淺議高中物理教學中問題情境的設計與研究

程言釗

[摘? ?要]物理是一門邏輯緊密、思維抽象、理論性強的學科，高中物理教師應當在課堂中恰當創設問題情境，幫助學生將物理課堂變得更加直觀、有趣。以問題情境的設計原則為切入點，以學生的認知特征為核心提出有效的問題情境設計策略，通過問題情境的有效設計激發學生興趣、發掘學科思維、加強深化理解，以此推進學生物理成績的提升。

[關鍵詞] 高中物理;問題情境;有效設計

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ?[文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）15-0061-02

問題情境的創設是一個連續銜接的過程，它并不是單一存在的設定情境，需要依賴于生活經驗、實驗現象、認知沖突等貫穿物理教學整個過程的因素。問題情境的創設，實際上就是通過引發認知或矛盾沖突激發學生的興趣，層次性的問題情境可推動學生主動尋求解決問題的策略，真正實現自主學習的目的。

一、問題情境的設計原則

（一）符合學生認知

三維目標要求教師關注學生的情感與價值觀目標，問題情境也應結合學生的認知特征進行設計。有效的問題情境需要符合學生的最近發展區范圍，潛在發展區的問題情境對學生的認知發展來講是無效的。因此，教師需要結合教材的課程內容與目標，根據學生當前的認知水平與存儲知識，設計生動合理的問題情境。

（二）貼近生活情境

問題情境的設計應當將學生置于真實情境中，教師需要提取教材關鍵信息，結合生活中有關的實際案例，引導學生在真實情境中捕捉物理知識的重要因素。通過貼近生活的問題情境設計，可以強化理論與現實之間的聯系，逐步培養學生有效實現學科知識遷移的能力。

（三）層次銜接完整

物理課堂是一個動態變化的教學過程，問題情境的設計應當層層遞進，教師需要依據學生對知識的理解逐漸深化問題的層次。具體進行問題情境設計時，教師應該針對一個知識點，依據邏輯變化規律設計出一系列具有遞進關系的問題串，以此發掘學生的學科思維。

二、創設趣味問題情境，激發學生興趣

基于高中物理課程思維抽象、理論性強的特點，學生很容易因為復雜的概念與原理對物理學習產生恐懼心理。課堂導入階段，教師需要創設具有趣味的典型現象，通過活潑有趣的情境創設適時提出問題，引導學生自主概括物理概念與規律。

以《向心力》的課堂導入片斷為例，人教版教材的內容為一系列的書面語與向心力表達式，學生很難依賴教材內容完全理解向心力的概念、原理與現象。在此背景下，教師在課堂上要為學生展示一個“小魔術”，與一般的魔術流程類似。教師首先在課堂上拿出一個裝水的杯子，提問學生：“同學們，這個杯子里面有水，接下來我要把杯口朝下，會發生什么現象呢？”學生回答：“老師，如果您把杯口倒過來，水就撒出來了！”這時教師繼續演示，首先手持水杯在豎直面上做圓周運動，持續操作十幾秒后，快速將杯口朝下，這時并沒有發生學生之前預想的現象，水并未傾撒出來。學生對這種現象感到十分驚奇，想要揭開“魔術”奧秘的欲望更加強烈。此時教師需要抓住時機，結合《向心力》的物理原理展開教學，以此引出本課的重點知識與向心力公式，在趣味問題情境的背景下，學生對“向心力”現象與原理的印象也將更加深刻。

通過創設趣味問題情境，學生可以直觀看到教師演示的“魔術”現象，在感性認識的基礎上會消除對抽象物理概念的恐懼，激發學習欲望，使嚴肅、緊張的物理課堂變得更加活潑有趣。

三、創設沖突問題情境，設疑驅動探究

固化的思維定式會限制學生對新知識或物理規律的認識。高中物理教學中的許多概念與原理都會與學生的日常經驗與認知產生沖突，教師需要協調好兩者之間的矛盾關系。教師可利用思維定式與物理事實的認知沖突創設問題情境，在課堂中設置懸念，驅動學生主動探究問題的矛盾點。

以《自由落體運動》的教學為例，教師可以為學生演示不同物體的落體運動對比實驗，要求學生通過觀察實驗現象自主得出結論，以此構成學生既定思維的認知沖突。課堂上，教師首先可準備一張卡片和一張紙片，卡片的質量大于紙片的質量。將實驗環境盡量保持在一個沒有風等外界動態變化因素的狀態下，把卡片和紙片從同一高度同時自由放落，結果顯示：紙片的下落速度稍慢。學生由此得出結論“質量大的物體下降的速度快”，認為該結論與自身的日常經驗一致。接著，教師開始做對比實驗，這時將紙片揉成紙團，紙片與紙團的質量相同，此時將紙團與卡片同時從同一高度放落，最終結果令人詫異：雖然紙團的質量依然小于卡片，但是兩者的落地時間基本一致。這個結論與學生之前所得出的結論沖突。在此沖突現象下，教師可以將相關知識告訴學生：“自由落體運動下，物體下落的速度與質量無關。”但是這一結論又與第一個實驗現象產生沖突，為了培養學生的學科思維能力，教師進一步提問：“那么，你們是否應該思考一下，第一個實驗現象為什么和結論不同呢？”

對于教師的提問，學生可以通過合作交流共同探究矛盾的產生原因。學生在探究過程中，其心態類似于偵探解密，通過研究影響下落速度的因素找到關鍵點，在解決問題時體驗自主探究的樂趣。

四、創設生活問題情境，深化理解

問題情境的設計原則重點說明貼近生活的重要性，物理知識源于生活，其現象在生活中大都有跡可循。為了讓課堂變得生動，教師可將微觀抽象層面上或學生難以理解的物理原理通過遷移進行解釋，利用日常生活場景幫助學生更容易地理解課堂中的物理知識。

以《能量守恒定律》的教學片斷為例，學生對守恒量的認識不夠清晰，書本上所舉實例多與光能、熱能、機械能、動能等有關，在無法觸摸、觀察的無形能量轉換背景下，學生更難理解這些物理知識。教師在課堂中通過引入生活中的可視化、可量化情景，引導學生用“能量守恒定律”解釋生活現象。首先，教師提問：“小明拿30元到便利店買文具，他買了5元的筆記本、16元的鋼筆，最終找回5元，小明覺得這個數字是不對的。同學們，你們能否嘗試用物理知識解釋小明發現問題的依據？”學生回答：“小明所購買物品的價格與余下的錢之和是26元，根據守恒定律，雖然他經歷了購買物品的動態發展過程，但是最終的總量應當保持不變，這種現象就叫作守恒現象?！苯處煂W生的回答表示認可，進一步對學生提出要求：“剛剛這個案例說明，守恒現象也可應用在社會生活中。事實亦是如此，守恒定律適用于任何領域。那么大家再開動腦筋，思考一下生活、生產或自然界中還有哪些守恒現象?！?/p>

遷移理論是物理課堂中適用的教學理論，教師通過生活問題情境的創設，培養學生學習物理的興趣，幫助學生深化物理知識與原理，以此完成學科理論在現實生活中的應用。

總而言之，基于問題情境的教學方式是幫助學生提升學科素養的有效策略。在高中物理教學中，設計有效的問題情境需要準確捕捉教學目標，通過設疑、思考、實踐、解疑一系列過程驅動學生主動探索，以此幫助學生建構認知、深化理解。設計物理課堂中的問題情境時，教師需要嚴格遵循問題情境設計原則，突出物理學科的特點，通過創設趣味、矛盾與生活類問題情境簡化的問題，引導學生利用原有認知結構解釋物理現象，發掘學生的科學思維，促使其主動構建知識，深化學生對抽象、復雜物理知識的理解。

[? 參? ? 考? ? 文? ? 獻? ]

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（責任編輯? ? 斯? ?陌）