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摘要:
问题教学法是以问题情境的创设和问题的解决为主要形式的教学方法，在各学科中都具有广泛的应用。本文主要利用问题教学法对“大气压强”一节进行教学设计。将大气压强的教学内容分解成“猜想大气压强”，“验证大气压强”，“探究大气压强”，“应用大气压强”四个循序渐进，层层深入的环节，每个环节以问题情境的创设，问题的提出作为开启思维的钥匙，引导学生在问题教学中得到锻炼和提高，最终完成教学目标。
关键词:
问题教学法;大气压强;问题情境
问题教学法是一种在认知同化理论、建构主义教学理论、“发展性”教学理论等多种教育理论基础之上形成并不断发展的教学方法。问题教学法是以问题情境的创设和问题的解决为主要形式，形成波浪式、螺旋式的课堂教学结构，是一种比较成熟，行之高效的教学方法，在各学科的教育教学中被广泛运用［1］。在问题教学法的教学中是否能创造合理的问题情境，提出切实有效的问题并提供合适的问题解决途径是影响教学效果好坏的重要因素。在问题教学法的研究中，孙作江认为问题不能等同于问句，问题应具备问题性，指的是不能及时达到的目标［2］;李明认为问题的设计要着眼于学生的“最近发展区”，问题的提出需由表及里，层层推进，以合理的情景呈现问题［1］;孙胜霞认为可以选择来源于生活、生产实际的问题情境，让学生真实的感受到物理的实用性和趣味性［3］。结合以上观点，笔者认为，在问题教学中教师应该分析学生的学情着眼于学生的“最近发展区”，从生活、生产实际或新旧知识的联系等多种途径创设合理的问题情景，提出层层深入的问题，并提供思考，讨论，科学探究等多种方式让学生自主的解决问题，训练学生的能力，最终达到教学目标。本文，笔者以“大气压强”为例，以问题教学法为主进行教学设计。下面是笔者对教学设计的各个环节的思考。
一、猜想大气压强
大气压强是初中物理中较为抽象并难以理解的一个物理概念。所以，为了获得良好的教学效果，教师必须创设合理的问题情境，让学生对大气压强有充分的感知和体验，从而保证教学任务的顺利进行。在学气压强之前，学生已经学习了液体的压强，知道了液体产生压强的原因和液体内部压强公式。因此，教师可以从液体压强的知识出发，创设第一个问题情境。教师演示侧壁有小孔的矿泉水瓶实验，帮助学生复习并回顾液体压强的特点和公式(P=ρgh)。然后，教师将瓶盖拧紧，让学生观察实验现象并提出问题:为什么水不流出来?这样，教师以侧壁有小孔的矿泉水瓶实验作为问题情境，不仅能帮助学生回顾旧知识，而且能以此实验作为新旧知识之间的纽带，着眼于学生的最近发展区，提出能引起学生观念上不平衡的问题，将学生的注意力自然而然的从旧知识迁移到新知识上，使学生带着疑问进入新课的学习，为大气压强的教学做好初步的铺垫。接着，教师拿出一个底部铺了沙子的窄口玻璃瓶，并将一个稍大于瓶口的剥了壳的熟鸡蛋放置在瓶口上，作为猜想环节的第二个问题情境。在此情境下，教师提出问题:是否可以使鸡蛋自动掉入瓶内?依据学生的日常生活经验，学生认为鸡蛋不可能自动掉入瓶内。在得到学生的反馈后，教师可以继续“表演”，将浸过酒精的棉花点燃，用镊子放入瓶内，并迅速用鸡蛋堵住瓶口，向学生展示鸡蛋自动掉入瓶内的惊奇现象。以这种经验与现象的强烈冲突，激发学生的好奇心和求知欲，引导学生尝试从受力的角度分析鸡蛋自动掉落的原因。此时，学生已具备力学的相关知识，在教师的提示下学生可以分析出鸡蛋受到一个向下的压力，又因为鸡蛋上方只与空气接触，学生自然会得出空气将鸡蛋压入瓶内的猜想。至此，通过第二个问题情境的创设使学生对大气压强已经有了初步的感知和猜想。为了让学生更加明确大气具有压强的猜想，教师还需创设第三个问题情境:向学生展示地球大气层的分布图，介绍大气层的相关知识。并在此情境下提出两个问题:(1)气体与液体有哪些共同点?(2)生活在大气层底层的人是否受到压力?教师运用对比教学的方式利用学生已有的知识和经验，引导学生得出气体与液体都具有流动性和受到重力的共同点，并以为基础，进一步做出气体与液体一样，内部也具有压强的猜想，帮助学生解决人在大气底层是否受到压力的问题。通过三个问题情境的创设，使学生对大气压强有了充分的感知和体验，为顺利进入下一环节做足了铺垫。
二、验证大气压强
在学生已经具备大气具有压强的猜想后，教学自然的进入到验证大气压强的环节。在此环节，教师提供气球、针筒、塑料吸盘、玻璃板、玻璃杯等多种生活中常见的物品作为问题情境，提出问题:如何利用这些物品验证大气压强的存在?在此问题的解决过程中，教师采用让学生分组实验的方式来寻求问题的解决途径，对实验方案的设计不做出明确指示，仅在学生遇到困难时给予适当的引导。目的是为了锻炼学生的小组协作能力和创造性。在学生完成实验，交流讨论得出大气具有压强的结论后，教师以此结论为基础，进一步提出问题:大气是不是对浸在其中的物体各个方向都有压强呢?教师通过体验活动:让学生利用手中的塑料吸盘在课桌的上下左右前后各个面上进行吸附实验，并让学生分析吸盘能吸附在各个面上的原因。最终，得出大气对浸在其中的物体的各个方向都具有压强的认识，让学生在真实的物理实验场景中完成对知识的构建。
三、探究大气压强
在学生具备了大气对浸在其中的物体的各个方向都具有压强的认识后。教师可以设计一个体验活动，让两个同学将两个吸盘吸在一起模拟马德堡半球实验，让学生定性的感受大气有多大，并以此作为该环节的问题情境，继而提出问题:如何定量的测量大气压强的大小?从而，进一步推进教学任务的顺利进行。因为大气压强的测量—托里拆利实验的理解是本节课的一个重难点，所以在解决如何测量大气压强的大小的问题过程中，教师应该循序渐进的教学，给予学生充分的空间去探索并理解，才能确保学生对于该知识点的掌握。在测量大气压强大小的过程中，学生最可能想到的方案一般是从压强的定义式(P=FS)出发进行探究。所以教师一开始可以为学生提供吸盘，弹簧测力计等生活中常见的物品，让学生经历科学探究过程，锻炼学生的科研能力。在学生实验结束后，教师组织学生交流讨论，使学生发现弹簧测力计测大气压强的缺点和问题，从而引导学生思考，还可以利用液体压强公式(P=ρgh)来测量大气压强。然后，教师展示演示实验:将细长玻璃管装满水倒扣于水槽中，提拉玻璃管，引导学生观察，玻璃管中水面升高，进而提出这样两个问题:(1)水杯与玻璃管中的水面为什么高于水箱的水面?(2)如果玻璃管无限长，水柱可以无限高吗?让学生在对问题的思考中基本了解利用液体压强测量大气压强的实验方案。接着，教师播放托里拆利实验录像，在观看录像后，进而提出三个问题:(1)最初，汞为什么下降?(2)为什么汞在下降一段时间后会停止下降?(3)如何计算大气压的值?学生在教师的引导下解决这三个问题，最终使学生在解决问题的过程中完成知识的构建过程，理解托里拆利的实验原理。在此环节中，为了解决大气压强的测量问题，学生经历了一次科学探究过程，两次实验观察和思考过程，通过一系列的知识基础，一步步的层层深入，不仅最终完成问题的解决过程，而且也在问题解决过程中锻炼了学生的探究能力。
四、应用大气压强
通过前面的猜想、验证、探究三个环节的问题教学，学生已经基本掌握了大气压强的知识和规律。但是，学以致用，对知识的巩固也同样重要。在物理教学中，利用实际生活的情境作为问题情境来考察学生对于知识的掌握情况是一种很好的手段。所以，在此环节教师可以提供生活中关于大气压强的实例作为问题情境并提出问题:在冬天，若保温瓶未装满水，当瓶内温度降低时为什么软木塞不易拔出?解决该问题的过程中教师应主张让学生自主思考。因为在进入到应用环节后，学生已经基本完成本节知识的知识构建过程，解决问题的难点就在于如何将知识运用到实际中，这种能力的培养是通过不断的训练而获得的，所以在此问题的解决过程中，教师应充分发挥学生的主动性，督促学生通过自身的努力解决问题，从而达到训练学生整合知识，解决实际问题的能力。
综上所述，本节课主要采用了问题教学法，将大气压强的教学内容分解成“猜想大气压强”，“验证大气压强”，“探究大气压强”，“应用大气压强”四个循序渐进，层层深入的环节，每个环节以问题情境的创设，问题的提出作为开启思维的钥匙，引导学生在问题教学中一一解惑，锻炼学生的能力，最终完成教学目标。
作者：姜玉梅 解志秀 张锡娟 殷英 单位：扬州大学物理科学与技术学院
参考文献:
［1］李明．问题教学法及其在高中教学法物理教学中的应用研究［D］．武汉:华中师范大学，2008:13－20．
［2］孙作江．问题教学法及其课例［J］．中学物理教学参考，2002，31(7):13－15．
［3］孙胜霞．问题教学法在高中物理教学中的应用［D］．烟台:鲁东大学，2013:21．
