芻議高中物理問題驅動教學的構建策略

福建省仙游縣郊尾中學 陳麗欽

通過高中物理教學，學生應該具備的的學科素養包括物理觀念、科學思維與態度、實驗探究等幾個方面。在物理課堂教學過程中，教師要注重將這些學科素養融入到其中，以助力學生養成科學品質。其中“體驗式教學”“探究式教學”“問題導學”等教學模式相繼出現，為提高物理課堂教學效率的提高產生了積極的影響。本文就問題驅動模式下的高中物理課堂教學策略，進行研究與探討，以期能夠為物理教師采用問題式教學方法提供參考與啟示，提高高中生對物理的學習積極性。

一、問題鏈式深入教學

問題鏈教學模式，最早稱為“PBL（problem based learning）教學模式”，主要是指在課堂中以問題為導向進行教學，促進學生對知識的主動探索并進行自主構建的過程。該模式主要是讓學生具備自主學習的能力，激發學生學習的內部動機。問題鏈教學法就是建立在該模式的基礎之上讓教師能夠把學習目標和教學內容整體設計成一個有組織、有邏輯，各個小體之間相互獨立，整體上又是層層遞進的問題模式，在學生們解決問題的過程中，既體現出主動學習和探索的過程又增強了科學性思想的滲透。

高中物理的學習包括教師教學與學生自學，而教學主要包括理論課程與實驗課程，這兩種課堂在教學形式上有一定的區別，但是在問題鏈教學法下，都需遵循大同小異的課堂組織形式。課堂教學就是指在一定的時間內，將學習目標轉化成一些收斂特性的問題鏈，將所有的問題節點全部都能夠在課堂上展現出來，而讓學生進行提出疑問、分析問題、提出解決措施等對各個問題進行解決。

霍爾頓曾說過，無論從邏輯上還是從歷史上講，力學都是物理學的基礎，也是物理學及其他科學研究的典范，力學之于物理如同骨骼之于人體。因此，以高中物理人教版第一章描述運動的教學為例，教師可以把相關的知識點設計成一系列的問題進行構建，如：

問題1：日常生活中，你見過哪些物理運動，它們的狀態是什么樣的？請你描述出來。

問題2：你認為描述的這些運動有哪些共性呢？

問題3：在描述一個物體的運動時，是否可以忽略該物體的形狀、大小等，把它看做是一個“點”呢？

問題4：在描述同一個物體運動的狀態時，不同的人描述出來的狀態為什么不一樣？

問題5：如果要準確地描述出物體運動的位置，你認為有什么辦法？

通過一系列的問題，讓學生們從熟悉的日常生活開始，到不斷地深入地探索出描述機械運動的幾個要素，質點、參考系和坐標系等。由淺及深，層層引導，讓學生們在潛移默化中對知識點進行主動的自我建構，以便將所有的知識形成一個有機的整體。

二、問題情境式沉浸教學

學習始于疑問，當學生開始對某個現象的存在產生疑問時，那么其就具備去學習的基本動機了。新課改大力提倡學生才是課堂的主體，教與學的最終落腳點都是學生是否對所學的知識有所理解。因此，情境式教學法應運而生。它主要是指，在高中物理教學的過程中，通過創設出學生日常生活中熟悉的問題情境，通過問題的引導以及情境的渲染，讓學生進行自主的探索，從而最終能夠學習到所有的知識點；其次也更能夠激發學生的學習熱情。

高中物理教學課堂中應用問題情境式的教學法，中心的目標就是通過讓學生探索問題、解決問題。這種教學法與問題導向最重要的區別就是它是由學生熟悉的情境開始的，而不是突如其來地、生硬地提出問題，在熟悉的情境中獲取學生們的共鳴，從而引起學生對問題的探索欲望和學習積極性。然后，在不斷地思考問題，運用熟知的物理知識解決問題，最終提高學生的分析問題、解決問題的能力。

設計問題情境的方式也有很多種，首先，選取生活中常見的生活現象或者物體來進行設置。例如，在學習《阻力》時，可以通過舉例鳥類的身體結構有什么特殊之處？飛機的外形設計又是如何減小阻力的？我們日常的汽車為什么要設計成流線型？你還知道日常生活中哪些增加阻力或者減小阻力的現象？通過代入生活中常見的事物來對抽象的概念進行更為深入的理解。其次，可以通過在課堂上演示的實驗來進行情境設置。物理是一門研究自然科學的學科，對我們的日常生活有很大的啟發和作用，因此，物理學習中也存在很多實驗。例如，在學習《自由落體》時，教師可以設計在課堂上演示相關的自由落體實驗，通過在真空筒中兩物體的自由落體速度、自然環境中兩物體的自由落體速度等現象提出問題，為什么會存在這樣的現象呢？引導學生自主探索，激發學生的學習興趣并能讓學生們主動地尋求現象存在的科學解釋。最后，可以通過一題多解來創設問題情境。物理這門學科各個知識之間的聯系是十分緊密的，因而物理題目往往存在多種解法，從不同的角度去看問題就會存在不同的解題思路。教師進行教學過程中也可以多多利用這一優勢，鍛煉學生們舉一反三的能力。如在探索物體的運動規律時，不僅僅會描述物體的運動狀態，還要理解在不同的情況下物體的運動狀況，在電場中與在磁場中的運動有什么不一樣呢？由此，可以讓學生能夠學會全面地思考問題。

三、問題教學與現代教育技術的融合

新時代的到來，不僅僅讓生活發生了翻天覆地的變化，教學與學習方式也已經隨之而改變。如今，在高中物理的教學中，不可或缺的是現代教育技術的參與。現代教育技術不僅讓我們以更生動的方式學習知識，還能讓我們從多種途徑獲取更多更先進的知識信息。因此，在課堂中運用現代化的教育技術，顯著地提高了課堂教學的效率。學生可以通過多種信息進行學習，在課堂上對重難點知識進行深入理解和運用。

就目前而言，現代教育技術主要包括多媒體、微課、電子白板、雨課堂等APP的開發等，給學生的課堂學習帶來高效的感受。同時，現代教育技術的發展，對老師也提出了更高的要求，教師不再是獲得知識的唯一來源，而是幫助學生學會學習的輔導者。教師更要將物理知識全面地吃透，在學生有疑問的時候能夠有效地幫助學生辨別知識的準確與否。要選擇出重難點知識，通過設計具有引導力的問題，來引導學生的學習；然后，借助現代教育技術，對知識進行更為直觀的展示，讓學生能夠更加直接地接收到知識點。

例如，在學習《萬有引力與航天》這一章節時，教師通過描繪天體運動的相關現象時，學生可能不能完全地理解相關的知識點，如開普勒行星運動定律、太陽與行星間的引力、萬有引力定律等的理解和應用。在學習較為復雜、抽象且離我們生活比較遠的知識時，教師可以在課前將講解天體運動的微課小視頻發送給同學們進行觀看，讓學生們在上課前能夠對天體運動和萬有引力有基本的理解和想法。課堂上教師再圍繞知識難點提出問題，比如一種通信衛星需要“靜止”在赤道上空的某一點，因此它的運動周期必須與地球自轉周期相同，那么估算一下通信衛星離地心的距離大約是月心離地心距離的幾分之一？學生通過視頻軟件理解定理的同時，通過自主探究，運用所學的知識解答問題，深入理解知識的重難點，以提高物理教學效率和質量。

四、以學生為中心的問題式教學

課程改革要求把課堂還給學生，還給學生并不是學生來決定課堂，而是將學生作為課堂的中心點，教師需要圍繞這個中心點來進行上課。簡而言之，就是教師要把學生的疑點和難點作為教學重點，讓學生理解知識、運用知識。因此，以學生為中心的問題式教學法就是在課堂有限的時間中，教師引導學生提出有價值的問題，引導學生進行自主探討，尋找問題的解決方法。以學生為中心，就是學生提出對于所學知識存在的疑問，學生自主探索出問題的答案，相比傳統課堂教學中教師提問、學生回答的模式，更加充分地發揮出了學生的主觀能動性和解決問題能力的養成。因此，以學生為中心的問題式教學就是在教師的引導下，學生能夠積極地發現問題、主動地提出問題、全方位地分析問題、高效地解決問題。

例如，在學習《曲線運動》時，教師可以通過一系列生活中常見的物體做曲線運動的現象讓學生初步地認識曲線運動，如運動員投標槍、扔鉛球、游樂園的過山車、大擺錘等，物體的運動軌跡最后呈現出來的都是曲線，因此我們把不是直線的運動成為曲線運動。運動員扔鉛球時，鉛球在運動員的牽引力作用下做曲線運動，即運動員放手的一瞬間，鉛球就會立刻飛出。由扔鉛球實驗可以看出，不同的方式時刻，鉛球飛出的方向也不一樣。因此，做曲線運動的物體，不同時刻的速度具有不同的方向。那么在扔鉛球的實驗中，教師可以讓學生們開展自主提問，學生們踴躍提問，有問：“那么怎么做物體會做直線運動，怎么做物體就會做曲線運動呢？”有的問：“曲線運動不同時刻所受的力不同的話，那怎么表示運動時物體所受到的不同的力呢？”有的問：“曲線運動在生活中有哪些應用呢？”學生們提的問題，教師通過引導學生進行分析和思考，可以通過再次實驗、可以通過假設演示等多種途徑，得出問題的答案。因此，在學習過程中，學生發揮其主觀能動性，對所學知識存在疑問的地方進行提問，然后由教師引導學生進行解決問題，而不是把答案直接告訴學生，要讓學生對所學的知識做到“知其然且知其所以然”。

五、問題任務式實驗教學

物理是一門建立在實驗基礎上的自然學科，實驗是物理課堂教學的重要途徑。教師給學生布置探究實驗任務，學生帶著任務開展小組合作的探究性實驗，提高問題解決能力和動手實驗操作能力。如高二選擇性必修第一冊《重力加速度》的學習中，教師給學生布置“用單擺測量重力加速度”，測量所在地區的重力加速度的實驗探究任務。在實驗思路設計、實驗裝置的裝備以及實驗操作的開展上，教師給予學生充分的自主性，讓學生以3～5人的合作小組來進行任務驅動的物理實驗活動。

在此過程中，學生基于物理學家惠更斯推導出的單擺周期計算公式，在擺角較小時，單擺做簡諧運動，根據其周期公式得g=4π2l/T2，同時探討要測量出重力加速度，需要測量出那些物理量？如何來設計實驗裝置和選擇實驗器材？如何能夠有效地減小實驗誤差，提升實驗的精度？在問題的驅動下，學生的探究實驗有了比較清晰的方向和思路，也知道在實驗過程中需要規避哪些“陷阱”。如擺長的測量中，擺長為線的長度與小球半徑之和，實驗過程中容易忽略小球半徑從而造成誤差，因而在測量之時，除了要精確地量出擺線的長度，還要測量出小球的半徑的大小，這是實驗的第一個難點。在沒有專門的游標卡尺幫助測量的情況下，學生想出借助侵入水中測量球體積，再根據球體積計算公式推導半徑的實驗方法，提高了精度。在周期測量過程中，測量單擺做多次全振動的時間，然后通過計算求出它的周期的測量值。實驗過程中對各個物理量的測量都做到精益求精，盡量地減少誤差、提高精度，各個實驗小組都圓滿地完成了運用單擺測量重力加速度的實驗任務。以任務探究實驗為契機，以問題驅動學生小組合作學習，提高了學生的學習自主性，增強了學生物理實驗素養。

總之，學起于思，思源于疑。問題是思考的動力，也是驅動課堂教學的力量。高中物理課堂教學，要充分發揮問題的作用與價值，采用問題驅動式教學策略來調動學生物理思維，提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力，以問題驅動教學，提升素養。