定的思维模式来完成学习任务。后者指的是相对多样的，需要从多个维度、不同角度来得出结论。在这一情况下，学生将必须沿着不同的思维轨迹来进行思考。通过这两者情形的对比我们不难发现，用“不确定”结果的创新问题将更有助于学生在反复思考、反复推理的过程中逐步进入到科学探究的状态之中。以中国之声《全国新闻联播》在今年4月15日发布的“307国道不堪重负，今起大修”的新闻为例，教师可以根据该新闻所反映的“从山西过来运送煤炭、建材的重型超载车辆众多，让这段国道不堪重负”的事实让学生思考超载汽车会致使路面损坏的原因。该问题至少可以从三个角度来思考，一是《力学》中，“力的作用将改变物体形状”，因此车辆向地面施加过大的力将引发路面断裂。二是《压强》中根据“P=F/S”这一公式，在受力面积“轮胎”不变的情况下，车辆对地面施加的压力越大，其对地面的破坏性就越大。三是《摩擦力》中，“压力越大，接触面越粗糙，则摩擦力越大”，因此，在路面与车轮的粗糙程度相对固定的情况下，超载汽车的压力越大，其对路面产生的摩擦力会越大，表现于外就是路面损坏率提高。在这一问题中，由于答案并不是固定的，因此不同的学生站在不同的思考角度将得出不同的结论，学生在多种猜想与假设的思考中将无意识地实现科学探究。 3 用多实践融合的创新问题，引导学生在对比评估中进行科学探究 科学探究是允许并鼓励多种方式渠道的信息搜集与多种假设结果的推理验证，因此，教师在进行课堂内外的实验教学时，可以将学生对某一个问题的多种实验结果进行汇总，引导学生对比研究差异性结果来进行科学探究。考虑到初中阶段，大部分学生会骑自行车来学校上学，而且自行车也是一种非常容易找到的研究对象，因此，教师可以设计“研究自行车的构造所涉及的物理知识”这一问题，布置学生在课后观察自行车的构造并将自己发现的结果记录下来，于下一节课在课堂上与老师、同学分享。例如，有的学生从轮胎入手，注意到轮胎上的花纹，结合《摩擦力》的相关知识发现花纹的作用除了装饰、美观，更多的是增大摩擦力以提高安全性，由此知识点联想引发到车把手的花纹、脚踏板的花纹、刹车处的花纹等也是该原理的体现；有的学生从车头入手，注意到刹车装置，结合《功能和机械能》的相关知识发现它与省力杠杆很像，其原理就是杠杆原理；有的学生从车身入手，注意到车座的扁平性，结合《压强》的相关知识发现其设计原理是通过增大臀部与车座的受力面积来减少身体对车辆的压强，由此联想到脚踏板的扁平性、车轴拧螺母处的垫圈等。教师将学生在不同角度得出的结论进行对比评估，不仅有助于激发学生的发散性思维，而且有助于对物理知识进行系统化的整理归类，该过程也是学生完成科学探究的过程。 4 用开放性实验创新问题，引导学生在设计实验与制定计划时进行科学探究 实验活动在物理教学中占据着非常重要的地位，虽然教材中各个章节都有设计对应的实验活动，但教师在教学时大可不必拘泥于此。可以在参考借鉴的前提下，在明确实验目的与物理原理的基础上，鼓励学生采用多样化的方法手段来完成实验。以《浮力实验》为例，教师结合前段时间全民关注的“马航失联事件”，让学生研究“海下作业人员在潜入海底打捞黑匣子的过程中所受到的浮力大小与下潜深度的关系”，该浮力实验既可以借助水、石块、细线、烧杯、弹簧测力计等工具，通过多次称重对比法来进行，也可以借助水、石块、细线、烧杯、弹簧测力计、小桶、溢水杯等工具，通过排液法来进行。开放性的实验创新问题不仅可以给学生创造一个想象的机会与自我发挥的平台，而且可以直接促使学生将书面上的理论知识转化为实际的动手实验，从而引导学生在制定计划、设计实验、落实践行的过程中实现科学探究。 从整个物理教材的知识分布与难易程度上看，初中物理教材的容量虽然比较小，但每一个板块内容的纵向深入度都比较高，凸显出初中物理在内容选择上具有“窄而深”的学科特点。这一教材内容的编写原则一方面是为了给学生提供更多思考动手的机会，另一方面也是为了培养学生的科学探究能力。而问题作为由理论向实践转化的一种形式，它不仅是检验学生学习效果的手段，更是提高学生综合能力的方式。教师在设计问题并开展教学时，应当有意识地借助多样化的创新问题来引导学生在分析论证、猜想假设、对比评估、设计实验、制定计划等多个环节来进行科学探究，通过“观察现象→发现问题→分析过程→思考原因→假设原因→检验原因→对比论证→得出结果”的过程来效培养学生的创新精神，提高学生的创新能力。 参考文献： [1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012. [2]黄素芳.巧妙设计“问题串”激活学生创新思维[J].物理教学探讨，2014，（4）：24. （栏目编辑 刘 荣） |
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