■天津市環(huán)湖中學(xué) 王秀梅 ■天津市第四中學(xué) 孫 濤

一、“五問(wèn)教學(xué)法”的產(chǎn)生

筆者根據(jù)多年對(duì)初中物理課堂的觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)初中學(xué)生雖然對(duì)實(shí)驗(yàn)充滿(mǎn)好奇，但是缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入思考與理解。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中大多是在模仿教師的演示活動(dòng)，或者仿照課本的提示進(jìn)行操作?！拔鍐?wèn)教學(xué)法”正是針對(duì)以上現(xiàn)象提出的解決辦法。“做什么（What）—為什么（Why）—怎么做（How）—得什么（Conclusion）—怎么好（Analysis）”五個(gè)問(wèn)題分別對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的五個(gè)思考階段，“做什么”——實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，“為什么”——?shí)驗(yàn)原理，“怎么做”——實(shí)驗(yàn)器材和步驟，“得什么”——數(shù)據(jù)處理和結(jié)論，“怎么好”——誤差分析與改進(jìn)。在物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師以“五問(wèn)教學(xué)法”為工具，可以引導(dǎo)學(xué)生有計(jì)劃、有步驟地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的探究學(xué)習(xí)。學(xué)生在這五個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行逐層深入的思考，從而形成一套相對(duì)完整的思維體系,使學(xué)生在面對(duì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有所思、有所學(xué)、有興趣、有收獲。

二、“五問(wèn)教學(xué)法”在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

下面以人教版八年級(jí)物理第八章第三節(jié)《摩擦力》中“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)為例，簡(jiǎn)述“五問(wèn)教學(xué)法”在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用。

（一）做什么

“做什么”是“五問(wèn)教學(xué)法”的第一問(wèn)，也就是要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)?zāi)康耐ǔ＞褪菍?shí)驗(yàn)的題目，本實(shí)驗(yàn)的目的是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。從這個(gè)題目看，學(xué)生是無(wú)從下手的，因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有進(jìn)一步的思考。摩擦力是我們生活中處處存在、不可或缺的一種力的形式。因此，教師從學(xué)生的感受入手，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并將感受記錄在表格中（見(jiàn)表1）。

表1

通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得到以下猜想：滑動(dòng)摩擦力的大小是否與物體間的壓力有關(guān)、是否與物體表面粗糙程度有關(guān)。明確了這兩個(gè)問(wèn)題，學(xué)生對(duì)接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)才有了具體認(rèn)知。

“做什么”這一步教師要從學(xué)生身邊的、思維范圍內(nèi)的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)入手，將問(wèn)題具體化，這樣學(xué)生才能真正明確實(shí)驗(yàn)中要做的內(nèi)容，也就有了“撥云見(jiàn)日”的感覺(jué)。

（二）為什么

“為什么”是“五問(wèn)教學(xué)法”的第二問(wèn)，即明確實(shí)驗(yàn)原理。首先，要“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”就要測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小，而實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是物體所受拉力大小，物體所受到的滑動(dòng)摩擦力并不能直接測(cè)量。人教版教材在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)前安排了一個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)“測(cè)量滑動(dòng)摩擦力”，為本探究實(shí)驗(yàn)作鋪墊。在這個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生思考，根據(jù)二力平衡原理（如圖1），物體處于平衡態(tài)時(shí)，受平衡力作用，F(xiàn)拉=F滑。實(shí)驗(yàn)中，只要物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，拉力與滑動(dòng)摩擦力大小就相等，物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小就可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)間接測(cè)量出來(lái)。得到了滑動(dòng)摩擦力的大小，接下來(lái)就可以探究它與哪些因素有關(guān)了?！盀槭裁础边@一步不僅使學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)原理——二力平衡，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)操作也提出了具體的要求——物體要做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)接下來(lái)的“怎么做”環(huán)節(jié)有至關(guān)重要的作用。

圖1

（三）怎么做

“怎么做”是“五問(wèn)教學(xué)法”的第三問(wèn)，是在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理之后引導(dǎo)學(xué)生選擇合適器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)。這部分是實(shí)驗(yàn)探究中的重點(diǎn)步驟，前兩步都是在為這一步作理論鋪墊。

在第一問(wèn)“做什么”環(huán)節(jié)中已經(jīng)明確了探究的內(nèi)容“滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的壓力、物體表面粗糙程度是否有關(guān)”。因此，在“怎么做”的環(huán)節(jié)，學(xué)生可以確定應(yīng)用控制變量法對(duì)逐個(gè)因素進(jìn)行探究；在第二問(wèn)“為什么”環(huán)節(jié)，不僅明確了實(shí)驗(yàn)原理是二力平衡，而且指出在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用轉(zhuǎn)換法間接得出滑動(dòng)摩擦力大小。明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法以及操作時(shí)的注意事項(xiàng)后，學(xué)生就可以有目的地選取實(shí)驗(yàn)器材并且開(kāi)始操作實(shí)驗(yàn)了。

1.選擇器材。

為完成實(shí)驗(yàn)的探究目的需要選擇如下器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：彈簧測(cè)力計(jì)、平直木板、細(xì)線(xiàn)、長(zhǎng)方體木塊、砝碼、棉布、毛巾等。

2.實(shí)驗(yàn)步驟。

（1）探究滑動(dòng)摩擦力與壓力大小關(guān)系

如圖2所示，將木塊放在木板上，分別改變木塊對(duì)木板的壓力，三次實(shí)驗(yàn)均用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，為滑動(dòng)摩擦力大小。

圖2

（2）探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系

保持木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力不變，分別在木板上鋪棉布和毛巾，并用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，為滑動(dòng)摩擦力大小。

這一過(guò)程使學(xué)生的科學(xué)思維以及科學(xué)探究能力，能得到充分的鍛煉和發(fā)展。

（四）得什么

“得什么”是“五問(wèn)教學(xué)法”的第四問(wèn)，即記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這一步使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中需要觀(guān)察和記錄的對(duì)象，同時(shí)養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)精神。

將數(shù)據(jù)記錄在如下表格（見(jiàn)表2、表3）：

表2

表3

1.接觸面的粗糙程度一定時(shí)。

結(jié)論：當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大。

2.接觸面所受壓力一定時(shí)。

結(jié)論：當(dāng)接觸面所受壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

（五）怎么好

“怎么好”是“五問(wèn)教學(xué)法”的最后一問(wèn)，這一步使學(xué)生的思維有進(jìn)一步的跳躍與發(fā)展，是對(duì)實(shí)驗(yàn)的最后評(píng)估，誤差分析和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。在進(jìn)行“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，最大的困難是在實(shí)際操作過(guò)程中很難保證物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在觀(guān)察實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)忽大忽小，給準(zhǔn)確讀數(shù)帶來(lái)了很大的困難。如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，避免物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但是又仍然處于平衡態(tài)，使拉力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小，就成了新的、要解決的問(wèn)題。

引導(dǎo)學(xué)生找到另一個(gè)平衡狀態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)，物體和彈簧測(cè)力計(jì)不動(dòng)，拉動(dòng)長(zhǎng)木板（如圖3）。改進(jìn)后，只要長(zhǎng)木板被拉動(dòng)，木塊和木板之間就產(chǎn)生了滑動(dòng)摩擦力。此時(shí)，木塊相對(duì)于地面是靜止的，處于平衡態(tài)，受平衡力，木塊在水平方向所受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小就是相等的。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)速度沒(méi)有要求，這樣就避免了人手拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)這一操作，降低了實(shí)驗(yàn)操作難度，同時(shí)又可以避免在彈簧測(cè)力計(jì)行進(jìn)過(guò)程中讀數(shù)，從而提高讀數(shù)的準(zhǔn)確程度。

圖3