高中物理教學中創(chuàng)設問題情境的實踐研究

吳林青

問題情境是指教師將教材的知識點以問題的形式呈現(xiàn)在學生的面前，讓學生在尋求，探索解決問題的思維活動中掌握知識技能，進而培養(yǎng)學生自己發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。新課標多次提及“問題情境”。《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》要求：“努力創(chuàng)設激發(fā)學生探究欲望的問題情境，引導學生進行科學探究，培養(yǎng)學生實驗設計、分析論證、反思評估等能力。”“通過創(chuàng)設學生感興趣的問題情境，引導學生運用已有的概念和規(guī)律分析常見的碰撞、機械振動、機械波等現(xiàn)象，建構彈性碰撞、簡諧運動、單擺等模型，學會用守恒定律解決問題的方法。”“能在熟悉的問題情境中根據(jù)需要選用所學的恰當?shù)哪Ｐ徒鉀Q簡單的物理問題。”“物理規(guī)律的探究需要創(chuàng)設問題情境。”“創(chuàng)設真實而有價值的問題情境，采用主體多元、方法多樣的評價方式，客觀全面地了解學生物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展狀況。”“創(chuàng)設有利于學生討論、探究的真實問題情境，評價學生在真實學習環(huán)境中物理學科核心素養(yǎng)的表現(xiàn)水平。”學生的思維總是由問題開始的，在解決問題中得到發(fā)展。高中物理教學的過程就是一個不斷創(chuàng)設問題情境，引發(fā)學生認知沖突，激發(fā)學生的求知欲，使學生的思維在對問題的思考與探究中得到促進和發(fā)展的過程。在此，筆者就高中物理教學中創(chuàng)設問題情境作了一定的實踐研究。

一、聯(lián)系社會生活創(chuàng)設問題情境

新課程要求，物理教學要加強與生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系。物理教學中許多概念、規(guī)律都是建立在對生活現(xiàn)象觀察的基礎之上，但具有很強的抽象性。這些抽象的知識會給學生的學習帶來一定的困難，在物理課堂教學中，緊密聯(lián)系學生的生活實際，從學生的生活經(jīng)驗和已有的知識出發(fā)，利用生活實例創(chuàng)設情境，將物理概念、規(guī)律還原到學生熟悉的實際生活中，就能夠激發(fā)學生興趣，喚起學生原有的認知與生活體驗。例如，在學習角速度概念時，學生提出：既然用線速度可以描述圓周運動快慢，為什么還要引入角速度描述圓周運動快慢呢？我們可以創(chuàng)設月球和地球辯論的情境。地球說：“月球繞地球做圓周運動每秒鐘走過的弧長為0.99千米，而我地球繞太陽做圓周運動每秒鐘走過的弧長為29.78千米，所以我跑得快！”月球說：“我繞地球轉一圈只需要28天，而地球繞太陽轉一圈需要一年365天，所以我跑得快！”地球與月球說得都有道理，由此可見，僅僅用線速度來描述圓周運動的快慢是不夠的，還需要從另一個側面描述圓周運動快慢。因此，要引入角速度這個物理量來描述圓周運動的快慢。此例子雖然比較簡單，但體現(xiàn)了新課程標準下情感態(tài)度與價值觀的目標，以自然界的奇妙引入，激發(fā)學生對科學的好奇心與求知欲，引導學生去探究科學，探索科學。

二、利用物理實驗創(chuàng)設問題情境

物理是一門以實驗為基礎的科學，各種物理實驗以其直觀性、形象性為學生提供了豐富的感性材料，使其充滿著趣味性、思維性、挑戰(zhàn)性、探索性和創(chuàng)造性，能有效激發(fā)學生的好奇心和求知欲。利用實驗內容的魅力創(chuàng)設問題情境，可以充分發(fā)揮學生的主體性，有利于教師引導學生通過對實驗的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題，從而揭示物理現(xiàn)象的本質、探究物理現(xiàn)象的內在規(guī)律。例如，在講《力的分解》一節(jié)時，取一個質量較大的鉤碼放在桌子上，手拿細線問學生：“要把鉤碼用手里的細線提起來，是用一根線易斷呢還是兩根線易斷？”按照學生的生活經(jīng)驗，當然是一根線易斷。但實驗演示的結果是：用一根細線可以將鉤碼穩(wěn)穩(wěn)地提起；用兩根同樣的細線（故意使兩線間有一較大夾角）提鉤碼時，細線斷了。“為什么兩根線的效果反而不如一根線呢？”學生產生了強烈的思維沖突，進入了憤悱狀態(tài)，認知的矛盾上升為學習的動力。這一實驗現(xiàn)象也為消除教學疑點――合力不一定大于分力，提供了佐證。

三、通過認知矛盾創(chuàng)設問題情境

在學習物理知識之前，由于日常生活的積累，學生對自然界中的物理現(xiàn)象有了自己的認識，先入為主的生活經(jīng)驗在學生的思維中形成觀念，這就是所謂的前概念。在教學的過程中，利用學生的前概念意識和物理實驗結果的矛盾激化學生的問題意識。如在《力的分解》這一節(jié)中，教師先出示一個大砝碼（比平時實驗用的鉤碼大得多，在學生頭腦中形成一個砝碼很重的概念）和三根細棉線。問學生是用一根棉線提砝碼時線會斷，還是用兩根棉線提砝碼時線會斷？學生很快就回答是用一根線會斷。教師做實驗，結果用一根棉線可緩慢地、穩(wěn)穩(wěn)地把砝碼提起來，而用兩根棉線提砝碼時（有意加大兩棉線之間的夾角，大于120°）可以看到棉線斷裂，不能把砝碼提起來。學生對實驗的結果感到愕然，帶著濃厚的興趣思考為什么會產生這樣的現(xiàn)象？此時教師組織學生進行探究活動，尋找問題的答案。

四、結合物理學史創(chuàng)設問題情境

物理學史包括科學知識與科學研究的方法以及物理學家忘我的精神和為之奮斗的歷程。結合物理學史創(chuàng)設問題情境，既可以讓學生深刻感悟物理學家在探索物理知識過程中所經(jīng)歷的艱辛和挫折，從而給予學生啟迪和教育，也能使學生獲取科學的研究方法，使學生感受到探究物理的樂趣。例如，在教學《萬有引力定律》這一節(jié)時，我向學生設置了如下問題情境：我們都生活在地球上，那么你們是否思考過該如何測出地球的質量？你們利用萬有引力定律猜想一下牛頓是如何獲得答案的？牛頓曾經(jīng)做過這樣一種設想：如果一個人站在山頂上，沿著水平方向扔出一顆石頭，那么，由于石頭所受引力的作用，石頭會沿著一條拋物線落在地上。但是，如果使石頭的初速度得到不斷增加，石頭就會飛得越來越遠。那么，如果初速度增加到一定程度，那么石頭以后的運動情況會如何？這樣，通過結合牛頓的設想向學生提出問題，既能讓學生體會到科學家忘我的探索精神，也能促使學生積極開動腦筋對問題展開思考，并且體會到探究物理的樂趣。

總之，作為高中物理教師，我們要在教學過程中積極創(chuàng)設符合教材內容和學生認知特點的問題情境，以此來激發(fā)學生的物理學習興趣，培養(yǎng)學生的問題意識，提升學生分析問題、解決問題的能力。