周陶

【摘    要】本文以密度教学为例，阐述如何通过问题驱动引导学生，让学生经历探究和解决问题的过程，总结出密度的概念。学生通过经历与科学家相似的探究过程，习得科学的探究方法，領悟科学思想，掌握科学思维，同时感受到科学探究的乐趣。

【关键词】问题  密度  情境

中图分类号：G4     文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.13.164

一、问题驱动教学法及其优势

亚里士多德曾说：“思维是从疑问和惊奇开始的。”“问题”往往指向的是事物的矛盾，能激发起人们思想的火花。问题驱动教学法是一种以学生为主体，以各种问题为学习起点，以问题为核心规划学习内容，让学生围绕问题寻求解决方案的一种教学方法。教师在此过程中的角色是问题的提出者、课程的设计者以及结果的评估者。问题驱动教学法能够提高学生学习的主动性，提高学生在教学过程中的参与度，容易激起学生的求知欲，活跃其思维。该方法适合将问题作为课堂教学驱动力，并以问题为导向进行教学活动，可以有效地激发学生的兴趣，引起学生的思考，使学生思维得到训练。

二、教学过程

环节1：导入——以活动为载体，引起学生的思考

课堂一开始就让一个强壮的男同学和一个女同学举哑铃比赛，其中女同学的为塑料哑铃，看在相同时间内谁举得多，结果女同学胜出。

【师】为什么强壮的男同学会输呢？老师先卖个关子，只要同学们认真学习今天的内容就能找到答案。

环节2：科学探究——经历科学探究过程，像物理学家一样思考

【师】提出问题：根据经验我们知道同种物质质量越大体积越大，那同种物质质量与体积有什么关系呢？

【生】猜想与假设：同种物质质量与体积成正比。

【师】请同学们设计实验验证猜想，小组合作讨论。

【生】设计实验，交流讨论。

【师】组长进行分工，完成实验，收集数据。

设计意图：这里只测量质量和体积，并没有直接让学生计算M/V的比值，目的是想让学生体会真实的科学探究过程，因为天平存在较大误差，所以不容易从数据中直接得到结论，学生遇到困难，正好引导学生思考其他方法寻找质量和体积的关系。

【师】展示学生数据，请同学们观察数据有没有什么问题？

【生】这个数据太整齐，有些假。

【师】请该同学阐述数据的由来。

【生】当时测量结果出来后，体积变大两倍，但测量的质量与两倍相差较大，所以修改了实验数据。

【师】这是探究性实验，应该由实验数据到结论，而不应该由结论到数据，我们要尊重实验结果，检查是不是实验操作有错误。如果实验操作没有错误，那可能是什么原因造成的呢？

【生】天平是一种粗略的测量仪器，会有较大的误差。

【师】我们一定要重视这些差异，不能篡改实验数据，19世纪末英国物理学家瑞利在测量氮气的密度时也出现了偏差，但他并没有放弃这个偏差而是执着地研究下去，最后发现了氩气，获得了1904年的诺贝尔物理学奖。

设计意图：学生犯错并不可怕，但要让学生及时纠正错误，让学生错中学，这样才能印象深刻，培养追求真理的科学探究精神，起到很好的育人功能。

【师】展示三组不同物质的真实实验结果，请分析不同物质的实验结果，有什么规律，可以得到什么结论？

【师】有什么方法可以更清晰地展现两个物理量之间的相关性呢？

【生】可以用数形结合的思想，采用图像法处理数据。

【师】在坐标纸上做出V-m图像

【师】展现三种不同物质的V-m图像，同学们分析图像后得到什么结论？

【生】同种物质质量与体积成正比。

【师】那m/v能表示物体的什么性质呢？

【生】表示单位体积物体的质量。

【师】当单位体积物体的质量越大时，物体越密实，我们就把物质的质量与体积之比叫做密度，用符号ρ表示。这种定义物理量的方法叫什么？

【生】比值定义法。

【师】用比值定义法定义的物理量往往反映物质最本质的属性，不随定义物理量的大小变化而改变。那ρ与m、V是什么关系，能不能说质量越大密度越大呢？

【生】密度与质量没有关系，是物质的一种性质，不能说质量越大密度越大。

环节3：课堂练习，巩固提高

【师】现在到了解密时间，为什么强壮的男生会输呢？请该男生试一下女生的哑铃。

【生】这个哑铃是用塑料做的。

【师】原来这两个哑铃虽然形状外形是一样的，但女生的哑铃是用塑料做的，男生是用铁做的。接下来请同学们算一下哑铃质量分别是多少？哑铃体积约4×10-4m3，已知ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ木=0.05×103kg/m3，试计算两种哑铃的质量。

设计意图：前后呼应，使问题形成链条，环环相扣，让学生恍然大悟，感受深切。

环节4：应用推广，解决实际问题

【师】这里给我们提供了一种鉴别物质方法，当两种物质从外观、气味、软硬无法区别时，可以测量其密度进行区别，老师最近买了一个银戒指，但怀疑这个银戒指不是纯银的，请同学们帮老师鉴定一下？

【生】可以通过测量戒指的质量和体积计算密度，然后和密度表中银的密度进行对比，如果一样则为纯银的，如果不一样则不是纯银的。

【师】但我的戒指是不规则的形状，无法用刻度尺直接测量其体积，那怎样测量其体积呢？这个问题留给大家课后讨论，下节课回答这个问题。

设计意图：用实际情境问题引起学生兴趣，学以致用，解决实际问题，同时又通过问题，引申到下节课的内容。

三、反思与讨论

1.恰当运用问题链，解决真实情境问题，培养了学生的科学思维。本次教学设计中，设计了一系列相互关联、层层深入的驱动型问题，引发学生思考，经过科学探究，问题解决，归纳分析，最后得出同种物质质量和体积的关系，揭示了学习过程及思维方法，使其在分析和解决问题的过程中习得知识，提升素养。

2.抓住教学环节中出现的情况，深挖其教育功能，落实学科核心素养。物理教学应追求让学生在真实情境中获取学科知识，训练思维，锻炼能力。在教学设计中各个教学环节相辅相成，各有侧重地培养学生不同维度的核心素养。特别是在有同学篡改数据时引入我们科学探究应该遵循的原则，使学生获得很大的触动和启发，培养了学生追求真理的科学探究精神，起到了很好的教育功能。