“五问教学法”在初中物理实验教学中的实践研究

■天津市环湖中学 王秀梅 ■天津市第四中学 孙 涛

一、“五问教学法”的产生

笔者根据多年对初中物理课堂的观察，发现初中学生虽然对实验充满好奇，但是缺乏对实验的深入思考与理解。学生在实验中大多是在模仿教师的演示活动，或者仿照课本的提示进行操作。“五问教学法”正是针对以上现象提出的解决办法。“做什么（What）—为什么（Why）—怎么做（How）—得什么（Conclusion）—怎么好（Analysis）”五个问题分别对应实验中的五个思考阶段，“做什么”——实验目的，“为什么”——实验原理，“怎么做”——实验器材和步骤，“得什么”——数据处理和结论，“怎么好”——误差分析与改进。在物理学科的实验教学中，教师以“五问教学法”为工具，可以引导学生有计划、有步骤地开展实验内容的探究学习。学生在这五个问题的引导下对实验进行逐层深入的思考，从而形成一套相对完整的思维体系,使学生在面对物理实验时可以有所思、有所学、有兴趣、有收获。

二、“五问教学法”在初中物理实验教学中的应用

下面以人教版八年级物理第八章第三节《摩擦力》中“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验为例，简述“五问教学法”在实际教学中的应用。

（一）做什么

“做什么”是“五问教学法”的第一问，也就是要明确实验目的。实验目的通常就是实验的题目，本实验的目的是探究影响滑动摩擦力大小的因素。从这个题目看，学生是无从下手的，因此，教师要引导学生对实验有进一步的思考。摩擦力是我们生活中处处存在、不可或缺的一种力的形式。因此，教师从学生的感受入手，让学生在课堂上进行以下对比实验，并将感受记录在表格中（见表1）。

表1

通过对比实验，引导学生得到以下猜想：滑动摩擦力的大小是否与物体间的压力有关、是否与物体表面粗糙程度有关。明确了这两个问题，学生对接下来的实验才有了具体认知。

“做什么”这一步教师要从学生身边的、思维范围内的现象、实验入手，将问题具体化，这样学生才能真正明确实验中要做的内容，也就有了“拨云见日”的感觉。

（二）为什么

“为什么”是“五问教学法”的第二问，即明确实验原理。首先，要“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”就要测量滑动摩擦力的大小，而实验中弹簧测力计的示数是物体所受拉力大小，物体所受到的滑动摩擦力并不能直接测量。人教版教材在这个探究实验前安排了一个测量实验“测量滑动摩擦力”，为本探究实验作铺垫。在这个测量实验中引导学生思考，根据二力平衡原理（如图1），物体处于平衡态时，受平衡力作用，F拉=F滑。实验中，只要物体做匀速直线运动，拉力与滑动摩擦力大小就相等，物体所受滑动摩擦力的大小就可以通过弹簧测力计的读数间接测量出来。得到了滑动摩擦力的大小，接下来就可以探究它与哪些因素有关了。“为什么”这一步不仅使学生明确了实验原理——二力平衡，而且对实验操作也提出了具体的要求——物体要做匀速直线运动，因此对接下来的“怎么做”环节有至关重要的作用。

图1

（三）怎么做

“怎么做”是“五问教学法”的第三问，是在明确了实验目的和实验原理之后引导学生选择合适器材、设计实验，并动手操作实验。这部分是实验探究中的重点步骤，前两步都是在为这一步作理论铺垫。

在第一问“做什么”环节中已经明确了探究的内容“滑动摩擦力的大小与物体间的压力、物体表面粗糙程度是否有关”。因此，在“怎么做”的环节，学生可以确定应用控制变量法对逐个因素进行探究；在第二问“为什么”环节，不仅明确了实验原理是二力平衡，而且指出在操作实验时要注意匀速直线运动，应用转换法间接得出滑动摩擦力大小。明确了实验目的、实验原理、实验方法以及操作时的注意事项后，学生就可以有目的地选取实验器材并且开始操作实验了。

1.选择器材。

为完成实验的探究目的需要选择如下器材进行实验：弹簧测力计、平直木板、细线、长方体木块、砝码、棉布、毛巾等。

2.实验步骤。

（1）探究滑动摩擦力与压力大小关系

如图2所示，将木块放在木板上，分别改变木块对木板的压力，三次实验均用弹簧测力计匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数，为滑动摩擦力大小。

图2

（2）探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系

保持木块对长木板的压力不变，分别在木板上铺棉布和毛巾，并用弹簧测力计匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数，为滑动摩擦力大小。

这一过程使学生的科学思维以及科学探究能力，能得到充分的锻炼和发展。

（四）得什么

“得什么”是“五问教学法”的第四问，即记录实验数据，得出实验结论。这一步使学生明确实验中需要观察和记录的对象，同时养成实事求是的科学精神。

将数据记录在如下表格（见表2、表3）：

表2

表3

1.接触面的粗糙程度一定时。

结论：当接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

2.接触面所受压力一定时。

结论：当接触面所受压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（五）怎么好

“怎么好”是“五问教学法”的最后一问，这一步使学生的思维有进一步的跳跃与发展，是对实验的最后评估，误差分析和实验改进。在进行“探究影响滑动摩擦力大小的因素”这个实验时，最大的困难是在实际操作过程中很难保证物体做匀速直线运动。在观察实验、记录实验数据时，就会发现弹簧测力计的示数忽大忽小，给准确读数带来了很大的困难。如何改进实验，避免物体做匀速直线运动，但是又仍然处于平衡态，使拉力大小等于滑动摩擦力大小，就成了新的、要解决的问题。

引导学生找到另一个平衡状态——静止状态，物体和弹簧测力计不动，拉动长木板（如图3）。改进后，只要长木板被拉动，木块和木板之间就产生了滑动摩擦力。此时，木块相对于地面是静止的，处于平衡态，受平衡力，木块在水平方向所受到的拉力和滑动摩擦力大小就是相等的。改进后的实验对长木板的运动速度没有要求，这样就避免了人手拉动木块做匀速直线运动这一操作，降低了实验操作难度，同时又可以避免在弹簧测力计行进过程中读数，从而提高读数的准确程度。

图3