投“石”激“疑”,问题教学法的完美演绎

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  一、当前问题教学中存在的问题
   教学中只是一味的培养学生解决问题的意识,往往忽视了问题本身的价值所在.比如,如何通过问题开拓学生的思维广度,培养学生的发散性思维能力;如何通过问题来获取学生学习情况的准确回馈信息;如何通过一系列有层次的问题,使学生对比较复杂的问题有全面而又深刻的理解.这些方面在问题教学的过程中却研究得不够,在问题教学上出了一些偏差.
   二、问题教学法在高中物理教学中的应用
   问题教学法在课堂中应用时,所提问题的品质决定了学生思维的品质.在教学过程中,提问不在多少,而在于问题的品质优劣.问题教学过程中,问题的类型颇多,我以为以下几种类型的问题是值得我们重视的.
   1.发现型问题
   发现型问题就是借助于物理情景,让学生自己发现问题、挖掘条件,构建出合理的物理模型,因而有助于激发起学生创造的动力.
  
  
  图1例1 分子直径的估测
   “估测油菜籽的直径”这样一个来源于真实的生活中的问题情景,立即引起了学生的兴趣,激发起他们探究的问题的热情.笔者准备了一小方盒油菜籽,让学生尝试估测油菜籽的直径.
   许多学生提出了自己的测量方案:
   方案1:把50粒菜籽紧密排成一排,用刻度尺量其长度,再求直径;
   方案2:用量筒量出适量粒菜籽的体积,点出菜籽的颗数,先求出一粒菜籽的体积,再求出菜籽的直径;
   方案3:用量筒量出一定体积(V)的菜籽,把菜籽紧密地平摊成一层菜籽的矩形,再利用刻度测出其面积(S),最后由d=V/S算出菜籽的厚度,即菜籽的直径.
   课堂上,分组让学生用自己的方案进行测量.结果马上出现了问题.
   方案1:由于油菜籽太小,且极易滚动,因此排成一列非常困难.
   方案2:由于油菜籽太小,点出油菜籽个数,也颇费周折.
   方案3:是一个比较成功的方案,操作也很方便,所以很快得到了测量的结果.
   通过这一模拟实验,再提出如何估测分子直径这个问题时,对估测分子直径的教学就变得水到渠成.
   2.迁移型问题
   迁移型问题就是在已学知识的基础上,将原有知识的研究方法迁移到对新知识的研究之上.在设计迁移时,教师要对学生已有的知识以及将要学习的知识有充分的理解和研究.
   例2 在“电势、电势差和电势能”的教学过程中,不是直接介绍电势、电势差等概念,而是先回顾重力、重力势能的含义,重温重力势能以及重力势能变化与重力做功的关系.在此基础上从而通过类比引导学生去理解电势、电势差和电势能的物理意义.由此,教师提出了一下问题.
   (1)物体在地球上受重力的原因?
   (2)从能量的角度来看,物体在重力场中具有什么能量呢?
   (3)功是能量转化的量度,那么是什么力做功来改变重力势能的呢?
   提出这些问题之后,马上我们可以联想到,重力场与电场都属于场的范畴,电场是否也具有重力场的特点,遵守重力场的一些规律呢?
   通过学生的讨论研究,提出关于电场的有关问题:
   (1)要研究电场还需要犹如哪些物理概念?电势、电势差和电势能.
   (2)电场中的电势、电势差是如何定义的,又跟高度,高度差之间有哪些联系?高度与电势相对应,高度差与电势差相对应.
   (3)电势能的变化又用什么力做功来量度?电场力做功来量度电势能的变化,电场力做多少正功,电势能就减少多少;电场力做多少负功,电势能就增加多少.
   能将熟悉的重力做功的内容与方法迁移到电场中,从而发现和解决问题,这已然是非常的成功了.
   3.创新型问题
   所谓创新型问题就是提出一种方案,让学生进一步的改进和完善方案,通常是问你还能怎样做?你还能做得更好吗?通过创新型的问题可以学生思维的发散性.使学生不再只是满足解决了问题,而是更注重问题解决的多样性和优质性.
  
  
  图2例3 火车以速度v1向前行驶.司机忽然发现,在前方同一轨道上距车为s处有另一辆火车,它沿相同的方向以较小的速度v2作匀速运动,于是他立即使车作匀减速运动,加速度大小为a,要使两车不致相撞,则a应满足的关系式为.
   解析:这道题一般思路是运用计算法分析.当两车速度相等时,两车没有相撞,以后再也不会相撞,前车减速的时间为t,则 t=(v1-v2)a,s1=(v1+v2)t2,s2=v2t.s1-s2=(v1-v2)t2=(v1-v2)22a(v1-v2)22s.
  
  图3提问:你还有更好的方法解决这一问题吗?学生可以将计算法转化为速度—时间图象法,作出两车运动的速度—时间图象如图3所示,由图象可知:在两图象相交前与时间轴所围面积之差即图中阴影部分小于s时,两车不会相撞.即(v1-v2)22a(v1-v2)22s
   图象法与纯计算的方法得出的结论是一样的,但显然是简便得多了.
  
  
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