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物理實驗問題設計研究論文

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物理學是以實驗爲基礎的科學,一些物理概念及物理定律都是在實驗的基礎上歸納總結出來的。問題是科學研究的邏輯起點,而且也正是問題在推動着物理學不斷地前進,不斷地完善。愛因斯坦說:“提出一個問題往往要比解決一個問題更重要。”一切問題的關鍵就在於如何提出問題。根據物理教學的認知理論,物理課堂教學過程應該是逐層提出問題並對應解決問題來獲取新知識的。要解決問題首先得提出問題。實驗探究過程完成的是否順利,關鍵在提出問題的設計是否合理。下面就來看看如何在實驗過程中提出問題。

物理實驗問題設計研究論文

一、從實驗現象入手進行問題設計

透過現象看本質,現象是事物的外部聯繫和表面特徵,是事物本質的外在表現,而本質蘊藏在現象中,如何讓本質顯露真面目,便是實驗中問題設計的目的。設計的問題應該能夠層層遞進,進而揭露本質。所以提出的問題一定要有針對性與順序性,針對性的要求是問題所揭露的必須是本質的面紗;順序性的要求是問題的設計必須要有層次性,要先揭露最外層的面紗,依次遞進。例如,在物理蘇科版“電磁感應”一節中,學生如何總結出產生感應電流的條件是個難點。如何利用磁場獲得感應電流呢?這是一個大問題,爲使問題簡單化,可將其分解爲幾個小問題,透過幾個小問題的回答,得出大問題的答案。按照課本裝置來做實驗,實驗現象是無論蹄形磁鐵的N極或是S極在上還是在下,左、右移動導體棒,閉合電路中都能夠產生感應電流,說明兩者必存在相同點,基於此,便可提出問題:(1)兩者的相同點是什麼?學生會有很多答案,如導體棒都在運動,磁鐵不動等。爲了排除干擾因素,可接着提問,(2)導體棒怎樣運動纔算切割磁感線?(3)誰產生了感應電流?(4)電路中什麼情況下不產生感應電流?遵循上方的邏輯,產生感應電流與不產感應電流必有不同點,(5)兩種情況的不同點是什麼?學生找出這個不同點之後,再讓學生實驗驗證,體會一下這個不同點是否是產生感應電流的幾種情況的相同點。至此,問題基本得到了解決。

二、從實驗原理入手進行問題設計

實驗原理是實驗設計的依據和思路。實驗基本原理是探索性實驗的基礎,要探究實驗,只有明確實驗的原理,才能真正掌握實驗的關鍵、操作的要點,進而進行實驗的方案設計、步驟的改進和結論的歸納,新問題的進一步提出。問題設計的目的是如何讓原理細化,以讓學生明白爲什麼要這樣做以及如何才能做好。以“伏安法測量電阻”爲例,根據實驗原理R=U/I,這個實驗的關鍵問題在於如何測出電壓和如何測出電流?可針對這兩個大問題提出幾個小問題。(1)用什麼測量儀器來測電壓、電流值?(2)怎樣減少定值電阻的'測量誤差?(3)什麼儀器能勝任這一要求?(4)如何設計電路圖進行實驗?(5)怎樣擬定實驗步驟?提出的問題一環緊扣一環,最後順理成章測出未知電阻值。“問題設計”的反思。提問如何能成功導課,如何引導學生思維?需要注意哪些問題呢?透過教學實踐,教師應該注意以下四個方面:

(一)要有層次性

提問或是要提高學生的學習興趣,或是要引導學生思維,或是就疑難之處提問。若是所提的問題讓學生興趣全無、思維混亂、疑竇叢生,那麼這樣的提問就是無效的。如安裝直流電動機模型,若老師直接提問:“如何安裝直流電動機模型?”這就沒法回答。若把問題小而化之,如出示給學生一個已安裝好的電動機模型,讓其轉動。這時可以問如果我把一些零件拆卸下來,同學們會不會安裝?接着再出示一盒電動機模型散件一一提問學生每個零件的名稱、作用、安裝、是否有注意事項等等問題。要善於把一個複雜的、難度較大的問題分解成若干個相互聯繫的小問題。在提問時,越是疑難的問題越應該將其轉化成更多的簡單的問題,讓學生透過對小問題的回答,得出大問題的答案。小問題的設計一定要有層次性,從外往裏,層層遞進,最後觸及核心。

(二)要有針對性

不是所有的知識點都要提問,對於學生都懂的知識點就不需要提問。如在“驗證光的直線傳播”的實驗中,由於實驗較簡單,可減少提問。提問一定要針對學生易錯、易混的問題。

(三)要以學生爲主體

在教學時,教師必須想學生之所想,急學生之所急,從問題的提出到解決,始終以學生的思路爲軸線。問題不能以教師的思維提出,不能用教師的思維思考,感覺我就是這樣想的,學生就也是這樣想的。每一個階段的學生在對事物的認知與思維與其所處的年齡層、已有知識的儲備等方面有着密切的關係。鑑於初中學生認知與思維的特點,教師在提問時,一定要從學生的角度出發,以學生的認知提出問題,用學生的思維思考問題。

(四)要注重交互性

在課堂教學中,學生是知識建構的主角,而教師是配角,要積極的配合學生。所以教師的問題不是爲教學服務的,而是爲學生的知識建構服務的。這就是“師生互動”的重要性。在物理實驗中,對於實驗步驟與一些注意事項,切不可直接告訴學生,可透過設定問題讓學生了解其中的要害。同時,要體現學生的主體性,就應該鼓勵學生敢於提問,善於提問,對學生提出的問題,可由學生回答,或透過學生之間的討論來得出結論。學生間的討論,可以讓每個學生都成爲解決問題的主角,同時,學生們透過討論可以相互啓發,可以發現與別人的差距以及在思維上的差異,可激發鬥志或取長補短,這便是“生生互動”。交互性便是師生互動與生生互動的結合。

總之,實驗是物理學的軀體,無軀體,不足以遠行;而問題是物理學的靈魂,無靈魂,難以昇華。

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