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“串反并同”意即在电路中，当某个电阻的阻值发生变化时，凡是与该电阻串联的用电器（含电表）的电流、电压和电功率的变化趋势与该电阻阻值的变化趋势相反，凡是与该电阻并联的用电器（含电表）的电流、电压和电功率的变化趋势与该电阻阻值的变化趋势相同。
2 “串反并同”规律的由来
如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，当滑动变阻器R由上而下滑动时，试判断灯泡L的亮度、电流表和电压表的示数以及定值电阻R0的电流、电压、电功率如何变化？
分析：当滑动变阻器R由上而下滑动时，它被连入电路的电阻变小，灯泡支路的电阻R1＝R＋RL减小，则R外＝R1R0/（R1＋R0）＝R0/（1＋R0/R1）减小，由闭合电路欧姆定律：I＝E/（R外＋r）知，通过电源的电流I增大，那么U内＝Ir必定增大，U外＝E－U内减小，通过定值电阻R0的电流I0＝U外/ R0减小，它两端的电压U0＝U外减小，其电功率P0＝U02/R0减小；通过灯泡支路的电流I1＝I－I0是增大的，电流表的示数增大；灯泡两端的电压UL＝I1RL是增大的，则电压表的示数增大，灯泡的功率P＝I12RL增大，其亮度变亮。
可见，当滑动变阻器R连入电路的电阻变小时，与之串联的灯泡的电流、电压、电功率增大，电流表、电压表的示数增大；与之并联的定值电阻R0的电流、电压、电功率均增大，所以在此将其总结为“串反并同”。
3 “串反并同”规律的应用
3.1 在全电路动态分析问题中的直接应用
例1 如图所示电路中，A、B、C、D是只相同的电灯，当滑动变阻器的滑键上滑时，各灯的亮度怎样变化？
解析 首先判断A、B、C、D四只电灯与滑动变阻器的连接方式，其中B、D与滑动变阻器串联，A、C与滑动变阻器并联。据“串反并同”知，当滑动变阻器的滑键上滑时，它被连入电路的电阻增大，那么与之串联的B、D电灯的电流、电压、电功率随之减小，与之并联的A、C电灯的电流、电压、电功率随之增大，而电灯亮度的变化取决于其电功率的变化。因此，当滑动变阻器的滑键上滑时，电灯A、C变亮，电灯B、D变暗。
3.2 在全电路动态分析问题中的间接应用
例2 如图所示电路中，当可变电阻R的阻值增大时
A．UAB增大，IR增大；
B．UAB减小，IR减小；
C．UAB减小，IR增大；
D．UAB增大，IR减小。
解析 结合电路图和选项，我们设想在
A、B两点并联一个电压表，在可变电阻R所在支路串联一个电流表，那么，当可变电阻R的阻值增大时，根据“串反并同”规律知，与之并联的电压表示数增大、与之串联的电流表示数减小，因而UAB增大，IR减小，选项D正确。
3.3 在电路故障分析中的应用
例3 在如图所示的电路中，灯泡A和B都是正常发光的。忽然B灯比原来变暗了一些，而A灯比原来亮了一些。试判断电路中什么地方出现了断路故障?
解析 a.断路（相当于该处电阻增至无穷大）使电路中电阻增大。
b.B灯比原来变暗，说明B灯中电流减小，根据“串反并同”规律，断路处必定与B灯串联。
c.A灯比原来变亮，说明A灯中电流增大，根据“串反并同”规律，断路处必定与A灯并联。
根据以上分析可知，R2出现了断路故障。
可见，利用“串反并同”规律处理具体问题，关键在于深刻理解“串反并同”规律的具体含义和判断电路中的元件与可变电阻的串、并联关系．只有这样，才能熟能生巧，才能提高分析、解决问题的能力。
练习
1．在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P自a向b滑动时
A．电压表示数变大，电流表示数变小；
B．电压表示数变小，电流表示数变大；
C．电压表示数变大，电流表示数变大；
D．电压表示数变小，电流表示数变小。
2．在如图所示电路中，当开关断开时，各灯亮度变化情况正确的是
A．L1变亮，L2变亮；
B．L1变亮，L2变暗；
要教会学生逐步研究问题的方法
教会学生根据实验课题确定研究的方法和实验步骤，并在操作过程中给与方法的指导，从根本上提高学生的探索能力.例如，研究滑动摩擦力的实验，可以先引导学生思考滑动摩擦力可能跟哪些因素有关.让学生自己分析，不要加框框，不要一下子就报书本上的分析和盘托出.对于学生分析过程中出现的差错要因势利导.当众多因素分析出来以后，教师可传授学生常用的研究方法：只让其中一个因素改变，而保持其他因素不变，观察摩擦力跟这个被改变的因素的关系.至于哪一个因素改变，可以让学生自行确定.然后，再引导学生对照课本上所写的步骤实验.经过这样改革后，使学生了解到书本上的步骤原来有一般规律可循，同时也可以使学生初步尝试到，即使课本上不写明，自己也有能力确定步骤.
该段论述中的研究方法就是控制变量法，不过没有给其命名.
综观本世纪之前的各种版本初中物理教材，跟研究滑动摩擦力相类似的实验，都有编者按照控制变量法思路预先编好了实验步骤，学生只要按照既定步骤操作就达到了当时物理学科教学大纲的目标，不需要学生了解这些步骤的由来，更不需要学生自己来设计实验步骤.显然，当时初中物理教学的重点是放在由实验得出的知识结论，至于得出结论的实验所蕴含的哲理和内涵那是纲外之物，未作重点要求.
久旱遇甘霖，长夜见曙光.直到本世纪初出版的初中物理教材，控制变量法等多种科学方法在教材中正式亮相，并作为学生能力培养的重要目标要求.初中物理实验教学中有众多实验探究采用控制变量法，但直到在探究影响电阻大小的因素活动中，才出现控制变量法五个字的初步定义.教材简介了该科学方法的定义、作用，并要求回顾曾探究哪些实验活动用到此科学方法.
2 初中物理控制变量法重点应用荟萃及典例剖析
初中物理教材中主要有13个重点实验探究活动，运用了控制变量法研究.其应用之广，影响之深，作用之大是各种科学研究方法所望尘.现罗列如下：（1）探究滑动摩擦力大小的因素；（2）探究压力作用效果与那些因素有关；（3）探究影响液体内部压强大小的因素；4.探究影响浮力大小的因素；（5）探究动能的大小与哪些因素有关；（6）探究重力势能的大小与哪些因素有关；（7）探究影响导体电阻大小的因素；（8）探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（即欧姆定律）；（9）探究影响电流做功多少的因素；（10）探究影响电流热效应的因素；（11）探究电磁铁的磁性强弱与那些因素有关；（12）探究磁场对电流的作用；（13）怎样改变感应电流的方向.
怎样才能做到有的、有序、有机、有效地运用控制变量法呢？
第一，要明确研究对象的物理量.从数学视觉看，这个物理量就是应变量.例如，压力的作用效果就是压强的大小；电流的热效应就是电热的多少.
第二，要排出影响应变量大小的其它物理量.从数学视觉看，这些物理量就是自变量.特别应注意，对运用控制变量法的自变量至少两个.例如，影响电磁铁磁性强弱的因素主要相关电流大小和线圈匝数，就有两个因素；影响电流做功的因素有电压、电流、通电时间三个因素.
第三，要在前两步的基础上，采用“一对一”原则研究应变量和各个自变量的关系.所谓“一对一”原则，即确定应变量和某一自变量是否有关系，有怎样的关系时，必须控制该自变量以外的变量保持不变，只改变这个被研究的自变量.例如，在探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（即欧姆定律）时，应变量就是电流I，自变量就是电压U和电阻R，探究活动就可以分两步进行.一步是保持导体电阻不变，改变导体两端电压，观察导体中的电流随电压的变化而变化；另一步骤是保持导体两端电压不变，改变接入导体的电阻，观察电流随电阻的变化而变化.
第四，逐一研究后进行归纳 ，找出应变量跟有关自变量的关系.上述实验中，只有第8个实验得出欧姆定律的定量关系.其余探究活动得出都是定性结论.不过，第9个电功W和第10个电热Q实验得出定性关系后，教材用“进一步研究证明”“大量实验研究发现”将定性结论上升到定量关系.
上述四步中，难度最大的是第二步.如果在猜想和假设中排出了很多看是相关的自变量，解释不好，就有可能降低教学效果，甚至出现该课堂教学失控，致使第三步“一对一”分步骤实验大费周折，这要引以为戒.教师课前备课时，要作充分估计，预先想好应变解释措施.猜想和假设时，要有的放矢引导是关键.还有一类猜想的自变量是相互关联的物理量，它们和应变量都有关系，但不需要都介入作为自变量处理，收拾哪个作为自变量，很有讲究，教者或许难以驾驭，本文第三部分将专门讨论这个问题.
下面举几个实验案例，简要说明一下控制变量法的应用.
案例1 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（即欧姆定律）
职高生相对于普通高中生来说一般学习基础较差，知识缺漏多，学习主动性差，自卑心理强，上进心不足，为了彻底改变这一不良状况，作为教师首先要对其加强励志教育，做好耐心细致的思想教育工作，建立融洽的师生关系，真诚相待，主动和他们交知心朋友，不歧视，不训斥。同时要对其加强学习目的教育，从而进一步激其斗志，引导其端正态度，矫正学生的厌学心理，唤醒他们学好物理的积极性和主动性，培养他们学习物理的兴趣。
二、明确目标，端正态度，因材施教
依据职业高中物理教学要求和教学规律，物理教师要明确教学目标，端正教学态度，正确把握教育思想，着力强调基础教育，坚决克服片面追求升学率思想的影响，改变一切围绕升学有望学生转的错误做法，把目光转移到大多数学生身上来。在教学活动中教师既要眷顾拔尖生，又要兼顾中下游学生，要严格按照大纲、教材的内容教学，不超纲要求，不任意加深、加难教学内容，不贪多求全，不加快进度，不频繁考试，不制造人为分化，要着力改变课堂教学枯燥乏味、教学方法陈旧、满堂灌、黑板上做实验的模式，进一步增强教学的趣味性、艺术性，使学生时时有新发现的感觉，从而进一步培养学生学习物理的兴趣。
具体做法是：密切联系生活、生产实际，以一些新奇实例引起学生共鸣，激发兴趣；发挥实验的作用，引起学生的好奇心；开展以小实验、小制作、小竞赛为内容的第二课堂活动；尽量采用多媒体教学投影模型等先进直观的教学手段等。
通过这些手段，让学生充分参与到教学实践活动中，从而进一步增强学生自觉动手的能力，并激发学生学习的兴趣。为了达到这个目的教师在教学中要按学生实际水平制订教学计划，设计教学方案，认真听取他们的意见，给予他们施展才能的机会，使他们在学习中发现问题、提出问题、解决问题。通过学生的回答与补充，教师的点拨和总结，使学生能积极地动脑思考，动口表述，动手操作，使兴趣由分析问题得到强化，由解决问题得到稳定。
三、注重学法指导，加强能力培养
根据教学内容和学生的实际，教师可开设学法课，通过举办学法讲座，矫正学生学习的不良习惯，灌输学习技法和窍门，改变死记硬背的坏习惯，引导他们课前根据学习目标预习教材：在复习、掌握教材的基本概念、原理的前提下完成作业；在掌握原理、步骤及注意事项的基础上进行实验操作；按照就近、自愿的原则，养成好学生帮中差学生的习惯，组织以计、读、做、算、绘等基本技能为内容的各种竞赛活动，使学生所学知识得到巩固，思维能力得到培养，实作能力得到提高。
四、教辅结合，挖潜提效
为了进一步挖潜提效，激发学生学习物理的自觉性、主动性，提高他们的动手能力和创造性，教师在教学实践中要做到教辅结合，要采取统一授课、分组练习、分别辅导的方法进行教学，具体要做到“五多一先”：多鼓励、多提问、多板书、多检查、多辅导，先批改作业。针对不同层次的学生在课堂练习、布置作业和考试命题时要提出不同层次的要求。与此同时，教师还要办好辅导班，帮助学生消化书本知识，帮助解答疑难，指导解题方法，及时补齐知识上的缺陷。教师在日常教学工作中要有的放矢地抓住学生的闪光点，为他们创造成功的条件和机会，保证他们在学习活动中的平等地位，同时要采用各种形式或途径，进行表扬鼓励，实行激励评价，激起他们的成功欲望，使他们能品尝到成功的喜悦，唤起他们的自信心，使他们学有目标，赶有方向，逐步提高。通过这些途径，以知识为载体，从“以人为本”的思想出发，来进一步培养和提高学生求知欲望，使学生从自己的进步中看到自己的潜力，从而重新认识了自己。
五、采用多种教学方法，降低学习难度
1 关注迁移能力的考查，努力触及本质
知识的迁移能力既基于又超越知识的简单重现.这里所说的迁移不是一般意义上的由此及彼，而是指向物理本质的迁移运用.这一方面有些情况是喜人的，例如近年的考题中，对“效率”知识点的考查范围已经不再局限于机械效率，能够考查出效率的真实含义.但有些知识点，迁移的触角尚未触及或触及不深.
例如最基本的单位换算，通常的考查方式容易让学生对某个单位进行简单换算，如长度单位换算考查侧重点一般就是不同长度单位间的换算，电流单位换算考查侧重点也一般就是电流.而事实上，对于大多数单位的换算而言，关键在于弄清国际单位制中，某物理量的基本单位前面所加的“词冠”的含义：兆、千、分、厘、毫、微、纳等，并且要弄清它们之间的关系，掌握了这一关系，则单位换算的关系便不再孤立、单一，即使遇到陌生的单位，只要看到词冠，也能知道换算关系.
本题中最后一个空格的编制便能体现这样的意图：“步”不是一个真实的物理意义上的单位，但类似于步的单位在生活中常用，如用人的拇指与食指指尖距离、两手臂伸直后两手之间的距离等.当考查的视角从物理单位的换算扩大到日常所用单位的换算，我以为能考查学生头脑中有无词冠关系的意识与能力，从而将单位换算的教学引向本质.
复合单位亦是如此，一个物理量的单位若是复合单位，则其决定于此物理量的定义式，上题中第二个空格即可考查学生是否认识到这一点.我们甚至还可以更进一步：基于学生熟悉的物理量给出一个陌生公式，让学生推导这个新物理量的单位，在这样一个更为陌生的情境里，可以更好地考查学生是否熟悉复合单位的由来.
沿着这一思路，用比值法定义的物理量及相应物理量的意义等，也同样可以考查学生的迁移能力.例如，在学习重力的时候，我们可以在复习了速度、密度物理意义的基础上，让学生先自行尝试说出g的物理意义.这同样可以培养学生的迁移能力.
2 关注发散能力的考查，为了亲近智慧
考查知识的发散能力其实就是考查学生的发散思维，可是由于应试压力，物理教学容易囿于教材，日常教学中较难以实现.
以“比较物体运动快慢”为例，初中阶段一般强调比较物体运动有两种方法：相同路程比时间；相同时间比路程.很多课堂上一般都是这样的情形：得出速度定义后引导学生发现，物理上用的速度其实就是“相同时间比路程”，所用的措辞一般也是“我们物理上规定，用单位时间内通过的路程来比较物体运动的快慢”.那为什么不用“相同路程比时间”呢（即速度公式变成v=ts）？教师常用“有兴趣的同学课后继续研究”或“我们物理上就这么规定的”之类的话带过.
对于高中生，解释通常是这样的：一个物体一段时间内位移可能为0（物体运动一段时间后回到出发点），则用公式v=ts便会出现分母为0，分式无意义的情形.而对于初中生，是不好这样解释的，但这个问题又无疑又是值得研究的，只好另想办法.
题目编制 小华是一个爱思考的学生，他想：既然用“相同路程比时间”也可以比较物体运动的快慢，为什么不用v=ts来作为速度的表达式呢？就这个问题他去请教老师，老师说：“假设某物体静止了10 s，你用v=ts计算试试，看会出现什么情况.”请你帮小冬写出计算过程，并说明用此式作为速度表达式的不合理之处.
（提示：数学分式有意义的条件.）
静止是运动的一部分，是物体运动快慢中慢的极限，当然也在初中生的思维能力之内.本题选取静止这一情形，利用分式中分母不能为零，来证明公式v=t/s实际上是不能用来比较物体运动快慢的.
这样的题目对于学生而言，延伸了课堂的长度与思维的宽度，既可以满足学生思维的需要，从而开拓学生的思路，又能完善学生的认知体系，有利于真正培养学生的发散思维能力；对于教师而言，也可以引领教师形成走出教材的意识与能力，是一种积极作用.
3 关注物理学史的考查，一手牵着哲学
物理源头在古希腊哲学，物理学行走至今，从来没有离开过哲学.但，当下教学并不能很好地体现这一点.
题目编制 17世纪英国著名哲学家培根曾有名言：知识就是力量.对于生活在今天的我们，这句话是恰如其分的，因为知识的力量已经并将继续强烈地改变我们的生活.下面选项中不属于推动社会进步的科技力量的是
A.牛顿第一运动定律的发现，使得人们能够准确地判断宏观物体的运动
B.原子裂变的发现使得人们利用原子能发电
C.原子弹的制造使得人们可以掌握更为先进的杀伤性武器
D.欧姆定律的发现使得人们可以更有规律地利用电
【中图分类号】G622 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）031（b）-0136-01
物理新课程标准把“情感、态度与价值观”作为课程最重要、最核心的目标之一，与知识和技能、过程与方法一起作为课程的三维目标。情感、态度与价值观的渗透，对教学和学生学习知识有一定的导向和激励作用，决定学生认知水平和发展方向。
1 研读《课标》要求。领会情感、态度与价值观的重要意义
教师在教学过程中对教学中的“知识与技能”“过程与方法”相对来说比较重视，因为在应试教育的体制下，教师没有时间和过多的精力放在学生情感、态度与价值观的教育上，也有教师在教学中根本就不知道所谓的情感、态度与价值观的要求，何为渗透呢？其实是避重就轻了。学生在形成正确的人生观，积极的学习态度和良好的学习习惯都是情感、态度的教育，这些都是做人的基础，学习动力的方向。让学生感受到每一个物理概念和规律的由来，又深深地对物理学家探索科学之路的艰辛历程所感动，从而增强对物理的情感和历史责任感。通过生活中的实例来学习物理，学会如何学习，如何探究，养成事实求是的科学态度，具有一定的创新精神。让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生有终身探索的兴趣，客观的认识世界、发展世界。《标准（2011年版）》促进了教师的教学研讨和反思，促进了教师的专业发展和全面发展，新的理念已成为教师工作的“航标灯”，引领物理教学向前、更高的发展，也让物理教学焕发出勃然生机。
布鲁纳认为：“学习者在一定的问题情境中，经历对学习材料的亲身体验和发展过程，才是学习者最有价值的东西。”现代教学理论认为，“问题情境――建立模型――解释、应用、拓展”的基本教学模式，是课堂教学的主要形式。因此在进行教学设计时，问题情境的创设显得尤为重要，它将直接影响学生的学习活动，影响课堂教学效率。适宜的问题情境将撬动学生的思维，不断维持学习动力，促进学生主动学习，提高学习质量，从而提高教学效率。下面结合自己的教学实际，就如何创设良好的问题情境，谈谈自己的一些粗浅认识。
一、问题情境的概念界定
问题情境是指教师利用各种教学手段，有目的、有意识地创设各种教学情境，促使学生去质疑、问难，从而主动地进行学习与探究。它是一种具有特殊意义的教学环境，它并不是教师通过语言、教材或其他教学手段向学生呈现明确的问题，而是通过一些事例、实验或其他学习材料设置具有一定难度且力所能及的学习任务。它的核心是引出新问题，促进学生积极产生思维动机，从而主动投入学习中。
创设适宜的问题情境的主要作用表现为：（1）适宜的问题情境极大地激发了学生的学习兴趣，使其明确学习目标，积极主动地参与学习。（2）通过问题情境，引出问题、提出猜想、展开讨论及探究，有利于培养学生问题意识、质疑及科学探究能力，提升学生的综合学习能力。（3）适宜的问题情境，能帮助学生理解掌握所学知识，有助于对所学知识的自我建构，并将所学知识应用于实践，提高学生的综合科学素养。（4）适宜的问题情境，使我们的学习有了积极的情感体验，对提高学生的学习效果有着重要的意义。
二、问题情境创设的原则
通过创设问题情境引发学生提出问题，从而进行探究性的学习，这是一个重过程、重探究、重能力的教学活动，它的教学设计具有很强的针对性，对课堂的动态生成有着很好的预设。因此，在创设适宜的问题情境时，教师应遵循以下原则：
1.“学为中心”的原则
学生的学习是在已有的经验认识和知识的基础上，通过与外界的相互作用来构建的。问题情境的创设必须从学生的生活经验及原有认知出发，既注重学生对知识的学习建构，又突出学生能力的提升，培养学生的综合科学素养。在实际教学中，从问题的提出到解决，最后到科学知识的建构，始终以学生的学为中心，引导学生观察思考、分析讨论、归纳提升。
2.方向性原则
适宜的问题情境必须把学生的思维引到“要点”上，引出关键问题，明确学习目标及内容，完成学习任务。学生在教师创设的问题情境中展开积极主动的学习，使整个课堂教学有的放矢。
3.科学性原则
适宜的问题情境必须是反映或揭示科学知识、规律及事物的本质，必须是符合科学规律的，切合生活生产实际，不能脱离实际，违背科学。
4.循序渐进原则
适宜的问题情境要有合理的程序性和梯度性。要根据教学内容及学生认知及思维水平特点，把一些复杂的问题情境设计成多个不同梯度的问题情境；不同的学生，同一教学内容可以创设不同的问题情境；使我们的课堂教学由易到难、由浅入深、由表入里的循序渐进的展开。
三、创设问题情境的具体途径
1.巧设实验，激发学生的探究欲望
科学是一门以实验为基础的学科。在教学实践中，教师要善于利用各种实验，创设寓教于乐的问题情境或再现知识的形成过程。各种灵活多变、新颖有趣的实验激发了学生的学习兴趣，能够引导学生主动进行科学探究，帮助学生理解掌握所学知识。例如，在《滑动变阻器》的教学中，用铅笔芯做一个简易的变阻器调节小灯泡的亮度，从而引导学生理解变阻器的原理及作用。又如，在氢氧化钠能与二氧化碳反应性质的教学中，我就设置了如右图实验，学生看了后自然很好奇：气球为什么会变大？学生自然会想到是由于瓶内外气压的变化引起气球膨胀的。那么气压为什么会变化呢？学生马上会提出问题：烧瓶内的二氧化碳气体是溶入烧碱溶液，还是与烧碱溶液发生了化学反应？引入探究：如何检验二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应……该情境的创设激发了学生的学习兴趣和探究欲望，有利于驱动学生提出问题，并积极进行思考，启发了学生的创造性思维，有利于教学目标的达成，教学效果良好。
【案例】阿基米德原理
传统课堂教学得到阿基米德原理的实验方法是“排水法”，即把物体浸入水中，将排开的水收集起来，测出其重力，发现排开水的重刚好等于浮力的大小。这个实验简单，也很巧妙，但学生在探究浮力大小的过程中，起初很难将浮力的大小与排开水的重联系到一起。为此，我创设了如下的实验情境：找两个相同气球（轻薄），其中一个里面装满细沙，另一个装满水，控制好装满细沙或水后两个气球的体积相同，分别挂在弹簧秤下慢慢浸入水中，直到浸没。学生发现随着气球慢慢浸入水中，弹簧秤的读数越来越小，且装满水的气球浸没水中后，弹簧秤的读数为零。根据上述实验现象分析比较浮力大小，思考浮力大小可能跟什么因素有关？进而引导学生将浮力大小与排开水的重力之间建立联系，再用“排水法”进行验证，得出阿基米德原理。
2.游戏为伴，培养学生的学习兴趣
美国教学学者杜威建议：最好的学习方式是玩中学。游戏是儿童的天堂，教师要根据学生心理特点，结合教学内容，设计各种游戏，创设教学情境，寓教于乐，让学生在“玩乐”中完成科学的探究，在体验中获得了新的知识，发展了合作学习的能力，挖掘了学生学习的潜力，真正做到“玩中学、学中玩”。例如，在《密度》的教学实践中，我设计了如下游戏活动：给每个小组准备一个牛皮纸袋，里面装有许多大小形状相同的泡沫、塑料、木块、橡胶、铝、铁、铜等物块（物块表面用纸包裹粘贴）。请学生们从中摸一个物块出来，并猜猜该物块是什么，最后剥开外层纸看看自己究竟猜对没有。活动结束后学生交流讨论判断物块的依据有哪些，从而引导学生认识相同体积的不同物质质量不相同的这一特性，即密度。
【案例】时区
在教室外的一块空地上，让班级中24个学生手拉手、面向外，背对中心围成一个圆圈。这个圆圈代表球。学生可以围绕圆心匀速转动。再请几位同学手拉手排成一字形，他们离开这个圆圈有一定的距离，面向这个圆圈。以他们的目光代表太阳发出的阳光。
当圆圈转动到某一时刻，有的同学正对太阳光，有的同学侧对太阳光，有的同学背对太阳光，有的同学侧背对的太阳光。请学生思考：
在什么位置是白天的中午12点？在什么位置是夜晚的12点？在什么位置是早晨6点？在什么位置是晚上6点？上午9点的位置大约在哪里？下午3点的位置大约在哪里？晚上9点的位置和凌晨3点的位置大约在哪里？
再请同学说说自己所处的位置大约是几点。
教师可以用一根长的绳子，请任意两个同学拿住它的两端，这表示两个同学在打电话。请其他同学说出他们分别在当地的什么时间打的电话。
如果一位公司职员上午8点给一位在国外的朋友打电话，而这个朋友接电话的时间是当地的晚上10点，那么我们应该将绳子的两端给哪两个同学？
通过这一游戏活动，使得全班同学都能感受到世界各地的时刻为什么不同，所以有必要按照一定的规则划分时区。
3.利用学生的认知矛盾，进行科学知识的重建
教师要根据教学内容，充分利用学生的生活经验及认知特点，精心设置一些与学生原有的认知相冲突的问题情境，引发学生的认知矛盾，使学生处于“愤”“悱”状态。学生经过积极努力的思考与讨论，通过科学的实验探究，最终转变原有的错误认知，建立起科学的概念，从而完成科学知识的重新建构。例如，在《牛顿第一定律》教学中，学生头脑中总有“力是维持物体运动的原因”这一错误前概念，而且根深蒂固。为了暴露并转变学生头脑中错误的前概念，我设计了如下问题情境：播放一段足球比赛的视频，最后定格在“足球在空中飞行”和“足球在离开运动员继续在草坪上滚动时”的两个画面。设问：足球在上述两种运动情况时，有力在维持它运动吗？学生通过积极的思考，就会对自己原有的观点提出质疑，并产生强烈的探求新知识的欲望。此时教师应抓住契机，引导学生进一步探究，进行科学知识的重新建构。
【案例】有关电动机（非纯电阻电路）电能的计算问题
平时教师大多是直接告知学生并强调：“欧姆定律及电能计算中的一些推倒公式是不适用于电动机等非纯电阻电路的计算”这一结论。但学生在解决实际问题时还是经常出现思路不清，乱用公式等错误。究其原因：（1）学生没有真正理解电动机中的电能、机械能及内能之间的能量转化关系；（2）有关电能、电功率计算的公式繁多，学生不清楚每个公式的由来及其适用条件。为突破这一难点，我设计了如下问题情境：
将电源、开关、带有小风扇的电动机、电流表用导线连接成电路。闭合开关接通电路，使电动机转动，观察记录电流表的示数。当施加外力使电动机停止转动时，观察记录电流表示数。比较前后电流表示数的大小，你有什么发现？学生会发现电动机两端电压不变的情况下，电动机转动与不转动时的电流发生了改变。这与学生原有的认知――欧姆定律产生矛盾，引发学生的积极思考，接着给出例题进行分析计算。
教师引导学生分析比较电动机在转动与不转动时电能转化的区别，归纳电动机（非纯电阻电路）中电能计算的思路方法及注意事项。
4.联系生活实际，关注社会热点，创设问题情境
科学知识来源于社会，来源于生活，同时它又应用于社会生产生活。联系生活和生产，追踪社会热点来创设情境，不仅激发学生的学习兴趣，帮助学生理解掌握所学知识，而且能做到理论联系实际，提高应用知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。真正体会科学、技术与社会的关系，认识科学知识的价值。例如，在《传染病》的教学中，抓住当时的社会热点，以禽流感和埃博拉等传染病例作为材料，创设问题情境；在学习重力时，我利用神舟十号女航天员王亚平的太空授课视频来创设问题情境，引导学生思考讨论：假设没有重力，我们的世界将会怎样？
【案例】酸和碱的复习
2006年12月24日上午，杭州某公司浓硫酸运输车在320国道某路段发生车祸，出现了大面积“硫酸泄漏”的情况，如果你是处理该事故的技术人员，你会提出什么样的应急处理方案？（学生讨论后发言）
生1：用碱中和。
生2：用石灰水冲洗污染的地方。
生3：撒生石灰粉。
……
师：请同学阅读两份新闻报道材料，看看我们专家及技术人员是如何处理这类事故的。一份是某晚报报道：载27吨硫酸的运输车在某路段翻下山坡……另一份是该事故发生第二天的跟踪报道：运输硫酸的事故车昨天成功被吊起……
思考讨论：根据所学知识，就上述两份材料，你能提一些与科学相关的问题吗？（学生分组讨论后，全班交流）
（1）为什么要向浓硫酸罐内充氮气？
（2）硫酸罐是由什么金属制造的？为什么浓硫酸没有与金属发生反应？
（3）“白色烟雾”可能是什么？它是怎样产生的？
（4）被硫酸侵蚀的路面为什么是黑色的？
（5）为什么说硫酸罐内进入氧气有可能发生爆炸？
……
学生汇报交流对一些问题的阐释和理解，教师小结。
5.读科学史，听故事，重走科学探究之路
科学史就是一个科学理论的形成过程，它具体展现了知识的形成是一个不断探究、深化和修改的过程。回顾我们的科学发展历史，不难发现许多适用于创设问题情境的科学史素材。在课堂教学中，根据教学内容适当穿插一些生动有趣的名人轶事、历史故事等，不仅激发学生的学习兴趣，开阔视野，引发学生的思考与探究，而且可以体验科学的发展历程和知识的形成过程，利于对科学知识的理解掌握。例如，在大气压强中可以介绍托里拆利请教老师伽利略对“自然界害怕真空”的观点；在电磁感应的教学中插入法拉第的故事；在阿基米德定律教学中穿插阿基米德鉴别王冠的含金量的故事；利用“曹冲称象”的故事作为情境来探究浮力的应用――浮力称。
【案例】牛顿第一定律
为了体验知识的形成过程，课堂教学就沿着人类对运动和力关系的认识过程进行。
史料一：古希腊哲学家亚里士多德根据自己的观察，认为一个物体要持续运动，就必须有力的作用在物体上；没有力的作用，物体就会静止下来，即力是维持物体运动状态的原因。
教师引导学生：根据你的认识，谈谈对此观点的看法……
史料二：伽利略对此问题的研究，他认为物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。他采用理想实验方法得出结论：如果物体在运动中不受到力的作用，它的速度将保持不变。
由此引出科学探究：摩擦力对物体运动的影响。
史料三：笛卡儿对伽利略的认识进行了补充。
史料四：牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动或静止状态，即牛顿第一定律。
最终学生思考总结运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。
上述这段史料具体地展现了人们对科学的认识是一个不断探究、深化的过程，同时又为课堂的探究作了准备。
6.多媒体创设情境，提升课堂教学实效
多媒体辅助教学已成为现代化教育中的一种常用手段，它可以把文字、声音、图形、图像、动画、视频等多种信息融为一体，制作成微课、微视频等多媒体课件。多媒体可以将常规教学手段难以创设的一些问题情境或学习内容形象直观地呈现给学生，从而让学生获取足够的感性认识，为思维加工奠定基础。同时还可以通过放大、重复、慢放、定格等手段向学生提供内容丰富而又形象生动的感性材料，做到化难为易、化繁为简，有效地突出重点，突破难点，提高教学效果。例如，在《植物的光合作用》的教学中，课堂内无法完成植物光合作用的整个实验过程，所以我就在课前组织部分学生进行植物光合作用的实验，并将整个实验的过程拍摄下来制作成微课或微视频，在课堂内播放给学生看，为学生的学习提供一个感性的问题情境，引发学生积极思考并提出问题，展开讨论，从而理解植物的光合作用的过程及原理，教学效果良好。
【案例】原子结构模型的建立
原子及其微小，结构复杂，学生无法直接观察，缺少感性认识。学生主要是通过原子结构模型的发展史来体验人类对原子结构的认识，了解原子的构成，并建立模型的思想。因此在实际教学中，介绍完“汤姆生原子模型”后，我进行如下设计：
播放“卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔”实验的FLASH动画。
学生观察现象并思考：如果是汤姆生提出的原子结构模型，现象将会怎样？接着根据实验现象，提出质疑，思考讨论。最后进行合理推测，建立卢瑟福的“原子核式结构模型”，即原子是由带正电的体积很小的原子核和核外电子构成的。
“学起于思，思源于疑。”问题总是在一定情境中产生的，思维是在发现问题和解决问题的过程中不断发展的，科学知识就在思维的发展中形成的。问题情境创设的好坏直接影响到学生提出问题、分析解决问题的能力，影响学生思维的发展，影响对知识的理解掌握，影响课堂的教学效率。食物的营养要溶于水中，才能被人体吸收利用；科学的知识要融于情境中，才能被学生理解掌握。因此，在平时进行教学设计时，教师要充分重视问题情境设计的有效性，并不断优化，努力创设一个引人入胜、促人深思的教学情境，打造出高效课堂。
参考文献：
1.科学（7-9年级）课程标准解读.湖北教育出版社.
2.[美]加里・D・鲍里奇.有效教学方法. 江苏教育出版社.
3.中学物理.2013（4）.
