關于創設有效問題情境在高中物理課堂中的實踐研究

摘 要：在高中物理課堂中設置一些有效問題情境能活躍課堂、激發學生學習積極性，促進學生思維發展。筆者在課堂實踐中不斷揣摩，逐漸積累，從生活經驗、認知沖突、實驗、知識應用等方面對如何創設有效問題情境進行闡述，并對問題情境創設的實踐研究進行了反思，對高中物理課堂教學，尤其是新教材的教學中有較強的可行性和實用性。

關鍵詞：問題情境;創設;教學;高中物理

一、問題的提出

高中物理課堂上，教師往往會設計一些帶有目的性的問題，使學生身處這些問題情境中，需要學生積極思考，質疑問難，層層剖析。通過這些活動，促使學生思維得到發展，知識得以應用。

問題設計形式多樣，但只有有效的問題情境才能調動學生學習的積極性，讓課堂煥發出蓬勃的生氣。

什么是有效問題情境？

有效問題情境是指教師所設計的問題情境能讓教師的主導作用和學生的主體作用有機結合起來，能激起學生的探究問題的欲望，并能促使他們運用已有知識，通過質疑、分析或推理，去主動建構新知識，有效的問題情境能節約時間 ，使課堂教學安排更合理，學生思維得到有效發展，課堂教學目標達成最高。

然而在教學實踐中筆者發現問題情境多，但很多問題情境不夠精煉，不能直接沖擊學生思維，有些問題情境起點高，學生思維夠不著，有些問題設計沒有創新，無法激發學生興趣。問題是否聯系實際，能否引發學生思考是學習是否有意義進行的關鍵所在，所以在新課程高中物理課堂上創設有效問題情境是教師適應新課程，培養學生學科核心素養的重要手段。

二、有效問題情境的創設途徑

（一）創設有效問題情境可以從學生生活經驗出發

以生活經驗為情境，學生感到熟悉，親切，能快速融入課堂，展開思考，參與到與教師的互動學習中來，從而提高課堂效率。

例1：曲線運動，如何理解曲線運動的方向？

問題創設：

（1）如果雨天騎著一輛沒有安裝擋泥板的自行車，人身上那個部位更容易沾上泥巴？

（2）如果是你，你會如何安裝擋泥板？

這兩個問題把學生帶入了一個雨天騎車這樣一個非常熟悉的生活場景，學生通過自身豐富的體驗在學習中交流探討，發表見解，使學科素養得到發展。

例2：渦流問題創設：

（1）家中吃火鍋時用電磁爐，電磁爐上的鍋是用什么材料做的？

（2）當鍋中的水沸騰時，電磁爐的面板是否十分燙手？

（3）為什么鍋的溫度已經很高了，而跟它接觸的面板溫度卻不高？那么鍋的熱量又是怎么來的呢？

這幾個問題通過學生生活的體驗，發現生活中常見卻疏忽的問題，從而激發學生迫切想要知道原因的學習欲望，積極投入到思考中去。

例3：向心力的來源

問題創設：一輛正在轉彎的公共汽車上（站立乘客面向汽車前方），某同學拍到這樣一張照片，請問汽車正在向左轉彎還是正在向右轉彎？

幾乎每個學生都有遇到過這樣的生活場景，在這樣一個問題情境的導引下，通過受力分析、牛頓運動定律的應用等高中物理知識將這個實際的問題得到解決。

（二）創設有效問題情境可以從制造學生認知沖突出發

例4：力的分解

問題創設：一件衣服掛在晾衣繩上，想要用力將繩子拉直，能做到嗎？

先選擇一組力氣較小的女生來進行實驗，未拉直。男生躍躍欲試，再選擇兩位力氣較大的男生來進行實驗，仍然拉不直。學生面面相覷，充滿疑惑。

在這段教學中，學生普遍認為只要力氣足夠大，細繩應該可以被拉直，但卻事與愿違，通過兩組學生的“表演”產生熱烈的氣氛，同時也激發了強烈的認知沖突。此時再來引入力的分解的教學恰好解釋學生疑惑，令學生茅塞頓開，印象深刻。

例5：向心力問題創設

（1）有一內壁光滑的玻璃漏斗，兩質量相等的小球分別沿虛線所在水平面內做勻速圓周運動。兩小球所受向心力哪個大？

很多學生會認為這個模型是角速度相等，而半徑不同，所以向心力相等。

先不著急做出評論，創設下一問題。

（2）試畫出受力分析圖，求出合力。

根據受力分析圖，可以得到F_合=Gtanθ ，而質量相同，θ相同，則合力相同，即向心力大小相同。由此得到與剛才互相矛盾的結論，促使學生質疑剛才的結論，進而進行更深層次的判斷、推理，構建完整的知識體系。

基于認知沖突創設問題情境，能誘導學生質疑原有認識，引發學生積極思考，激發學習的心理能量，提升學生物理學科核心素養。

（三）創設有效問題情境可以從演示實驗出發

例6：自感現象。用小燈泡演示自感現象時雖然比較直觀，但是不能解決斷電自感中電流大小方向如何變化問題，改進實驗，用電流傳感器直接測出電路中的電流并通過圖像顯示，利用數字實驗把一些難以觀察的變化直觀的展示，這樣的情景能幫助學生更清晰更嚴謹的了解科學事實。

問題創設：

（1）如圖1，合上開關，電路中的電流如何變化？

（2）如圖2，電路中串聯一個線圈，合上開關，電流有什么不同？

通過數字傳感器，分別得到右圖兩種電流變化圖，清晰看到線圈自感對電流變化的阻礙作用

（3）如圖3，開關斷開時流過電阻R的電流是如何變化的？（實驗演示）

得到下圖電流變化圖，可以清楚地看到電流大小及方向的變化情況

設置電阻R的阻值大一些，可得到電流瞬間反向增大的圖線，由此，學生對于教材中小燈泡閃亮一下的問題欣然了解。

例7：在變壓器變壓比教學中，規律公式的應用往往會忽略此規律適用于理想變壓器這個條件，習慣性的把此公式認為是變壓器在任何時候都有這個變壓關系。

問題創設：

（1）如果把可拆卸變壓器上方橫著的鐵芯抽出，原副線圈匝數不變，燈泡還會亮嗎？（引導學生猜測，然后實驗演示）

（2）變暗的原因是什么？（引導學生從電壓變化分析）

（3）難道這個規律是錯誤的嗎？（啟發學生從鐵芯被抽出這個角度出發積極思考）

（4）得出的條件是理想變壓器，實際情況要充分考慮磁漏問題。

（5）手機無線充電技術的優缺點分析

（四）創設有效問題情境可以從知識應用出發

例8：靜電除塵

問題創設：放電現象對人類活動不總是有危害的，人們也可以利用放電現象來進行生產生活，促進社會發展，比如靜電除塵，那么靜電除塵又是怎么工作的呢？

在這節課中，學生已經了解了尖端放電原理，當存在強電場時，空氣分子在強電場作用下被電離成正負離子。結合裝置圖可以分設幾個小的問題情境逐步引導學生應用已學知識進行解釋、描述。

問題1：當空氣進入到容器內部時，在高壓電極下會發生什么現象？

問題2：煙塵在上升過程中是否帶電？如果帶電帶什么電？

問題3：帶上電的煙塵會向哪里運動？

例9：高空墜物的危害

2018年廣州某高層住宅區，一嬰兒不幸被一從20多層樓上墜落的蘋果砸中，昏迷不醒。這一新聞除了讓人震驚和心痛外，能否用物理知識來了解一個蘋果落地時究竟有多大的力？能否估算一下？

問題創設：設一個質量為200g，高為6cm的蘋果從20樓的窗戶掉下，忽略空氣阻力影響，樓層層高3米，蘋果接觸地面后，蘋果上端的運動可看作是勻減速運動，試估算蘋果與地面撞擊時的平均沖擊力。

將蘋果的運動進行模型提煉，轉變成學生熟悉的問題情境，學生根據動量定理，自由落體和勻變速直線運動規律就可以估算出蘋果落地時的作用力。由鮮活的案例，科學的數據對研究的問題進行描述解釋和預測，讓學生明白高空墜物的危害，促使學好物理，提升科學態度和社會責任意識。

三、對問題情境創設的幾點反思

（一）問題設計要有針對性

問題設計應圍繞學生當前知識，充分考慮學生學習實際水平，不泛泛而問，為問而問。

例10：完全失重問題創設：

（1）在礦泉水瓶子底部扎一小洞，裝滿水，可看到水會從洞中流出。如果讓礦泉水瓶豎直釋放，水還能否流出？

（2）若將礦泉水瓶豎直上拋，情況又如何？

這節課中學生已經學過“完全失重”的概念，符合學生當前學習水平。此兩問題設計緊緊圍繞“完全失重”的本質是對接觸物的壓力為零這一特點而展開，通過提問讓學生理解“完全失重”的受力特點，達成教學目標。

（二）問題設計有序遞進，思維逐次深入

任何一個事件的開展都遵循從簡到難，層層遞進的過程，學生的學習活動亦是如此。因此，教師在設計問題時應充分考慮學生認知水平，能力水平，幫助學生搭建好知識銜接的橋梁，問題設計應有梯度，分層次，逐漸觸及思維深度。

例11：位移概念的建立

問題1：同學們在初中已經學過“距離”這個概念，那為什么到高中還要再來學習“位移”？

問題2：已知一段距離，能否確定位置？比如汽車從A點出發，行駛了1km后抵達B點，能否確定B點位置？

問題3：汽車從A點出發，向南行駛了1km后抵達B點，能否確定B點位置？

問題4：汽車從A點出發，向南沿直線行駛了1km后抵達B點，能否確定B點位置？

以上問題一個一個遞進，通過不斷否定獲得最終概念的完整性，體現了思維的逐漸深入。

（三）問題設計要賦予情感

能引起學生共情的問題設計，會釋放學生活力，使之積極參與到問題解決中來，活躍課堂氣氛，讓學習變成一件愉悅的事情。

例12：萬有引力—衛星運動

問題創設：2019年，我國發射的嫦娥4號探測器首次“月背面”軟著陸！那么嫦娥4號探測器經地月轉移軌道，在環月軌道上B處發動機應點火加速還是減速才能使探測器著陸月球表面？

不得不說嫦娥系列探測器是中國的驕傲，祖國的強大讓傳說變成現實，并躋身世界先進水平，在問題情境中關注當前科技發展形勢，傳播當前科技新聞，有利于增強學生愛國熱情，為培養中國人自己的科學團隊埋下一粒希望的種子。筆者認為，我們的教育應當培養更多為自己國家服務的高科技人才，中學階段是學生建立正確人生觀價值觀的重要環節，教師應盡可能想辦法在教學中滲透愛國主義教育，努力培養國家需要的人才。

結語

好的問題情境往往能使學生循著知識脈絡層層推進思維深度，精準把握學習內容。在教學實施過程中，如何創設有效的問題情境，還有賴于教師自身素質。所以作為教師，始終要以學生為主體，在創設問題情境時充分考慮學情，發揮自身的教學藝術和智慧;教師要鉆研教材，深入分析，精準挖掘學生理解上的難點問題，設計精簡有效的問題情境，不斷改進，逐步積累出一系列有助于提升課堂教學效果的問題情境。此工作精細而量大，需要教師有足夠的耐心和持久的熱情，以及靈活處理教材的能力，總之，有效問題情境的創設是一項值得教師去研究和實踐的任務。

參考文獻

[1]廖伯琴主編：高等教育出版社《普通高中物理課程標準》（2017版解讀）

[2]陳峰津：杜威教育思想與教育理論 福建教育出版社

作者簡介：鐘麗霞，1979年12月，女，浙江省杭州市，最高學歷：大學本科，職稱：一級教師，研究方向：高中物理，郵編：311400，單位：浙江省杭州市富陽區富陽二中