1、1在高中物理教学中培养学生自主提出问题1.3 培养学生学会自主提出问题，有利于培养学生的自主学习能力 学生提出问题的过程，有助于学生独立思考，有助于激发学生的内在动力，使学生的主体作用得到最大程度的发挥，从“要我学”转化为“我要学”.因此，在教学中应不断探索各种教学模式，丰富调动学生学习的手段，从一味施加外在压力转变为更多地注意学生的内在需要，让学生把学习的动机与学习的成就联系起来，让学生真正体会到学习物理的乐趣，学会自主提出问题，学会总结反思，实现学习上的自我调控，有目的有步骤地培养学生的自主学习能力. 2 在教学中如何培养学生自主提出问题 2.1 通过在教学中渗透物理学史，培养学生提出问题
2、的意识 纵观物理学史，每一个阶段性进展几乎都是从提出问题开始的.因此，可以合理剪裁一些物理学史片段，融入高中物理课堂教学，让学生领悟前辈物理学家在科学研究过程中是如何发现问题、分析问题、提出问题的，从而培养学生提出问题的意识. 例如，在“行星的运动”一节的教学中，指导学生学习开普勒三定律时，可以适当加入一些开普勒的研究过程： 1601 年，第谷去世了.面对第谷留下的丰富而又精确的观测数据，开普勒开始以全部的精力进行整理、研究.其中在找寻火星的轨道时，他在一年半时间里经过 70 多次艰巨的思索、计算，按照“匀速圆周运动”的2传统思路反复比较了托勒密、哥白尼、第谷的理论路径与第谷的实测数据，并且提
3、出各种偏心圆形轨道的设想方案，但是最好的结果误差仍达8 角分之多，而第谷的最大观测误差只有 2 角分. 开普勒深信第谷的一丝不苟的工作态度，他确信第谷的观测数据是精确的.不过，2000 多年来，无论是地心说还是日心说，人们坚信天体所做的运动是神圣的、简洁的、完美的匀速圆周运动，这一传统理论也深深地影响着开普勒.在经历了无数次的失败后，尊重事实的开普勒开始痛苦地提出问题：行星的轨道不是“圆的” ，行星的运动不是“匀速(速率改变)”的，那么，行星的运动轨道到底是什么样子的呢？难道会是椭圆？在提出问题的基础上，经过新的假设和验证，以丰富的想象力和杰出的数学才能，开普勒于 1609 年在新天文学一书中
4、提出了他的第一、第二行星运动定律(椭圆轨道定律、等面积定律).至此，六颗行星各自的运动规律都找到了. 开普勒并不满足于已经取得的伟大成就，想到六颗行星都是在围绕太阳转，面对每颗行星到太阳的平均距离和周期这些看似凌乱的六组数据，他又开始进一步提出问题：太阳的这六行星之间有没有什么内在的联系呢？从这六组数据出发，能不能找出某种联系整个太阳系的简单数学法则呢？ 明确了一个有价值的问题后，经过十年左右的艰苦探索和计算，开普勒终于解开了这个谜：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即 a3T2=k.这就是 1619 年在宇宙的3和谐一书中提出的第三行星运动定律(周期定律)
5、.这样，简明的数学结论代替了过去地心说、日心说的复杂体系模型.开普勒被称之为“太空立法者”. 讲到这里，教师可以在开普勒三定律的基础上引发学生提出新的问题(一定要让学生自主地提出来)： (1)a3T2=k 中的 k 是一个常数，为什么六颗行星有着这样一个共同的常数呢？ (2)为什么行星能够绕太阳运动呢？向心力是什么力提供的？这种力的大小跟什么因素有关呢？ 这就是开普勒三定律背后所蕴藏的极其重大的“天机”.建议学生预习下一节：万有引力定律的发现过程. 2.2 通过方法引导，帮助学生学会自主提出问题 在高中物理教学中，培养学生自主提出问题，可以从对现象和事实的分析，从对实验数据的分析，从理论的逻辑
6、分析等多个方面出发，指导学生发现问题，经过充分分析思考，抓住问题的本质，从而提出高质量的问题. 2.2.1“电动势”教学片段一 演示实验： 如图 1 所示，用 4 节干电池(6 V)和 3 节铅蓄电池(6 V)分别点亮四盏并联的小灯泡，可以观察到如下现象： (1)用干电池做电源，在一一闭合四个开关的过程中，小灯泡的亮度在变暗. 4(2)用铅蓄电池做电源，在一一闭合四个开关的过程中，小灯泡的亮度几乎不变. 帮助学生从对实验现象的分析中自主提出问题：发生这种现象的原因是什么呢？外电路没有变化，看来原因在电源，这种电源的内部有什么区别呢？ 2.2.2“电动势”教学片段二 实验探究： 如图 2 所示，
7、剖析一个铅蓄电池. 电池的结构：两个极板(正极板 a 为氧化铅，负极板 b 为海绵状铅)，置于 22%28硫酸溶液中.其中 c、d 为插入负极内侧附近和正极内侧附近的两根探针. 用电压表测量 a、b、c、 d 两两间的电势差，将电压表的读数填入表 1. 表 1Uab/VUad/VUdc/VUcb/V2.221.5900.63 帮助学生从对实验数据的分析中自主提出问题：在电源内部，电势提升了 2.22 V，而且是从负极b 到负极内侧附近 c、从正极内侧附近 d 到正极 a 电势有两次提升，那么，是什么原因造成了电势的两次提升呢？ 理论分析：如图 3 所示，金属电极与电解液发生了化学反应，因此，可
8、以认为是由于化学作用(非静电力作用)，使得正电荷从负极移到负极附近、负电荷从正极移到正极附近，引起电源内部电势的两次提升.非静电力移动电荷做功，把其它形式的能转化为电能. 实验探究： 5改变电极的材料，更换电解液(水果电池)，如图 4 所示. 自主提出问题 帮助学生从对实验数据的分析中自主提出问题：改变电极的材料，更换电解液，发现在电源内部电势提升的情况就会不同，也就是说，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，不同的电源非静电力做功的多少不同，相应电势能增加的多少也不一样.这说明电源把其它形式能转化为电能的“本领”大小不一样.那么，能不能从非静电力做功的角度，建立一个新的概念来描述电源
9、的这种“本领”大小呢？ 在以上质疑的基础上，电动势概念的建立就水到渠成了：电源内部单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功叫做电源的电动势，即 E=W非 q. 2.2.3“经典力学的局限性”教学片段 学完牛顿的三个运动定律和万有引力定律后，从地面上物体的运动到天体的运动，经典力学在广阔的领域里与实际相符合，充分显示了经典力学的魅力. 正当学生对经典力学叹为观止时，教师可以列举 “水星近日点的进动” 、 “ 子穿越大气层” 、 “电子的衍射”等实例，让学生意识到 17 世纪建立的经典力学只在低速、宏观、弱引力时适用，而遇到高速、微观、强引力的问题时，只能用 20 世纪建立的相对论和量子力学来解决了，它们的关系如图 5 所示. 接下来，教师帮助学生从理论的逻辑分析中自主提出问题：当物体的运动速度远小于光速 c 时，相对论物理与经典物理学的结论没有差别；6当“普朗克常量”可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论也没有差别.这说明相对论和量子力学(新的科学)都没有否定经典力学(过去的科学)，过去的科学可作为某些条件下的特殊情形，被包含在新科学之中.那么，相对论和量子力学又是哪一种更广泛理论的特殊情形呢？ 我们现在还不知道 教师带领学生一起诵读费曼的话： 我想知道为什么 我想知道为什么 我想知道为什么我想知道为什么 我想知道究竟为什么我非要知道为什么我想知道为?
