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摘要:

問題教學法是以問題情境的創設和問題的解決為主要形式的教學方法，在各學科中都具有廣泛的應用。本文主要利用問題教學法對“大氣壓強”一節進行教學設計。將大氣壓強的教學內容分解成“猜想大氣壓強”，“驗證大氣壓強”，“探究大氣壓強”，“應用大氣壓強”四個循序漸進，層層深入的環節，每個環節以問題情境的創設，問題的提出作為開啟思維的鑰匙，引導學生在問題教學中得到鍛煉和提高，最終完成教學目標。

關鍵詞:

問題教學法;大氣壓強;問題情境

問題教學法是一種在認知同化理論、建構主義教學理論、“發展性”教學理論等多種教育理論基礎之上形成并不斷發展的教學方法。問題教學法是以問題情境的創設和問題的解決為主要形式，形成波浪式、螺旋式的課堂教學結構，是一種比較成熟，行之高效的教學方法，在各學科的教育教學中被廣泛運用［1］。在問題教學法的教學中是否能創造合理的問題情境，提出切實有效的問題并提供合適的問題解決途徑是影響教學效果好壞的重要因素。在問題教學法的研究中，孫作江認為問題不能等同于問句，問題應具備問題性，指的是不能及時達到的目標［2］;李明認為問題的設計要著眼于學生的“最近發展區”，問題的提出需由表及里，層層推進，以合理的情景呈現問題［1］;孫勝霞認為可以選擇來源于生活、生產實際的問題情境，讓學生真實的感受到物理的實用性和趣味性［3］。結合以上觀點，筆者認為，在問題教學中教師應該分析學生的學情著眼于學生的“最近發展區”，從生活、生產實際或新舊知識的聯系等多種途徑創設合理的問題情景，提出層層深入的問題，并提供思考，討論，科學探究等多種方式讓學生自主的解決問題，訓練學生的能力，最終達到教學目標。本文，筆者以“大氣壓強”為例，以問題教學法為主進行教學設計。下面是筆者對教學設計的各個環節的思考。

一、猜想大氣壓強

大氣壓強是初中物理中較為抽象并難以理解的一個物理概念。所以，為了獲得良好的教學效果，教師必須創設合理的問題情境，讓學生對大氣壓強有充分的感知和體驗，從而保證教學任務的順利進行。在學氣壓強之前，學生已經學習了液體的壓強，知道了液體產生壓強的原因和液體內部壓強公式。因此，教師可以從液體壓強的知識出發，創設第一個問題情境。教師演示側壁有小孔的礦泉水瓶實驗，幫助學生復習并回顧液體壓強的特點和公式(P=ρgh)。然后，教師將瓶蓋擰緊，讓學生觀察實驗現象并提出問題:為什么水不流出來?這樣，教師以側壁有小孔的礦泉水瓶實驗作為問題情境，不僅能幫助學生回顧舊知識，而且能以此實驗作為新舊知識之間的紐帶，著眼于學生的最近發展區，提出能引起學生觀念上不平衡的問題，將學生的注意力自然而然的從舊知識遷移到新知識上，使學生帶著疑問進入新課的學習，為大氣壓強的教學做好初步的鋪墊。接著，教師拿出一個底部鋪了沙子的窄口玻璃瓶，并將一個稍大于瓶口的剝了殼的熟雞蛋放置在瓶口上，作為猜想環節的第二個問題情境。在此情境下，教師提出問題:是否可以使雞蛋自動掉入瓶內?依據學生的日常生活經驗，學生認為雞蛋不可能自動掉入瓶內。在得到學生的反饋后，教師可以繼續“表演”，將浸過酒精的棉花點燃，用鑷子放入瓶內，并迅速用雞蛋堵住瓶口，向學生展示雞蛋自動掉入瓶內的驚奇現象。以這種經驗與現象的強烈沖突，激發學生的好奇心和求知欲，引導學生嘗試從受力的角度分析雞蛋自動掉落的原因。此時，學生已具備力學的相關知識，在教師的提示下學生可以分析出雞蛋受到一個向下的壓力，又因為雞蛋上方只與空氣接觸，學生自然會得出空氣將雞蛋壓入瓶內的猜想。至此，通過第二個問題情境的創設使學生對大氣壓強已經有了初步的感知和猜想。為了讓學生更加明確大氣具有壓強的猜想，教師還需創設第三個問題情境:向學生展示地球大氣層的分布圖，介紹大氣層的相關知識。并在此情境下提出兩個問題:(1)氣體與液體有哪些共同點?(2)生活在大氣層底層的人是否受到壓力?教師運用對比教學的方式利用學生已有的知識和經驗，引導學生得出氣體與液體都具有流動性和受到重力的共同點，并以為基礎，進一步做出氣體與液體一樣，內部也具有壓強的猜想，幫助學生解決人在大氣底層是否受到壓力的問題。通過三個問題情境的創設，使學生對大氣壓強有了充分的感知和體驗，為順利進入下一環節做足了鋪墊。

二、驗證大氣壓強

在學生已經具備大氣具有壓強的猜想后，教學自然的進入到驗證大氣壓強的環節。在此環節，教師提供氣球、針筒、塑料吸盤、玻璃板、玻璃杯等多種生活中常見的物品作為問題情境，提出問題:如何利用這些物品驗證大氣壓強的存在?在此問題的解決過程中，教師采用讓學生分組實驗的方式來尋求問題的解決途徑，對實驗方案的設計不做出明確指示，僅在學生遇到困難時給予適當的引導。目的是為了鍛煉學生的小組協作能力和創造性。在學生完成實驗，交流討論得出大氣具有壓強的結論后，教師以此結論為基礎，進一步提出問題:大氣是不是對浸在其中的物體各個方向都有壓強呢?教師通過體驗活動:讓學生利用手中的塑料吸盤在課桌的上下左右前后各個面上進行吸附實驗，并讓學生分析吸盤能吸附在各個面上的原因。最終，得出大氣對浸在其中的物體的各個方向都具有壓強的認識，讓學生在真實的物理實驗場景中完成對知識的構建。

三、探究大氣壓強

在學生具備了大氣對浸在其中的物體的各個方向都具有壓強的認識后。教師可以設計一個體驗活動，讓兩個同學將兩個吸盤吸在一起模擬馬德堡半球實驗，讓學生定性的感受大氣有多大，并以此作為該環節的問題情境，繼而提出問題:如何定量的測量大氣壓強的大小?從而，進一步推進教學任務的順利進行。因為大氣壓強的測量—托里拆利實驗的理解是本節課的一個重難點，所以在解決如何測量大氣壓強的大小的問題過程中，教師應該循序漸進的教學，給予學生充分的空間去探索并理解，才能確保學生對于該知識點的掌握。在測量大氣壓強大小的過程中，學生最可能想到的方案一般是從壓強的定義式(P=FS)出發進行探究。所以教師一開始可以為學生提供吸盤，彈簧測力計等生活中常見的物品，讓學生經歷科學探究過程，鍛煉學生的科研能力。在學生實驗結束后，教師組織學生交流討論，使學生發現彈簧測力計測大氣壓強的缺點和問題，從而引導學生思考，還可以利用液體壓強公式(P=ρgh)來測量大氣壓強。然后，教師展示演示實驗:將細長玻璃管裝滿水倒扣于水槽中，提拉玻璃管，引導學生觀察，玻璃管中水面升高，進而提出這樣兩個問題:(1)水杯與玻璃管中的水面為什么高于水箱的水面?(2)如果玻璃管無限長，水柱可以無限高嗎?讓學生在對問題的思考中基本了解利用液體壓強測量大氣壓強的實驗方案。接著，教師播放托里拆利實驗錄像，在觀看錄像后，進而提出三個問題:(1)最初，汞為什么下降?(2)為什么汞在下降一段時間后會停止下降?(3)如何計算大氣壓的值?學生在教師的引導下解決這三個問題，最終使學生在解決問題的過程中完成知識的構建過程，理解托里拆利的實驗原理。在此環節中，為了解決大氣壓強的測量問題，學生經歷了一次科學探究過程，兩次實驗觀察和思考過程，通過一系列的知識基礎，一步步的層層深入，不僅最終完成問題的解決過程，而且也在問題解決過程中鍛煉了學生的探究能力。

四、應用大氣壓強

通過前面的猜想、驗證、探究三個環節的問題教學，學生已經基本掌握了大氣壓強的知識和規律。但是，學以致用，對知識的鞏固也同樣重要。在物理教學中，利用實際生活的情境作為問題情境來考察學生對于知識的掌握情況是一種很好的手段。所以，在此環節教師可以提供生活中關于大氣壓強的實例作為問題情境并提出問題:在冬天，若保溫瓶未裝滿水，當瓶內溫度降低時為什么軟木塞不易拔出?解決該問題的過程中教師應主張讓學生自主思考。因為在進入到應用環節后，學生已經基本完成本節知識的知識構建過程，解決問題的難點就在于如何將知識運用到實際中，這種能力的培養是通過不斷的訓練而獲得的，所以在此問題的解決過程中，教師應充分發揮學生的主動性，督促學生通過自身的努力解決問題，從而達到訓練學生整合知識，解決實際問題的能力。

綜上所述，本節課主要采用了問題教學法，將大氣壓強的教學內容分解成“猜想大氣壓強”，“驗證大氣壓強”，“探究大氣壓強”，“應用大氣壓強”四個循序漸進，層層深入的環節，每個環節以問題情境的創設，問題的提出作為開啟思維的鑰匙，引導學生在問題教學中一一解惑，鍛煉學生的能力，最終完成教學目標。

作者：姜玉梅 解志秀 張錫娟 殷英 單位：揚州大學物理科學與技術學院

參考文獻:

［1］李明．問題教學法及其在高中教學法物理教學中的應用研究［D］．武漢:華中師范大學，2008:13－20．

［2］孫作江．問題教學法及其課例［J］．中學物理教學參考，2002，31(7):13－15．

［3］孫勝霞．問題教學法在高中物理教學中的應用［D］．煙臺:魯東大學，2013:21．