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问题导学法在初中物理实验教学中的应用论文

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2024-04-26 09:25:38    来源:    作者:xieshijia

摘要:实验法是重要的科学探究方式,实验教学在初中物理教学中具有关键的作用。运用问题导学法有助于优化教学效果,切实发挥实验教学模块的育人作用。问题导学法具备多重价值,教师可以通过问题提供学习支架、促进学生主动探究并优化师生互动。基于此,本文讨论了教师如何在初中物理实验教学的全过程中运用问题导学法,借助问题引发学生探究兴趣、引导实验设计,通过问题帮助学生明确操作要点、分析实验数据,并以问题为依托开展总结反思活动,提升初中物理实验教学质量。

  [摘要]实验法是重要的科学探究方式,实验教学在初中物理教学中具有关键的作用。运用问题导学法有助于优化教学效果,切实发挥实验教学模块的育人作用。问题导学法具备多重价值,教师可以通过问题提供学习支架、促进学生主动探究并优化师生互动。基于此,本文讨论了教师如何在初中物理实验教学的全过程中运用问题导学法,借助问题引发学生探究兴趣、引导实验设计,通过问题帮助学生明确操作要点、分析实验数据,并以问题为依托开展总结反思活动,提升初中物理实验教学质量。

  [关键词]问题导学法;初中物理;实验教学

  《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)提倡“在教学活动中以问题为线索”,为初中物理教学的优化指明了新的方向。实验教学要求教师根据课程内容组织实验探究活动,让学生切实提升探究能力,树立科学态度、问题导学可培育学生的核心素养,是初中物理教学的有机组成部分。问题在初中物理实验教学中至关重要,教师应以问题为线索,巧妙运用问题导学法。本文结合教学思考及实践经验,探讨问题导学法应用于初中物理实验教学中的价值与策略。

  一、问题导学法在初中物理实验教学中的价值

  问题导学法是一种启发式教学法,要求教师发掘问题在学习中的关键作用,通过师生提出的问题推进课堂。将问题导学法运用于初中物理实验教学中具有多重价值,能够提升教与学的效率,有效保障教学的质量。

  (一)以问题提供学习支架

  根据建构主义学习理论,知识与经验的习得不是外部灌输的结果,而是学生依托一定的支架自主建构而成的。初中物理实验教学中的问题,是结合教材内容、教学计划、学生需求与特点设计的导学性问题,可以发挥支架性的作用。提出问题可以激发思考活动,让学生调动所学知识展开分析与推理,进而获取结论。通过问题生成操作性的任务,能够为后续的学习活动提供具体的目标。教师通过有效运用问题导学法,创设阶梯式的教学结构,以适宜的方式组织学习活动,助力学生的知识建构。

  (二)以问题促进主动探究

  新课标背景下,物理教学更加注重突出学生的主体性,要求学生发挥积极性,开展主动探究。物理实验教学对学生的抽象思维能力、实践能力均有较高要求,学生常常有较大的畏难心理。以往在初中物理实验教学中,常出现学生学习行为过于被动的现象。应用问题导学法则可以通过问题唤醒学生的求知欲,促进学生主动探究。课堂将成为不断提出问题、分析问题和解决问题的过程,能够让学生体会物理实验室的乐趣。在应用问题导学法的课堂中,学生将不再被动跟随教师的要求开展学习,而是能够在问题的牵引下主动探究,发展学习能力。

  (三)以问题优化师生互动

  初中物理实验教学应是师生互动的过程,课堂要体现师生的双向沟通和共同创造。运用问题导学法可以增加课堂中的师生互动,提升师生互动的质量。教师提出适切的问题,在教学中收到学生的反馈,再根据反馈内容及时调整教学方法。除了教师,学生也是重要的提问者。问题导学法要求教师鼓励和引导学生提问,进而让学生在课堂中发挥能动作用,让教师随时了解学生的疑惑与需求,促进教与学有效互动。

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  二、问题导学法在初中物理实验教学中的应用策略

  初中物理实验教学以实验为主体,围绕实验进行了系列化的活动,其中包括设计、操作、反思等不同的环节。各个环节的活动紧密相连,指向学生探究能力的发展。问题导学法应运用于初中物理实验教学的全过程,不同的环节都要提出有效问题,以问题关联教与学的活动。本文以苏科版九年级下册“测量小灯泡的功率”实验为例,说明应用问题导学法的具体策略。

  (一)借助问题,引发探究兴趣

  兴趣是最好的老师,当学生有了兴趣时,就能在内驱力下开展学习。开展初中物理实验教学时,要让学生对实验产生兴趣,引发学生的好奇心。问题具有激趣作用,教师要在实验教学的导入环节将疑问培植于学生心中,激发学生的主动性。将问题与具体的生活情境关联起来,从学生熟悉的生活情境中引出问题,再基于问题提出实验任务。生活情境与问题的融合,能够让课堂提问兼具教育性与趣味性。通过这种方式可激发学生的学习热情,关联新旧知识,让学生为后续的学习活动做好准备。

  “测量小灯泡的功率”实验是电功率这一单元中的重要内容,通过本次实验能够让学生掌握电功率的测量方法。针对本节内容,教师提出如下问题:“如果家长让你去买一只灯泡,并叮嘱你要买不费电的灯泡,那什么是费电和不费电?”这个问题源于生活,并且有着很强的实用性,能够吸引学生的注意力。在开展实验教学前,学生已初步了解电功率的概念。结合已有的物理知识及生活常识,学生指出费电是指电功率较高。教师再提出:“在生活中知道电器的电功率非常重要,那么应如何测量电器的电功率呢?”以问题引发学生的关注,教师再提出测量小灯泡的功率的实验任务,让学生明确任务是测量小灯泡的额定功率和实际功率。学生了解到本次实验任务与生活化的问题息息相关,具有指向现实生活的应用价值,便会产生浓厚的探究兴趣。

  (二)借助问题,引导实验设计

  产生探究兴趣之后,学生还没有具体的实验方案,无法直接开展实验。传统的教学方式由教师直接给出实验方案,学生根据方案来开展实验。这样的实验以知识学习为导向,未体现实验探究的精髓,忽略了过程性的育人价值,不利于核心素养的发展。新课改的教育理念倡导让学生参与实验设计,结合实验任务与实验原理自主提出实验方案。自主开展实验设计对学生而言难度较高,需要教师提供一定的指导。教师可针对实验设计提出问题,根据所学知识展开思考。在本环节中运用问题导学法,旨在以问题为支架,让学生厘清实验方法,形成开展实验探究的思路。通过分析问题和解决问题,让实验设计任务化繁为简,使之适应学生的能力基础。基于问题开展教学,让学生逐个化解有关实验设计的疑难,促进有效学习。

  教师提出的问题要有层次,要构成引导学生逐步开展思考的阶梯。测量小灯泡的功率是测量性实验,首先,教师提出问题:“实验中需要测量哪些物理量?”结合公式P=UI,学生可发现小灯泡上已标有额定电压与电流,因此本实验中还需要测量实际电压、实际电流。因为实际电流的大小取决于实际电压,教师则提出:“如何改变小灯泡两端的电压?”在此前的测电阻实验中,学生已了解可通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,来改变电压。解决了关于如何测量的问题后,教师再提问:“如何创建电路?请绘制电路图。”学生完成电路图的绘制,教师组织全班展示活动,通过集体相互对照确定电路图。其次,教师再引导学生开展实验设计,其中包括材料、步骤、记录表三要素。各小组学生通过交流完成实验设计,教师可挑选两个小组进行汇报。各小组展示了本组设计的记录表,说明记录表的含义。最后,学生完成汇报,教师用多媒体展示标准的实验方案,作为开展实验的依据。本环节中的问题重在促进思考,为学生自主设计实验做好铺垫。

  (三)借助问题,明确操作要点

  新课标提出“测量类实验教学应引导学生了解测量原理,学习实验操作技能。”正确操作测量类实验的仪器是一项重要的素养,可以保障实验顺利进行。是否能掌握操作要点不仅是实验的细节,也关乎学生对基础物理知识的掌握程度。学生可根据基础知识推断操作要求,明确实验中的原则。为引导学生明确操作要点,教师可以引导学生自主提问,梳理操作要点。自问自探的模式能够让学生主动思考,了解按标准进行操作的原因,而非单纯记忆操作要领。与此同时,能够提升学生对操作细节的敏感度,让学生形成缜密的思维,发展严谨的科学探究精神。

  在“测量小灯泡的功率”实验教学中,教师让学生以小组为单位开展交流、拟定问题,然后让其他小组来回答。给每组学生一个提问的机会,让各组学生都有表现的机会。学生在本课中提出了多个问题,如“连接电路时,开关应保持在哪种状态?”“连接电压表和电流表时要注意什么?”“如何接入滑动变阻器?”“检查电路后试触,如何确认电路状态无误?”其他小组学生回答问题,同时根据物理学科知识说明相关操作要点的科学原理。学生提出:“在闭合开关前,要先将变阻器调到阻值最大处。”并解释原因:“可以使电路中的电流最小,进而保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。”学生自主提出和解答问题,在问答互动中分享知识,落实了有关实验的操作要点。这样的学习经验能够培养学生乐于思考的品质。

  (四)借助问题,分析实验数据

  学生在明确操作要点之后,以小组为单位开展操作,合作进行实验探究。教师则关注各小组的探究活动,为学生提供辅导。学生在实验的过程中进行观察,将数据记入表格。学生获得实验数据后,教师可以运用问题导法学,以提问的方式引导学生分析实验数据。在本环节中提出问题,旨在汇总各小组得到的数据,让学生分享知识,促进学生相互验证探究结果。在此基础上,以问题引导学生针对数据开展对比,发现数据之间的联系,加以归纳和推理,从数据中获得普遍性的探究结论,达成实验活动的具体目标。

  开展“测量小灯泡的功率”实验教学时,教师针对学生获取的数据,先提出问题:“实验中测量的额定功率和实际功率分别是多少?”教师让各小组报告实验结果,如一个小组分别设置了2.0V和3.0V的实际电压作为测量条件,获得了三组数据:U=2.5V,I=0.30A,P=0.75W;U=2.0 V,I=0.2 6 A,P=0.5 2 W;U=3.0 V,I=0.3 2 A,P=0.96W。教师用投影仪并列展示三份学生实验报告,引导学生对比各份报告,对其中的关联进行思考,再次提出问题:“根据实验中的数据,你发现了什么规律?”通过数据,可以发现当U实>U额,P实>P额;当U实=U额时,P实=P额;当U实<U额时,P实<P额,实际功率随着实际电压的增大而增大。通过实验可以获取数据,但是数据本身并不代表实验结论,要对数据进一步分析和处理,才能获得最终的实验结论。本环节中运用问题导学法,让学生分享实验结果,探究和思考数据之间的联系,发展学生的科学思维。

  (五)借助问题,开展总结反思

  得到实验结论后,教师应带领学生开展实验的总结与反思工作。通过总结反思,让具体的实践经验上升为一般性的认知,从而提升学生的探究能力。总结反思活动可依托问题展开,以问题促进学生回顾实验过程、提炼有益心得,并针对实验过程展开深度思考。在本环节中,教师与学生都应是提问者,教师的提问可以引导思考、组织活动,提升教学的深度;学生的提问则能够丰富提问的角度,使探究过程中产生的差错浮现出来,有助于学生从中总结经验与教训。

  教师先提出以下问题:“开展本次实验,让你对科学探究有了哪些认识,请从中总结规律?”通过设置开放性问题,教师鼓励多名学生根据自身经验回答。有的学生从实验方法角度进行总结,提出本实验使用了对比法,选取同一事物在不同条件下的状况进行比较;有的学生从实验过程的角度进行总结,提出了事先进行计划、有序开展操作和正确分析数据三个要点。在学生提问环节,一个小组提出:“本组测量的最后一组数据过小,这是由什么因素引起的?”由其他小组来分析。最后,教师提出升华性的问题:“在测量电阻的实验中,我们运用了多次测量的方法。在测量小灯泡的功率时,同样也运用了多次测量的方法。这两种实验方式之间有什么区别?”测量电阻中的多次测量意在减小误差,而本实验中的多次测量意在探寻物理量的联系。学生答问后,教师再总结测量定值与非测定值之间的差异,升华学生对科学探究方法的认知。本环节中的问题导学法,可以促进学生回顾与反思探究活动,实现能力的拔高。

  三、结语

  运用问题导学法符合初中物理课程改革的理念,能够调动学生的学习积极性,有效开展教学活动。将问题导学法用于物理实验教学中,可以有机整合实验操作、自主思考、交流讨论等活动,优化教与学的关系,增强教学效果。教师要在初中物理实验教学的全过程中运用问题导学法,立足教材内容与学习规律精心设计问题,引导学生主动提出问题,使之在不同的环节发挥作用,进而以问题为支点促进初中物理实验教学质量的提升,促进学生核心素养的发展。


参考文献:

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