設(shè)計(jì)開(kāi)放性物理問(wèn)題來(lái)形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)

1、    設(shè)計(jì)開(kāi)放性物理問(wèn)題來(lái)形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)    張啟業(yè)摘要：本文通過(guò)實(shí)例闡述了如何設(shè)計(jì)開(kāi)放性物理問(wèn)題，從而形成探究式學(xué)習(xí)活動(dòng)，以此增進(jìn)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)效果。關(guān)鍵詞：新課程；探究式教學(xué)；開(kāi)放性問(wèn)題；設(shè)計(jì)：g633.7 ：a ：1003-6148(2009)4(s)-0065-3在新課程的實(shí)施過(guò)程中，設(shè)計(jì)探究式的教學(xué)方案是有效落實(shí)新課程理念的重要手段和方法，但其實(shí)施效果還不太理想，不能有效地達(dá)成知識(shí)和技能、過(guò)程和方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀三維一體的教學(xué)目標(biāo)。目前探究式學(xué)習(xí)還存在學(xué)生的參與度不足、討論內(nèi)容偏離主題、課堂氛圍難以調(diào)控等現(xiàn)狀。針對(duì)以上現(xiàn)狀，教師應(yīng)嘗試

2、著將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成開(kāi)放式，開(kāi)放問(wèn)題的某一個(gè)環(huán)節(jié)，在組織課堂探究活動(dòng)中，便有可能克服上述缺點(diǎn)，使課堂探究按照原來(lái)設(shè)計(jì)的方式有序地開(kāi)展，這樣可以使得學(xué)生的討論不偏離主題，同時(shí)也可以使課堂的氛圍和時(shí)間比較容易控制。下面舉例談一下開(kāi)放式教學(xué)的設(shè)計(jì)方案。1 開(kāi)放物理問(wèn)題的條件，形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)在傳統(tǒng)的教學(xué)中，講電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件時(shí)常舉這樣一個(gè)例題：有一根通有直線電流的導(dǎo)線，和一個(gè)與導(dǎo)線在一個(gè)平面內(nèi)的矩形線圈abcd，在下列情況下能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）。a線圈abcd上下平動(dòng)b.線圈abcd左右移動(dòng)c導(dǎo)線的電流增大或減小d.以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)這樣一來(lái)學(xué)生只要從a、b、c、d中選出一個(gè)或幾個(gè)正確的答案

3、就行了，不能完全把學(xué)生的探究興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)。如果設(shè)計(jì)成開(kāi)放性的問(wèn)題，將會(huì)起到很好的效果。如，有哪些辦法可以使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？這樣一來(lái)學(xué)生經(jīng)過(guò)探究能想出很多方案來(lái)。（1）將線圈abcd以ab為軸旋轉(zhuǎn)（2）將線圈abcd以對(duì)角線ac為軸旋轉(zhuǎn)（3）將直線電流遠(yuǎn)離或靠近線圈（4）將直線電流以任意點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)（5）將線圈由矩形改為圓形或三角形（6）將線圈abcd以bc為軸旋轉(zhuǎn)（7）將線圈abcd以導(dǎo)線為軸旋轉(zhuǎn)（不能產(chǎn)生感應(yīng)電流）通過(guò)這種探究活動(dòng)學(xué)生真正清楚了怎樣才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且還能把所列舉的情況歸類總結(jié)，深刻理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：磁場(chǎng)改變；線圈面積改變；線圈與磁場(chǎng)間的夾角發(fā)生改變。開(kāi)放性的問(wèn)題

4、設(shè)計(jì)收到了預(yù)期的效果。2 開(kāi)放物理問(wèn)題的過(guò)程，形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)在進(jìn)行開(kāi)普勒第三定律的教學(xué)時(shí)，如果僅告訴學(xué)生半長(zhǎng)軸的三次方與周期的平方成正比，則失去了一個(gè)很好的探究機(jī)會(huì)；如果給出數(shù)據(jù)由學(xué)生去驗(yàn)證，探究過(guò)程變得簡(jiǎn)單，失去意義；如果設(shè)計(jì)成開(kāi)放性的探究過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生去探究分析，則學(xué)生能深刻體驗(yàn)到探究過(guò)程的快樂(lè)。可以設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題：如表1所示為八大行星的半長(zhǎng)軸和公轉(zhuǎn)周期的數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)下表總結(jié)半長(zhǎng)軸和周期的關(guān)系。通過(guò)這樣設(shè)計(jì)，同學(xué)們就會(huì)去探究，觀察表中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)的一般關(guān)系為：r越大，t越大。作出一般性猜想：t與r成正比，即 t=kr。作出t-r圖線（如圖2所示）后發(fā)現(xiàn)猜想不對(duì)。于是作出進(jìn)一步猜想t

5、與r2成正比，即t=kr2。作出t-r2圖線（如圖3所示）后發(fā)現(xiàn)猜想也不對(duì)。從圖像的彎曲情況來(lái)看，再作出進(jìn)一步猜想：t=kr1.5。作出t-r1.5圖線（如圖4所示），如果是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明t與r1.5成正比，即t2與r3成正比。通過(guò)這種開(kāi)放性的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生經(jīng)歷了探究的過(guò)程，過(guò)程和方法的教學(xué)目標(biāo)就自然地達(dá)成了。3 開(kāi)放物理問(wèn)題的結(jié)論，形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)元電荷是高中物理電學(xué)的基礎(chǔ)，這個(gè)概念往往最容易被物理老師所忽略，認(rèn)為這是一個(gè)亙古不變的結(jié)論，沒(méi)有探究的必要。其實(shí)如果從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手，將結(jié)論設(shè)計(jì)成開(kāi)放式的，將收到良好的效果。例：美國(guó)物理學(xué)家密立根（robert a.millikan）在190

6、9年到1917年期間，做了測(cè)量微小油滴上所帶電荷的工作，即油滴實(shí)驗(yàn)，是物理學(xué)發(fā)展史上具有重要意義的實(shí)驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)明巧妙，方法簡(jiǎn)單，而結(jié)論卻具有不容置疑的說(shuō)服力，因此這一實(shí)驗(yàn)堪稱物理實(shí)驗(yàn)的精華和典范。密立根在這一實(shí)驗(yàn)工作上花費(fèi)了近10年的心血，從而取得了具有重大意義的結(jié)果。表2提供的數(shù)據(jù)是密立根測(cè)量結(jié)果中的一部分。請(qǐng)你根據(jù)這組數(shù)據(jù)推出元電荷e的數(shù)值。學(xué)生獲得這些數(shù)據(jù)后，根據(jù)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行探究，他們經(jīng)過(guò)討論決定將這組數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子表格中，然后對(duì)它們按升序排列，再采用逐差法，依次用后一個(gè)數(shù)值減去相鄰的前一數(shù)值，得出相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值（如表3所示）。 觀察表格中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)相鄰電荷值

7、之差與1.63關(guān)系密切?？紤]到實(shí)驗(yàn)誤差造成的影響，得出元電荷e的數(shù)值為1.630×1019c。通過(guò)這樣一個(gè)開(kāi)放性的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在探究過(guò)程中，體驗(yàn)了密立根研究元電荷的過(guò)程，從而培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的樂(lè)趣和熱愛(ài)科學(xué)的情感。4 從物理問(wèn)題情景出發(fā)，形成探究學(xué)習(xí)活動(dòng)利用設(shè)置特定的情景，進(jìn)行開(kāi)放性的設(shè)計(jì)，這種開(kāi)放性更能培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思維的能力，有助于學(xué)生開(kāi)拓思路，整合所學(xué)的知識(shí)，進(jìn)行有效探究。例如：圖5為一名宇航員“漂浮”在地球外層空間的照片。根據(jù)照片展現(xiàn)的情景提出兩個(gè)與物理知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題（所提的問(wèn)題可以涉及力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)部分。只需提出問(wèn)題，不必作出回答和解釋）：例：這名“漂浮”在空中的宇航員相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)還是靜止的？（1）_，（2）_。如果僅僅提出問(wèn)題讓學(xué)生去解答，或讓學(xué)生去討論不同的解答方法，效果都是不太理想的。設(shè)計(jì)成開(kāi)放式的問(wèn)題，學(xué)生就有想象的空間，能夠提出許多問(wèn)題，涉及到力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理等多方面。這樣就能夠提高學(xué)生的參與度，達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)。開(kāi)放式的教學(xué)設(shè)計(jì)在實(shí)踐的過(guò)程中，有效地提高了學(xué)生的參與度，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，活躍了課堂氣氛，取得了比較理想的效果，但也要求老師掌握開(kāi)放性的“度”，引導(dǎo)學(xué)生圍繞一節(jié)課的課題進(jìn)行探究，才能更好地完成教學(xué)任務(wù)，有效地達(dá)成三維教學(xué)目標(biāo)。 參考文獻(xiàn)：1魏國(guó)棟，呂達(dá).