初中物理教学中问题设置的有效性初探

2020-09-12 03:11储春平
科学咨询 2020年25期
关键词:比热容内能设置

储春平

(广东省广州市增城区凤凰城中英文学校 广东广州 511300)

教师在设置一个问题的时候,首先要明确自己提出这个问题的目的是什么,是要解决学生的哪个困惑点,针对自己的提问能让学生知道自己该从哪些方面去回答,这样的问题才是目标明确的问题。如果教师提出问题后,发现学生的答案跟教师的预期相差很远,那这个问题就是无效的。例如,学习了“热机的效率”的内容后,笔者给学生出了下面一道题:如图所示,是某品牌柴油机的能流图,请问能流图中A处应填入的内容是 。

这个空当时预设的答案是“内能”,但当收集完学生的答案时发现:绝大多数学生填的是“总能量”“100%的能量”“燃烧”等,填“内能”的学生比例不到10%。后来了解到之所以出现这种情况,是因为学生认为“题目没有要求A处必须填某种能量,只说填入合适的内容,所以这里的答案应该有很多,合理即可”。显然,这里设置的问题就目的不明确,针对性不强,学生做起来也是一头雾水,不是该如何作答。鉴于此,在后来的教学中,笔者将这个问题改为“请问在这个能流图中,A处应该填入的能量形式是 ”,在下一届学生中同样出了这一道题,这次的正确率高达92%,学生一看就知道这里该填“内能”,可见,目的明确、针对性强的问题才能对学生的分析起到正确的导向作用[1]。

二、问题的设置要逻辑严密、难度适中

当教师明确了提问的目的以后,就要针对自己需要设置的问题进行优化。问题的表述要做到语言规范、逻辑严密、通俗易懂、符合学生的认知,这样才能更好地激活学生的思维,否则,学生会因为一些漏洞百出的问题出现知识建构的混乱。例如,学习了“内能”后,教师可能会问学生:“在水的沸腾实验中,水开始沸腾以后继续加热,杯中水的内能将如何变化?”对于这个问题,学生很多时候只考虑了水沸腾是一个吸热但温度保持不变的过程,但忽略了在沸腾时,部分水汽化成水蒸气后杯中水质量的变化。所以,不考虑质量变化的学生就认为“杯中水的内能在增加”。而考虑质量变化的学生就会进行以下分析:一方面水在吸热导致内能会增加,另一方面水的质量减少又会导致内能的减小,综合这些因素,结合自身的认知,就没有办法判断杯中的水的内能到底该怎样变化了。

由此可见,一些表述不清晰、逻辑不严密的问题不但会给学生的解题思路造成干扰,还不利于学生对知识的掌握和思维能力的发展。如果在上述例题中加入“忽略杯中水的质量变化”这个前提条件,就能很好地避免以上问题的发生,培养学生良好的思维习惯。

三、问题的设置要循序渐进

《学记》中提到“不陵节而施”,就是要求教育者要遵循学习要循序渐进的规律,不得超过学习者的接受能力而对其进行教育,否则无异于揠苗助长。对此,笔者深有体会的是关于一个物态变化和内能相结合的问题。在学完“熔化和凝固”这一节的内容后,教师经常会问这个问题:等质量的0℃的冰和0℃的水相比,哪种物质的冷却效果好?这个问题由于学生不知道什么是冷却效果,且二者温度相同,按理说冷却效果也一样。但超市里冷藏海鲜和一些水果用的是冰而不是水,这与生活实际相矛盾。这时教师即使给学生讲冰熔化成水要吸热,学生也不能明白这跟冷却效果有什么关系。在讲授完“比热容”这节的内容后,再问学生这个问题,学生就认为0℃的水的冷却效果好。因为根据Q=cmΔt可知,质量相等的冰和水,升高相同的温度,水的比热容比冰的比热容大,吸收的热量多,所以水的冷却效果好。在这里学生虽然得出了一个错误的结论,但在他们的意识里,知道了比较冰和水的冷却效果,其实就是比较在质量和升高温度相同的情况下,冰和水吸收热量多少的问题。此外,他们还能找到其他的方法比较冷却效果。比如“使被冷却的食物降低相同的温度(或放出相同的热量),比较水和冰温度的升高情况”。这个深度认知的过程,在学习了“比热容”的内容后才能达到。之所以不能得到正确的结论,是因为平时学生在对Q=cmΔt的应用过程中并不包含出现物态变化的情况。

四、问题的设置对学生要有启发性和实用性

当学生对某一问题正处于积极思考,急于解决而不得的矛盾心理状态时,教师应该适时给予引导,以帮助学生明确思路,弄清事物的本质属性,然后用比较准确的语言表达出来。要达到这样的效果,问题的设置一定要富有启发性,这样才能激起学生学习的兴趣和继续探索的欲望[2]。

还是前面提到的关于“0℃的冰和0℃的水谁的冷却效果好”的问题,在问这个问题之前,可以先引导学生分析:0℃的冰要变成5℃的水,要经历哪些过程?学生不难得出以下结论:

分析出以上过程后,学生就会发现等质量0℃的冰和0℃的水,升高相同的温度,由于冰多一个熔化成水吸热的过程,所以就很容易得出0℃的冰吸收更多热量的结论。这时再结合“比热容”学习中冷却效果的含义,回答“质量相等的0℃的冰和0℃的水相比,哪种物质的冷却效果好”这个问题就不难了。

最后可以让学生去超市冰鲜区观察,那里的海鲜或其他需要低温保存的食材,是用冰还是水来冷却的,结合所学知识解释为什么要这么做,这样的设问就很自然地体现了物理知识的实用性。

学生对知识的获取不是通过记忆流畅地回答一些问题,而是通过教师的引导让他们在课堂上经过紧张的脑力劳动和深入的思考以后得出的结果。在教学中进行有效的问题设置,不但能让更多的学生参与思考的过程,激发学生的学习兴趣,还能促进学生科学思维的发展、科学观念的形成和学习能力的提升。

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