物理探究教學(xué)中的“問題”

摘要：探究教學(xué)往往是從問題開始的，在探究教學(xué)中如何設(shè)計(jì)問題，課堂教學(xué)過程中如何發(fā)問是一個(gè)值得研究與探討的課題。本文從問題的評(píng)價(jià)、問題的價(jià)值與問題的質(zhì)量三個(gè)角度來探討初中物理探究教學(xué)中的問題，并試圖通過這種探究來引導(dǎo)物理教師對(duì)探究教學(xué)過程的問題設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：問題評(píng)價(jià)；問題價(jià)值；問題質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2013）12-003-2

物理探究教學(xué)中，問題研究與問題解決是探究的核心內(nèi)容之一，開展“問題”研究是探究不可超越的過程，因此，物理教學(xué)過程中，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出假設(shè)與猜想、開展探究和得出結(jié)論的過程中不斷地建構(gòu)自己的知識(shí)與能力體系，通過價(jià)值體驗(yàn)來發(fā)展學(xué)生探究科學(xué)能力。而要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)其關(guān)鍵的要素是“問題”的設(shè)計(jì)，本文結(jié)合初中物理探究教學(xué)中的“問題”進(jìn)行探討。

一、“問題”的評(píng)價(jià)：探究的決策因素

物理教學(xué)過程中對(duì)“問題”的處理應(yīng)當(dāng)以對(duì)“問題”價(jià)值的判斷作為開始。從教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)來看，有些教師對(duì)課堂中的“問題”不加篩選一味地“鼓勵(lì)”學(xué)生提出問題，有些教師還說，不要僅只要是“問題”就行，于是有學(xué)生在教師的“鼓勵(lì)”之下，五花八門的“問題”就來了，有些與當(dāng)前所要討論的問題根本毫不相干，教師也把這些當(dāng)做“寶”。凡此種種現(xiàn)象說明，物理教學(xué)過程中往往只重視“問題”提出，而不重視對(duì)問題的“評(píng)價(jià)”。事實(shí)上對(duì)問題的評(píng)價(jià)是培養(yǎng)探究能力的重要環(huán)節(jié)，它反映了一個(gè)人對(duì)所面臨問題的選擇與決策能力。

例如，在“重力”的教學(xué)中為了探究重力大小的影響因素，學(xué)生提出物體的重力大小與物體的形狀、狀態(tài)（指固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）、以及材質(zhì)有關(guān)。教師如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些因素的價(jià)值進(jìn)行判斷與評(píng)價(jià)是進(jìn)入下一步探究的前題。

對(duì)于“形狀”的評(píng)價(jià)可以用“橡皮泥”來做實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生分析，這里實(shí)際上控制了“質(zhì)量”不變這個(gè)因素在里面。通過不斷改變形狀來測量其重力，發(fā)現(xiàn)其形狀的改變不影響其重力大小。

對(duì)于狀態(tài)的評(píng)價(jià)可以用“冰”熔解（因汽化而蒸發(fā)的部分可以忽略，用彈簧秤測量基本看不出其變化）來測量重力發(fā)現(xiàn)，其重力不受固態(tài)與液體的影響而發(fā)生改變。對(duì)于氣態(tài)，學(xué)生的生活感覺是“氣”比較輕，因此，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為變?yōu)闅鈶B(tài)后物體的重力要減小。教學(xué)過程中，可以通過封閉容器蒸發(fā)水來做實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生分析，以整體稱量的方法發(fā)現(xiàn)，水變成氣之后，整個(gè)容器的“重”與未汽化前是相同的，有理由認(rèn)為水的重力與狀態(tài)無關(guān)。

對(duì)于材質(zhì)的評(píng)價(jià)可以讓學(xué)業(yè)生分析材質(zhì)不同所影響的是什么，通過具體的案例讓學(xué)生分析知道，材質(zhì)不同實(shí)質(zhì)上是物體的密度不同，而密度與體積的共同因素是質(zhì)量，即m=ρV，從而引導(dǎo)學(xué)生來研究物體的重力與物體的質(zhì)量有關(guān)，從而將探究活動(dòng)引導(dǎo)到預(yù)期思維狀態(tài)之中。

二、“問題”的價(jià)值：探究的價(jià)值導(dǎo)向

課堂上無論是教師提出的問題，還是學(xué)生提出的問題，還是教學(xué)中生成性問題，其價(jià)值關(guān)系到探究的價(jià)值導(dǎo)向與探究的質(zhì)量。從物理的教育功能角度來看物理教學(xué)中的問題的價(jià)值取向應(yīng)當(dāng)定位于以下幾個(gè)方面：

1.問題指向性要明確

所謂指向性明確是指所提出的問題要針對(duì)當(dāng)前情境為進(jìn)一步深入了解與之相關(guān)的性質(zhì)、特征、規(guī)律等起到引導(dǎo)作用。例如，在進(jìn)行“密度”教學(xué)時(shí)，教師設(shè)計(jì)情境“將石塊和木塊投入水中，木塊上浮石塊下沉”。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象可以有兩種提問方式，一是提出“產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？”；二是“發(fā)生這種現(xiàn)象是因?yàn)槟緣K輕石塊重嗎？”前者直接要求學(xué)生回答本質(zhì)因素，對(duì)于初中生來說密度概念還沒有建立，要求學(xué)生回答或是探究是存在一定的困難的。后一問指向性比較明確，而且還隱含了對(duì)“重”與“輕”的理解問題（這為后續(xù)理解密度概念打下伏筆），通過搭支架的方式將問題情境所要探究的規(guī)律呈現(xiàn)在學(xué)生面前，其價(jià)值導(dǎo)向具有應(yīng)然性。

2.問題要促進(jìn)思維活動(dòng)的開展

問題的思考性要強(qiáng)，所謂思考性是指所提出的問題需要通過思考與探究才能回答，而不是憑經(jīng)驗(yàn)與常識(shí)直接隨口就能回答出來。正如布魯納所說，難易適中且富有挑戰(zhàn)性的問題足以激勵(lì)學(xué)生向下一階段發(fā)展、促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行“反省性”探究，使思維從“前反省狀態(tài)”進(jìn)入“后反省狀態(tài)”，在這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，智力活動(dòng)總是嘗試性、探究性的，始于問題的提出，終于問題的解決。

例如，“光現(xiàn)象”教學(xué)過程中，提供情境“站在平靜的湖面上的人看到了水中有許多圖像：水中的魚兒、水中的云”。提出問題1：“請(qǐng)你解釋這兩種現(xiàn)象”；問題2：“從成像原因來闡述你看到的水中的魚兒與水中的云的異同”。問題2要求學(xué)生從成像原理角度來談所觀察到的現(xiàn)象區(qū)別；問題1是要求說明現(xiàn)象。前者的思考性不太強(qiáng)烈，后者則要求學(xué)生區(qū)別水中魚和天空中云的這兩種虛像的區(qū)別，其成像原理不同，水中的魚是光的折射現(xiàn)象形成的，看見的云彩是光的反射現(xiàn)象形成的，要求學(xué)生運(yùn)用已學(xué)過的物理知識(shí)對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析與思考，激活了學(xué)生的思維。

3.問題要促進(jìn)科學(xué)方法的體驗(yàn)

所謂體驗(yàn)科學(xué)方法是指通過對(duì)問題的思考與研究來體驗(yàn)其中所蘊(yùn)含的物理科學(xué)研究方法與解決問題的方法。

例如，在重力影響因素的教學(xué)過程中，學(xué)生測量不同質(zhì)量的物體的重力數(shù)據(jù)如表所示。

教學(xué)過程中不少教師直接讓學(xué)生計(jì)算G與m的比值，然后要求學(xué)生提出問題“你看出其中的規(guī)律了嗎？”顯然問題沒有思考價(jià)值，更不能讓學(xué)生體驗(yàn)其中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法。事實(shí)上，初中學(xué)生根本就不懂為什么要用G與m比來找規(guī)律。從數(shù)據(jù)直觀表現(xiàn)來看，隨著質(zhì)量m的增大，物體的重力G也增大。根據(jù)伽利略對(duì)自然規(guī)律滿足簡單性原則的理念，可設(shè)問“由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們是否可以判斷物體的重力G與其質(zhì)量m成正比呢？”或“物體的重力G與質(zhì)量是否存在某種簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系呢？”這就需要學(xué)生進(jìn)行思考，從而采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法。對(duì)于不同物理量的處理方法有三種，分別相乘、相除與畫圖像。在這個(gè)基礎(chǔ)上，可以用G與m的比值，或畫出Gm圖線，來尋找其規(guī)律。這個(gè)過程既訓(xùn)練了思維，又讓學(xué)生在思考過程中體驗(yàn)了物理科學(xué)方法，其教學(xué)價(jià)值所產(chǎn)生的教育效果是顯著的。

4.問題要有利于猜想

教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，不少教師探究教學(xué)的猜想環(huán)節(jié)是讓學(xué)“亂猜想”。在探究教學(xué)過程中，當(dāng)教師提問“冷場”時(shí)，“同學(xué)們想想看還有什么猜想”、“想錯(cuò)了也不要緊”等“鼓勵(lì)”性語言充塞課堂。這種現(xiàn)象說明了教師的問題不利于學(xué)生猜想，學(xué)生不知道如何猜想，不知道向什么方向猜想。因此，課堂問題設(shè)計(jì)要有利于猜想是問題價(jià)值所在。

例如，在探究“物體的動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，其目標(biāo)是想讓學(xué)生猜想與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，那么在問題設(shè)計(jì)時(shí)就需要選擇與質(zhì)量、速度有關(guān)的生活案例，讓學(xué)生通過對(duì)身邊的這些生活案例進(jìn)行猜想。這種問題設(shè)計(jì)策略的方向明確，以利于學(xué)生思維開放的過程中運(yùn)用收斂的策略來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理思維，從而達(dá)到既完成猜想目的，又激勵(lì)學(xué)生思維發(fā)展。一般來說，可以根據(jù)生活經(jīng)歷和自然現(xiàn)象、學(xué)生已有的物理知識(shí)、現(xiàn)象顯著的物理實(shí)驗(yàn)、學(xué)生直覺思維等方面來設(shè)計(jì)問題讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)猜想。

三、“問題”的質(zhì)量：探究的保證

學(xué)生學(xué)習(xí)物理過程就是問題與問題解決的思維過程。因此“問題”的質(zhì)量就顯得比較重要。問題質(zhì)量要針對(duì)物理的特點(diǎn)和學(xué)生心理發(fā)展水平，綜合運(yùn)用問題技術(shù)，提高問題的質(zhì)量。

1.直觀：注重問題探究的本源性

人們的智力活動(dòng)的發(fā)生與發(fā)展需要經(jīng)歷由外部物質(zhì)活動(dòng)向內(nèi)部認(rèn)知活動(dòng)轉(zhuǎn)化的過程。教學(xué)可根據(jù)這個(gè)原理來促進(jìn)學(xué)生由外部的、物質(zhì)的、展開的活動(dòng)向內(nèi)部的、壓縮的活動(dòng)轉(zhuǎn)化。充分運(yùn)用形象化材料和實(shí)驗(yàn)，揭示知識(shí)發(fā)生、發(fā)展過程，展現(xiàn)探究的演繹過程，使學(xué)生探究問題軌跡清晰可見，抓住探究問題的落腳點(diǎn)，找準(zhǔn)問題的本源。

例如，探究“牛頓第一定律”時(shí)，分析小車在三種表面的運(yùn)動(dòng)情況提出問題：找到它們的發(fā)展趨勢(shì)，即表面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何；推廣到理想化情況，如果表面十分光滑，小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又將如何。提出的問題針對(duì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀認(rèn)知形成困惑而設(shè)計(jì)。教師要能夠在教學(xué)過程仔細(xì)觀察學(xué)生的行為狀態(tài)，了解他們?cè)诿總€(gè)知識(shí)上的認(rèn)知特點(diǎn)的思維方式，摸準(zhǔn)他們的思維脈搏，因勢(shì)利導(dǎo)地提出恰當(dāng)?shù)膶?shí)際問題，抓住問題探究方向。

2.漸進(jìn)：注重問題探究的節(jié)奏性

學(xué)生的思維發(fā)展是需要過程的，因此，探究教學(xué)問題的設(shè)計(jì)要針對(duì)學(xué)生的思維過程的漸進(jìn)性來合理地設(shè)計(jì)具有程序性和階梯性的問題。問題設(shè)計(jì)由淺入深，由易到難，層層遞進(jìn)，把學(xué)生的思維逐步引向新的高度，可創(chuàng)設(shè)“小步距”問題，把一個(gè)復(fù)雜的、難度較大的課題分解成若干個(gè)小問題。

例如在“探究導(dǎo)體電阻影響因素”的過程中，可以設(shè)計(jì)以下“小步距”的問題：①導(dǎo)體電阻大小可能與哪些因素有關(guān)？試根據(jù)己有知識(shí)進(jìn)行猜想。②導(dǎo)體的電阻與各相關(guān)因素關(guān)系可能如何？③如何通過實(shí)驗(yàn)確定導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料的關(guān)系？試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。④在進(jìn)行導(dǎo)體與各相關(guān)因素實(shí)驗(yàn)中，如何控制實(shí)驗(yàn)條件？⑤由本實(shí)驗(yàn)可以看到，對(duì)多因素的問題，如何控制變量，其基本方法是什么？

3.適度：注重問題探究的適當(dāng)性

心理學(xué)研究表明，如果人能用現(xiàn)有知識(shí)回答某個(gè)問題，思維過程就不會(huì)發(fā)生；若須借助所不掌握的知識(shí)才能解決時(shí)，思維過程同樣也不發(fā)生。因此，問題的適度性是引發(fā)思維的基本要素。只有適合學(xué)生思維層次的問題才會(huì)引發(fā)學(xué)生思維發(fā)展與深入。

例如，課堂教學(xué)問題的設(shè)計(jì)可以以學(xué)生最近發(fā)展區(qū)創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)計(jì)出環(huán)環(huán)相扣的一系列問題，由表及里，由此及彼，拓寬思路。如學(xué)習(xí)“溫度計(jì)”時(shí)設(shè)計(jì)下列問題：①利用其他原理能否制成溫度計(jì)？②能否制成其他形狀的溫度計(jì)？③溫度計(jì)內(nèi)的液體能否用水代替？為什么？④溫度計(jì)的玻璃管內(nèi)徑變大會(huì)怎么樣？⑤使用溫度計(jì)前應(yīng)注意什么？如何正確測量液體的溫度？這些問題呈螺旋發(fā)展的梯型，問題的設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)初中學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，促使學(xué)生思維由低級(jí)向高級(jí)、從未知到已知、少知到多知、模糊到清楚發(fā)展，基本滿足了學(xué)生思維特點(diǎn)需求。

4.深刻：注重問題探究的開放性

探究對(duì)不同的學(xué)生個(gè)體而言其探究品質(zhì)是不同的，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要注意學(xué)生的差異性，創(chuàng)設(shè)多元性、開放性問題，使不同層次的學(xué)生的探究能力在不同水平層次上發(fā)展，使得學(xué)生的能力發(fā)展具有深刻性、豐富性、多彩性的特色。

例如，根據(jù)物質(zhì)特性及其規(guī)律特點(diǎn)可以設(shè)計(jì)開放性問題：“如何區(qū)分兩瓶已失標(biāo)簽的蒸餾水和NaCl溶液？”探究能力不同的學(xué)生可以從不同角度、不同視野來進(jìn)行探究。如，利用密度不同，就有“比較相同體積的兩種液體的質(zhì)量”、“比較相同深度兩者產(chǎn)生的液體壓強(qiáng)大小”、“比較同一木塊在兩者液體中露出的體積大小”等方案；也可以根據(jù)蒸發(fā)后物體狀態(tài)或殘留物等現(xiàn)象來設(shè)計(jì)方案；也可以根據(jù)兩者的導(dǎo)電性不同來設(shè)計(jì)方案。

布魯納說：“向?qū)W生提出挑戰(zhàn)性的問題可引導(dǎo)學(xué)生智慧。”初中物理課堂教學(xué)過程中，課堂問題的設(shè)計(jì)要從問題評(píng)價(jià)、問題價(jià)值與問題質(zhì)量等角度來進(jìn)行，以期教學(xué)過程中能夠恰當(dāng)?shù)匕盐諉栴}空間，符合學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、能力水平、認(rèn)知規(guī)律，促進(jìn)探究能力發(fā)展的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]林成國.初中物理課堂教學(xué)中學(xué)生缺乏“生成問題”原因初探[J].中學(xué)物理，2012（03）.

[2]林希鳳.用“問題探究法”指導(dǎo)初中學(xué)生課外學(xué)習(xí)活動(dòng)的嘗試[J].物理教學(xué)，2011（01）.

[3]林宇萍.從課堂四環(huán)節(jié)談教學(xué)問題設(shè)計(jì)的藝術(shù)[J].物理教師，2012（04）.