基于學習進階的高中物理課堂簡約化變式提問研究

（廣州市增城區鄭中鈞中學 廣東·廣州 511300）

1 高中物理課堂提問的現狀

課堂提問是課堂教學的關鍵教學之一，有效的提問可以提高學生學習的能動性，促進思維螺旋遞進，進入深度學習，形成學科素養。現階段，部分物理課堂教學存在以下問題：

（1）提問隨意性大，方向性弱，缺乏層次性，不符合學生思維的進階，易造成認知混亂。

（2）提問繁瑣化，問題浮于表面，不能激發學生學習的興致。

（3）重視知識結論提問，忽視過程引導提問不符合學生的認知規律。

總的來說，要構建高效物理課堂，課堂提問需進行優化。有效的提問主要是以學習進階的方式開展，符合學生的認知規律，圍繞核心知識點進行問題的設置。

2 基于學習進階的高中物理課堂簡約化變式提問

在《美國學習進階的研究進展及啟示》中提到：學習進階是指學生對核心知識及相關能力經過許多個不同的中間水平，在不斷積累和發展的過程中，構建認知結構，直到認知完善。在進階學習的過程中，教師需提供合適的教學策略，幫助學生的學習進階。

提問是課堂中不可或缺的教學因素，通過有目的的、簡約化的變式提問可以促進學生良好的學習進階。變式提問是變式教學的其中一種方式，簡約化變式提問是將變式提問進行簡約化設置，分為六個不同層次的提問。它是指在同一情境下，根據學生的目標水平，以由低到高進行不改變本質特征、變換本質表象的提問，以期引導學生思維經歷知識“產生—發展—遞進—形成—延伸”的完整認知過程，達到思維、能力的逐層進階。

高中物理課堂變式提問的進階是依據布魯姆在《教學目標分類學》中提到的由低到高的六個教學目標水平設置的，教學的起點是學生已有的原始認知結構，終點是學生素養期望，如圖1所示。

圖1：高中物理課堂簡約化變式提問進階圖

3 教學過程簡約化變式提問的策略與例舉

物理教學過程是提出問題和解決問題的過程。基于學習進階的高中物理課堂應以情境為基礎，以問題為導向，讓學生經歷知識形成的過程。下面以“超重與失重”一課的教學為例，將課堂問題的六個水平提問融入整節課中，介紹簡約化變式提問的開展。

情境引入：

臺稱上放著一個物體，分析物體的重力和物體對臺秤的壓力的關系。

3.1 知識記憶的提問

知識記憶的提問是對已學知識回憶的一種方式，其特點是學生不需要進行深刻的思考，只需作出簡單判斷即可，多數用于記憶性知識的復習，為新知識作出鋪墊。教師可在課前預習階段或者新課引入階段開展，提問涵蓋的知識不易面面俱到，內容過多，針對即將開展的教學提出適當的淺層問題即可。

知識的回顧：復習引入。

問題1：請簡述牛頓第二定律的內容及公式。

【設計意圖】復習回顧，是針對物理的基本規律提出的，其目的是考察學生對已學的物理知識的了解情況，為新知識的教學作鋪墊。

3.2 理解水平的提問

理解水平的提問是學生通過用自己的語言對物理現象、物理規律、推導等進行說明和分析，通常用于新舊知識的過渡階段，讓學生用已學知識分析物理過程，引出新的認知沖突，提出新問題。因學生對同一知識的理解程度不一樣，所以回答會出現多樣性，教師不必對學生的答案要求統一，只需對學生理解的誤區進行點評和指正。

知識的產生：提出問題。

問題2：一物體靜止放在水平臺秤上，物體的重力與物體對臺秤的壓力有怎樣的關系？

變式：若臺稱與物體一起加速向上運動，物體的重力和物體對臺秤的壓力與問題2一樣嗎？

變式：若臺稱與物體一起加速向下運動，物體的重力和物體對臺秤的壓力又有怎樣的關系？

【設計意圖】利用問題引導學生利用已學的牛頓運動定律分析物理情境得出：物體的重力和物體對臺秤的壓力大小相等。通過變式，引導學生發現物體的重力和物體對臺秤的壓力并不總是大小相等的，激發學生的認知，提出新問題：為什么會出現這種現象，這種現象在物理上如何表述？引出新知：超重與失重的概念。

超重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體所受重力的情況。

失重：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）小于物體所受重力的情況。

3.3 應用水平的提問

應用水平的提問是為了讓學生把所學的物理規律、物理定理應用于新的問題情境中，使知識與實際相聯系，推動知識發展，促進物理觀念、物理思維的形成。

知識的發展：分析問題。

（1）實驗探究：電梯里臺稱上物體運動實驗的視頻。

問題3：觀察視頻，完成下表，并猜想產生超重失重的原因。

項目過程 情境：上行過程 變式：下行過程加速 勻速 減速 加速 勻速 減速v方向F與G關系超重、失重判斷a的方向

觀察表格，交流討論：超重和失重與運動方向有無關系？超重和失重與加速度方向有無關系？

【設計意圖】學生觀察實驗視頻，可以觀測到電梯運動情況、臺稱示數的變化等，通過上行過程和下行過程的變式情境，進行問題引導，對新知識超重與失重的概念進行判斷式的應用，教師進一步提出超重與失重的本質是與什么物理量有關的相關問題，引發學生知識的推進。

（2）理論探究：超重與失重的本質。

問題4：請用牛頓第二定律說明超重和失重與加速度的關系。

【設計意圖】讓學生通過已學的牛頓第二定律進行力與運動的分析，引發學生思考歸納現象背后的本質：加速度。

3.4 分析水平的提問

分析水平的提問是在理解和應用的基礎上，讓學生通過分析知識結構，促進學生把復雜的知識分解為組成部分并理解各部分之間聯系，促進物理思想方法和科學探究能力的形成。

知識的遞進：拓展延伸。

分析過程的變式：

問題5：當物體以加速度g向下加速運動時結果又如何？

理論分析：請利用牛頓第二定律分析以上的問題。

實驗驗證：完全失重實驗演示，利用失重箱里安裝的手機，可以觀察到臺稱上物體隨臺稱自由下落時示數為零。

【設計意圖】在學生理解超重和失重本質的基礎上，通過問題5，應用“分析問題，解決問題”過程的變式，讓學生再次經過理論分析和實驗驗證，得出完全失重的概念。

問題6：處在太空完全失重環境下，天平能正常使用嗎？為什么？

變式：彈簧秤能正常使用嗎？

變式：體重計能正常使用嗎？

【設計意圖】完全失重現象的遷移與應用，檢測學生對完全失重知識的掌握和理解情況。

3.5 綜合水平的提問

綜合水平的提問是讓學生根據所學的知識，重構知識的內在聯系，形成整體的物理知識框架。

知識的形成：構建框架。

問題7：利用思維導圖歸納總結本節課的核心內容。

設計意圖：讓學生自主建構知識網絡，形成整體的物理知識框架。這明顯區別于傳統的單純文字或者公式的總結模式，有利于學生思維方法的內化和物理思維的形成。

3.6 評價水平的提問

評價水平的提問是要求學生根據一定的標準，綜合調用自己已有的經驗、知識等對事物作出判斷、評價，促進學生批判辨別能力的形成。

知識的延伸：遷移拓展。

問題8：裝滿水的礦泉水瓶開口朝下做平拋時水是否會溢出？為什么？自己動手實驗觀察一下。變式：問題8中，礦泉水瓶斜上拋運動時水是否會溢出？為什么？

【設計意圖】用已學的知識，對問題進行判斷并陳述依據，通過實驗親身體會檢查自己的判斷，進一步加深對知識的理解。

4 高中物理課堂簡約化變式提問的思考

基于學習進階的高中物理課堂簡約化變式提問，是需要教師根據學生認知規律和目標要求，進行遞進式的問題設置，以期幫助學生形成完整的認知結構，讓知識更好地遷移與應用。該提問方式主要在以下兩點進行了提問的優化：

（1）細化提問目標：改變以往課堂教學提問“隨意性大”的現象，聚焦核心能力，根據六個水平進行提問的設置，教師更精準地、有層次地設問。

（2）深化提問內容：改變“事無巨細、面面俱到”的問題設計，聚焦核心知識點，開展層層深入的變式提問，關注認知知識的過程性提問，讓學生經歷“依物思理、以理論物”的思維過程。

基于學習進階的高中物理課堂簡約化變式提問的課堂是學生的“行為參與、思維參與、情意參與”的課堂，讓學生思維螺旋遞進，從而落實物理學科核心素養。