初中物理問題鏈的設計與應用策略

趙東明

摘? 要：問題鏈是教師為引導學生思考而設計的問題組。文章基于初中物理教學內容，分別論述了教師在導入、講解和練習環節可以設計的問題鏈類型，力圖培養學生對物理知識的思考和認知能力，提高初中物理教學質量。

關鍵詞：初中物理；問題鏈；思維引導

學貴知疑，大疑大進，小疑小進。學生在教學過程中產生的疑問是教師教學的導向，更是學生進步的方向。初中物理教師要了解學生的學情，以學生的問題為中心開展課堂教學。問題鏈是建構以問題為中心的課堂教學的法寶，指將學科知識設計為一個或多個問題組，讓學生在思考和解決問題的過程中發展問題意識、建構新知并提高問題解決能力。問題鏈的類型多樣，如引入性問題鏈、探究性問題鏈、遞進式問題鏈、轉換性問題鏈、遷移性問題鏈等。不同的問題鏈具有不同的作用。據此，教師可以將教學內容與學生學情相結合，在不同的教學環節，根據教學目標設計多樣化的問題鏈，引導學生思考并解決問題，建構物理新知，提高初中物理教學質量。

一、導入環節：設計引入性問題鏈

引入性問題鏈指教師為引入教學內容設計的一組問題。有效的引入性問題鏈可以調動學生思考的積極性，使其全神貫注于物理知識的學習，為深入探究物理新知奠定基礎。

例如，在教學人教版《義務教育教科書·物理》八年級下冊（以下統稱“教材”）“浮力”這節課時，為了使學生理解“浮力的方向”相關的問題，教師可以先在教學導入環節創設實驗情境：將一個乒乓球放入玻璃水缸中。然后設計引入性問題鏈。

問題1：將乒乓球壓入水中，再放手，會出現什么樣的現象？為什么？

問題2：漂浮在水面上的乒乓球受到了幾個力的作用？

問題3：平衡力相關的知識可以分析水面上乒乓球的受力情況嗎？

問題4：在這個過程中（將乒乓球壓入水中，再放手，乒乓球漂浮在水面上），施力物體是誰？力的方向是怎樣的？

浮力的方向是本節課的難點。在導入環節，教師創設實驗情境，展示直觀現象，并就此提出問題。在問題鏈的作用下，學生審視實驗現象，并遷移生活經驗，分析放手后乒乓球的運動情況、乒乓球向上或向下運動的原因、浮在水面的乒乓球的受力情況、施力物體和力的方向。學生從宏觀到微觀，從現象到本質，逐漸認知浮力的方向。部分學生可能由于片面性思考而產生問題：浮力的方向都是向上的嗎？對此，教師可以組織實驗探究活動，引導學生通過實驗操作，驗證浮力的方向，借此推動課堂教學發展。

二、講解環節：設計多樣化問題鏈

1. 探究性問題鏈

探究性問題鏈指教師設計的培養學生探究性學習能力的一組問題。科學探究過程大致包括提出問題，建立猜想，設計方案，獲取事實與證據，得出結論，交流和評價。科學探究是學生學習物理的重要方式，亦是發展學生物理核心素養的重要途徑，在物理教學中起著重要作用。教師應當結合物理教學內容與科學探究過程設計探究性問題鏈，講解物理問題，使學生建構全面、系統的物理知識體系。

例如，在教學教材“壓強”這節課時，教師展示圖片：茫茫雪地中的兩個人，對雪地的壓力是差不多的，但是站在雪地上的人陷到雪地里了，站在滑板上的卻沒有。基于此，教師結合影響壓力作用效果的因素與科學探究過程，設計探究性問題鏈。

問題1：從圖片中可以看出，壓力的作用效果與哪些因素有關？

在此問題的作用下，學生審視圖片，提出猜想，如壓力的作用效果可能不只與壓力大小有關。

問題2：從剛才的圖片中大家有哪些發現？

受到問題的驅動，學生觀看圖片，發現：直接站在雪地上的人，腳與雪地面的接觸面較小，很容易陷入雪中；滑板與雪地面的接觸面較大，人站在滑板上不容易陷入雪中。

問題3：在探究兩個不同因素對壓力作用效果的影響時，可以使用什么樣的方法？

在問題的驅動下，學生遷移物理認知，聯想到控制變量法。

問題4：可以用什么來反映壓力的作用效果？

部分學生聯系本節課內容，試著作答——物體的變形程度。

問題5：根據猜想，大家可以設計什么實驗方案？選用什么實驗材料？如何操作？

借助問題，學生遷移實驗經驗與小組成員交流，確定實驗器材，如壓力小桌、砝碼、海綿等。同時，學生積極討論，探尋實驗方案。實驗1：將壓力小桌放在海綿上（桌腿壓在海綿上）；實驗2：在實驗1的基礎上，將砝碼放到壓力小桌上；實驗3：將壓力小桌倒放在海綿上（桌面壓在海綿上），并將砝碼放在壓力小桌上。在不同情況下，觀察海綿的變形情況。

問題6：通過實驗，大家可以得出什么結論？

學生與小組成員合作交流，發現實驗2中海綿的變形效果比實驗1明顯。實驗1中海綿的變形效果比實驗3明顯。由此得出結論：影響壓力作用效果的因素有壓力和受力面積。

在解決問題的過程中，學生自覺進行了科學探究，積極思考，產生各種觀點，并與他人交流，深化觀點，逐漸解決問題，掌握本節課知識，鍛煉了學生的思維能力、實驗操作能力和科學探究能力等。

2. 遞進式問題鏈

遞進式問題鏈是以知識間的邏輯關系為基礎，按照從特殊到一般的原則設定的一組問題。遞進式問題契合學生的認知規律和思維情況，便于學生發揮自主性，逐漸解決問題，掌握知識。因此，教師可以依據知識間的聯系及學生的認知情況，遵循由特殊到一般的原則，分解某個知識點，設計出有聯系的問題鏈，借此降低學習難度，促使學生積極探究。

例如，在教學教材“力”這節課時，教師通過分析教材，確定“力的概念”是本節課的重點內容。力的概念是具有抽象性的內容。學生在形象思維的影響下，往往通過與直觀事物互動逐步建構認知。立足于此，教師設計遞進式問題鏈。之后，在新知講解環節，教師依據教學需要，在交互式電子白板上展現馬拉車的畫面，并用生動的語言進行描述，將學生帶入直觀場景中。在此之際，教師設計如下問題鏈。

問題1：在此畫面中，馬在做什么？

在視覺作用下，學生很容易給出答案：馬在拉車。

問題2：馬在拉車時用了力。在生活中，大家見過哪些與之類似的現象？

學生紛紛遷移生活經驗，描述各種事例，如拉著行李箱前進、抬起課桌等。

問題3：這些事例有哪些共同之處？

在問題的驅動下，學生回顧所有事例，并有針對性地進行分析，有所發現：所有事例中都是物體A作用于物體B；物體B的運動狀態發生變化。

問題4：物理上的力是什么？

學生進行思考，從物理的角度分析和歸納物理上的力的特點，試著總結力的概念，即力是使物體改變運動狀態的外因。

在學生自覺表述力的概念后，教師結合物理教材內容，用規范的語言描述力的概念。

由此可見，教師設計、應用遞進式問題鏈，可以使學生獲得研究問題的經驗，透過直觀的生活現象逐漸得出物理結論，理解物理概念，由此建構深刻認知。在解決問題的過程中，學生積極思考，鍛煉了思維能力和歸納總結能力等。

3. 轉換性問題鏈

轉換性問題鏈指教師聯系學生已有經驗，轉換設問的方向或提問的方式，設計有助于學生突破思維瓶頸的一組問題。學生在思考物理問題時經常會遇到瓶頸，教師可以設計轉換性問題鏈，將陌生的問題轉化為熟悉的問題，從而降低問題解決難度，促使學生遷移解決問題的經驗，逐漸了解問題的本質，升華物理知識認知。

例如，在教學教材“動能和勢能”這節課時，許多學生在探究“動能大小的影響因素”時陷入如“無法表示出小球的動能大小”的困境。在此前的教學中，學生已經掌握了“物體可以對外做功，則物體存在能量”的知識點。據此，教師可以循序漸進地設計轉換性問題。

問題1：動能是什么？動能和能量有怎樣的關系？

在此問題的驅動下，學生轉換思路，思考動能與能量的關系。

問題2：一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。那么我們要如何判斷小球的動能大小？

借此問題，教師引導學生思考實驗“小球推動木塊”，讓學生觀察、分析木塊被推出的距離，以判斷小球的動能大小。

問題3：在現實生活中，哪些現象可以說明具有動能的物體可以對外做功？

學生可能聯想到：風力吹動帆船前進，急速的水流沖擊發電機的旋葉，等等。

問題4：在“小球推動木塊”的實驗中，實驗現象越明顯越有利于觀察。那么，運動的小球對什么物體的做功現象會比較明顯？當木塊被推得遠時，表示小球的動能是越大？還是越小？

學生觀察木塊移動的距離，發現木塊移動得越遠，表示小球做的功越多，這說明小球具有很大的動能。

通過應用轉換性問題鏈，學生及時轉換探究思路，遷移已有認知，著力探究物理新知，借此實現了意義建構，同時發展了思維能力和問題解決能力，有利于提高物理學習水平。

三、練習環節：設計遷移性問題鏈

練習環節是學生遷移課堂認知于新情境解決問題的活動。通過練習，學生可以學以致用，增強對所學知識的理解。遷移性問題鏈指教師以學生所學的理論知識為基礎，為使學生理解理論知識的現實應用情境而設計的一組問題。有效的遷移性問題鏈可以使學生發現問題情境的聯系，融會貫通，應用所學知識。

例如，在教學教材“杠桿”這節課后，學生學習了杠桿的五要素及其尋找方法。現實生活中有許多與杠桿有關的現象，教師可以將其與學情相結合，先展示空調外機示意圖（如圖1），再設計遷移性問題。

[室

外

機][圖1]

問題1：按照圖1的方式將空調外機懸掛在室外墻壁上，為什么空調外機掉不下來？

面對此問題，大部分學生無法直接解決。于是，教師提出第二個問題。

問題2：圖中的三角形支架，相當于我們學過的哪個物理模型？

通過這兩個問題，學生遷移物理認知容易聯想到杠桿，教師再繼續提問。

問題3：怎樣看出是杠桿？

在問題的作用下，學生試著作圖，畫出力和力臂，借此在真實情境中識別杠桿。同時，學生借助圖形，找尋支點和力臂，感受杠桿模型的本質。

問題4：杠桿有五要素。圖中杠桿的五要素在什么位置？

綜合如上問題，學生在圖中標注支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。

教師設計遷移性問題鏈不僅使學生及時應用了課堂所學，解決了生活中的物理問題，還使學生積累了生活經驗，發展了物理應用能力和問題解決能力，有利于提高課堂學習質量。

總之，有效的問題鏈，貫穿物理課堂教學始終，推動物理課堂教學發展，有利于學生體驗多樣活動，不斷解決問題，掌握物理知識，發展物理核心素養。對此，在實施初中物理教學時，教師要立足問題之于思維的重要性，聯系教學內容與學情，有策略地設計不同類型的問題鏈。通過引入性問題鏈調動學生學習興趣，使其進入物理課堂，為進行深入探究做好準備；通過探究性問題鏈驅動學生經歷科學探究過程，借助實驗現象，發現物理結論；通過遞進性問題鏈促使學生審視、分析生活現象，扎實掌握物理概念；通過轉換性問題鏈幫助學生突破思維障礙，順利地進行探究，解決物理問題，建構良好認知；通過遷移性問題鏈促使學生靈活應用物理所學，解決實際問題，加深對知識的理解。此外，在解決不同問題之際，學生會發揮科學思維、科學探究的作用，便于在掌握知識的同時，發展物理核心素養，切實增強物理學習效果。

參考文獻：

［1］李璐璐. 基于科學思維的初中物理教學問題鏈設計策略研究［D］. 蘭州：西北師范大學，2021.

［2］陶根來. 巧用問題鏈激活提高初中物理課堂效率［J］. 數理化解題研究，2020（35）.