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探究情境优化物理习题教学

  1 引导学生联系生活情境,提升习题教学的趣味性

  探究是课程理念的体现,它没有一定模式. 探究不一定都要做实验,生活情境也是探究的一方面,习题教学中生活化的情境设计更贴近学生生活,可以激发学生的学习兴趣,加深学生对物理知识的认知、理解和迁移,让学生真正体验到物理知识在生活中的实践价值.例1 生活中常把碗放在大锅内的水中煮食物,碗与锅底不接触,如图1 所示. 当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将

  A. 同时沸腾B. 不会沸腾,汤的温度总是低于水的温度

  C. 稍后沸腾D. 不会沸腾,汤的温度能够达到水的温度

  讲授液体沸腾时,学生对沸腾必须达到沸点这一条件非常熟悉,但往往忽略继续吸热这一条件,这样就会对达到沸点却不能吸热的习题不能正确的分析判断. 做例1 时会不假思索地选A,针对这一问题,我们可以从生活中取材,用心寻找生活与物理的结合点,把生活中的实例设计为实验情境,让学生身处探究情境中. 因此,笔者曾在网络上看到这样一个生活化的情境并告诉学生: 一天,小明和妈妈两人在家. 妈妈需要外出,为了让顽皮的小明留在家中,妈妈灵机一动: 他将有冷水的小锅漂在正在沸腾的水的大锅里,并把小明领进厨房,对小明说:”小锅里的水烧开,你就可以出去玩了,但是大锅里的水不能烧干. “小明一听很高兴,加大火力,使火烧得旺旺的,可一直到妈妈回来,小锅里的水也没有被烧开.

  这个故事很好的帮助学生理解了水沸腾的条件是不仅要使得水的温度达到沸点,而且是必须要有温度差,能够产生热传递,继续吸热.

  为了进一步加深对沸腾条件的理解,笔者指导学生进行如下实验: 在大烧杯里放些水,再把装有水的小试管放在烧杯里,观察烧杯里的水沸腾以后,试管中的水有什么现象( 整个实验装置放置在展台上) ,学生通过观察说出实验现象: 不管烧杯里的水怎样沸腾,碗里的水都不沸腾. 同时为了了解烧杯和试管中水的温度,笔者提供两只相同的温度计测量温度,通过两只温度计的示数几乎相同,得出正确的结论. 再引导学生联系例

  1,学生很顺利的得出结论: 当锅里的水沸腾以后,碗中的汤能够达到水的温度但不沸腾的结论. 通过引导学生动手实验,把习题教学转化为动手实验,通过感性认识加深了对沸腾条件的理解.

  实验和生活化的故事情境这两种探究形式相结合,为学生创造了一种宽松、和谐的环境,培养了学生的好奇心、求知欲,学生的动手能力和创新能力也得到提高. 教师也在轻松愉快的氛围中完成了教学目的,达到了习题教学形式与物理实验的有机统一.

  同样,教师也可以学生的亲历生活为背景,进行生活化的习题设计,让习题教学贴近于生活,增强习题教学的趣味性,激发学生学习的兴趣. 比如,笔者曾在学生学习完汽化和液化知识后,尝试让学生做苏科版八年级上册物理课后习题: 酒精灯的火焰能点燃纸,那么能用纸做的纸锅在酒精灯上烧开水吗?面对这一问题,学生通过前面的学习,很快能找到解决问题的方法. 从笔者多年的教学经历观察得知: 生活化、实验探究化的习题教学不仅使得学生的学习更有趣味性、更有意义和更有效,而且对学生物理概念的建构和物理规律的理解更加明晰.

  2 借助探究活动,明确抽象概念

  初中生正处于由形象思维向抽象思维过渡的时期,而形象思维仍然占主导地位,所以对书本上一些较抽象的概念理解较困难. 因此,概念教学的关键在于化抽象为具体,增强学生对物理概念的理解,以逐步帮助学生从具体现象过渡抽象概念. 比如: 在进行苏科版第十三章《电路初探》的学习时,学生对于”电流”的概念存在不少误解,理解不透,习题中经常容易出错.例2 有关电路中的电流,正确的说法是

  A. 电流从正极流出时最大,回到负极时最小

  B. 用电器工作时会消耗电流,从而使电流减小

  C. 在串联电路中,流过电路上各个用电器后的电流保持不变

  D. 在串联电路中,流过用电器的电流比流过导线的电流大

  本题考查的是电流的概念和串联电路中电流的特点. 在学生学习电流的初始阶段,存在着这样的看法: 他们认为电流从电池的一极流出,被电灯”用掉”了一部分,因此”回到”电池负极的电流减少了,当有两盏灯串联时,一些学生认为第二盏灯比第一盏灯暗一些. 在这种情况下,对于学生头脑中有关电流的错误的非科学性前概念,教师不宜直接根据”串联电路中,电流处处相等”的规律,告之学生. 即便在开始学习电路时,我们已经做过验证性的实验,但科学概念的建构并非一次性完成,有一个由浅入深、多次反复的发展性过程,我们不能企图”毕其功于一役”. 因此,笔者通过电路图2,引导学生准备实验器材,亲自动手实验,分别测量a、b、c 以及电源两端的电流,再换用其他的用电器进行多次实验得出结论.

  物理概念的建立并非一蹴而就,而是需要通过学生主动进行的一系列探究,把抽象概念转化为具体现象,形成对物理概念的不断强化. 此时,学生对电流的概念的认识得以升华,学生再碰到下面这个中考题时就迎刃而解了.

  ( 2013 年茂名) 小明在学习”探究串联电路中的电流”时,对于电路中的电流,他根据”电路中每一个用电器都消耗一定的电能”这一生活经验,提出猜想: “串联电路中的电流越来越小,最终减为零”. 给你电源、开关、电流表各1 个、灯泡3 个、导线若干,请用实验检验小明的猜想是否正确.

  ( 1) 画出你设计的电路图;

  ( 2) 扼要写出你的操作步骤;

  解答过程如下: ( 1) 实验电路

  图: 实验电路如图2 所示;

  ( 2) 实验步骤:

  ① 根据电路图连接好电路;②闭合开关S,读出电流表的示数Ia;③ 将电流表分别接在b、c 处,读出电流表示数Ib、Ic;④ 比较Ia、Ib、Ic的大小,得出结论.

  类似的还有关于”短路”概念,学生理解不透,我们不必把结论强加给学生,也可以通过引导学生自己动手进行实验,观察被短路的元件是否正常工作的现象,分析电流的真正路径,解释”短路”问题,面对实验的现象,学生自然”无言以辩”,心悦诚服. 为了进一步增强学生借助实验分析有关物理习题的趣味性,让学生更好地洞穿抽象概念,教师也可专门搜集一些关于”短路”生活情境习题让学生进行探究. 这样有利于培养学生的动手操作能力和创新能力.

  3 通过设计实验,深化规律教学

  电路的知识本身并不难,但是相近的知识点多,并且有多种组合; 而且学生经验甚少,缺少相关的理论知识. 由此造成电路的很多知识点都是通过识记掌握的,对物理规律的认识尚浅,这给学生关于电路的学习带来很大压力. 因此,在电路的习题教学中,仍需要具体现象支持. 恰当运用物理实验创设探究情境辅助习题教学,会受到非常好的教学效果,同时也能加深对物理规律的理解.

  例3 如图3 电路,电源电压不变,开关S 闭合. 在滑动变阻器滑片P 向右移动的过程中,以下判断正确的是

  A. 电流表示数变大B. 电压表示数变大

  C. 电压表示数变小D. 电压表示数先变大后变小

  这是电路中典型的动态变化的题型,很多学生不知如何是好,怕接触此类题,如果老师通过理论分析此题: P 向右移动,滑动变阻器的阻值变大,电路总电阻增大,电流变小,A 表示数减小;但是直接根据滑动变阻器阻值、电流的变化判断电压表读数变化,对于部分学生来说就有困难. 笔者在解决这个题目的时候,就提问学生: 题目中有哪些实验器材,这些器材常见吗?可否利用实验桌上的器材进行实验? 激起学生探究的欲望,把习题教学很自然的就过渡到设计实验验证.通过这样的直观性动手实验,学生首先很快就能找到正确选项,再通过对实验现象的分析,加深学生对物理规律的感性认识,增强对物理规律的理解.

  总之,在习题教学中可以通过创设生活化情境、引导学生自主设计实验等探究途径,激发学生对于习题教学的兴趣和求知欲; 通过观察实验现象获取信息,发现问题,作为进一步思维的基础,同时有利于提高学生实践意识、活化知识和训练思维.


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