優化問題情境設計提升學生探究效率

鮑 龍

(江蘇省如皋市第一中學 226500)

在引導學生進行科學探究時，我們都要創設一定的問題情境，這些情境可能是一個實驗，也可能是一個生活片段，還可能是一段科學故事等等，只要能夠有助于對學生進行啟發和引導，能夠提升學生的探究效率，一切都可以成為情境創設的素材.

一、從學生的生活和經驗取材設計問題情境

科學的認識本就源自人們對生活的觀察和體驗，教學過程中教師要充分利用學生熟悉的實例，并結合生產生活中的場景來設計問題情境，或是從學生關心的話題切入來完成情境創設，這樣的設計可以讓學生真正感受科學探究的意義，并藉此來思考物理知識在生活和生產的應用.這樣的問題情境將對學生的好奇與興趣產生激發作用，同時還能幫助他們明確物理學習的目標，而且學生在富有生活韻味的問題情境展開探索，他們也將更容易感受到物理學習的樂趣.

比如在引導學生認識滑動摩擦力時，我們可以在課前就布置這樣的思考題：生活中哪些現象的解釋需要用到滑動摩擦力？結合已有的認識和經驗，你覺得哪些場合下需要用到滑動摩擦力？如果要減小滑動摩擦力，你可以怎樣操作？學生針對這些問題在課前就結合初中階段的學習以及對生活經驗的感悟展開研究，他們還在學習小組中展開了交流和討論，課堂上我們先安排學生匯報自己的研究成果，由此來喚醒大家的回憶.在此基礎上，教師再啟發學生猜想滑動摩擦力大小的影響因素，學生提出了若干猜想：接觸面的粗糙程度、物體的重力、相互之間的彈力、接觸面積大小等等.當猜想提出之后，教師可以引導學生設計實驗來檢驗其正確性，他們自主思考，并探討如何選擇器材，如何測定滑動摩擦力，如何控制變量等等，在完成實驗設計之后，教師安排學生展開分組實驗，最后還要求他們在實驗結論的展示和交流中完善探究結論.

要有效地結合學生的認知和經驗來創設情境，教師就必須深入學生的生活，掌握學生的興趣所在，這樣我們所創設的情境才能最大程度地激起學生探求的欲望，同時還能讓學生深切體會到物理知識就在自己的身邊，他們也會由此而養成全面觀察、勤于思考的學習習慣.

二、通過物理實驗來設計問題情境

實驗不僅是我們引導學生研究物理原理的重要方法，它同時也能有效激活學生的學習興趣，而且對學生科學態度和科學方法的培養也很有幫助.科學性、直觀性和形象性是物理實驗的重要特點，實驗為學生的認識提供了大量的感性素材，同時還能展示物理學科的挑戰性、創造性和探索性，因此結合物理教學的需要，進行演示實驗或學生實驗，能有效創設問題情境.

比如在指導學生研究感應電流的方向有什么規律時，課堂演示實驗與探究實驗是必不可少的，首先我們通過實驗讓學生在直觀層面感受到感應電流方向上可能存在某種規律，然后再提出問題：(1)感應電流的方向可能受哪些因素影響？(2)我們應該怎樣進行實驗？(3)我們在實驗中要采集哪些數據？(4)怎樣設計記錄數據的表格？當學生通過實驗獲取相應的信息之后，我們再進一步完善問題情境的創設，提出問題：(1)你能否用自己的語言來總結實驗中發現的現象和規律？(這一問題直接讓學生進行回答還是存在難度的，但是教師可以多加鼓勵，在表達科學性和簡潔性等方面適當降低要求，倡導他們在相互交流中完善自己對實驗的認識.)(2)請將不同情形下感應電流所產生的磁場方向標記出來，然后再嘗試著用自己的語言來總結實驗結論.這是楞次定律探究的關鍵一步，引導學生通過感應電流的磁場方向來間接描述電流的特點，這需要教師對學生進行充分而恰當的引導.

三、結合設疑和猜想來設計問題情境

在引導學生進行科學探究時，我們發現設疑和猜想能較好地讓學生在原有知識結構上產生矛盾，并激起思維上的欲望.認知上的矛盾其實也正是認知發展的強大動力，因此依托于設疑和猜想所設計的問題情境還能啟發學生形成最為科學的學習方法.

比如在指導學生探究“閉合電路的歐姆定律”時，教師可以設計這樣一個演示實驗：先在外電路斷開的情形下，測定電源兩端的電壓；然后將外電路閉合，再對路端電壓進行測量，引導學生比較電壓表讀數的變化.隨后，我們即開始對問題情境進行創設：(1)電源長時間放電之后，其本身溫度也會升高，這是什么原因？(這是因為電源內部電阻的存在，使其能夠發熱.)(2)接上外電路之后，為什么路端電壓會減小，減小的電壓轉移到誰上面去了呢？請闡述你的觀點？教師把握住“內電壓”這一關鍵詞，引導學生進行猜想，并逐步揭示出這樣一個事實：電源的內電壓、外電壓的和與外電路的結構沒有關系，這純粹取決于電源的材料，同時這也反映了電源的一種特性.教師再提出問題：請猜想電動勢與電路內外電壓之和的關系，并從理論角度展開分析.

四、結合物理學史來設計問題情境

物理學理論的發展歷程有著一段波瀾壯闊的歷史，這段歷史蘊含著大量的方法論和科學思想，在物理教學的過程中，教師可以將物理學史作為素材，將相關理論的發展過程模擬出來，由此設計出問題情境，讓學生以研究者的身份充分融入到探究過程之中，這樣的處理能夠讓學生更加深切地經歷物理理論的建立過程，更有助于學生對科學思想和方法形成領悟.

比如在引導學生探索“空氣中物體落體運動”的有關規律時，我們先介紹亞里士多德對落體運動的觀點，鼓勵學生從自我認知的角度來進行質疑，當學生結合自由落體運動的規律給出觀點后，教師提出問題：物體在實際下落過程中和哪些因素有關？學生紛紛展開猜想，他們指出物體下落快慢的影響因素包括：空氣阻力、物體質量、物體體積、物體形狀等等.問題進一步延伸下去：如何研究多種因素同時作用的物理問題呢？學生提出控制變量法，并開始進行實驗方案的設計，最終在實驗探究中得到有關信息，并在進一步的研究和分析中形成認識.

參考文獻：

[1]趙順法.物理課堂教學中創設問題情境的研究[J].中學物理教學參考，2000(4).

[2]朱曉暉.新課程理念下的科學探究課的特征——以高中物理教學為例[J].教育理論與實踐，2017(2).