高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的策略

【摘要】本文研究目的在于以多元化問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)策略開(kāi)展高中物理教學(xué)，激活學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)實(shí)效.文中結(jié)合人教版高中物理課例，立足現(xiàn)實(shí)生活、易錯(cuò)知識(shí)、教材實(shí)例、物理學(xué)史、物理實(shí)驗(yàn)、物理方法六個(gè)維度，以案例分析法探究具體創(chuàng)設(shè)策略，為高中物理教師創(chuàng)設(shè)有趣且有效的問(wèn)題情境提供有益經(jīng)驗(yàn)，減少教學(xué)實(shí)踐中的錯(cuò)誤嘗試，以順利達(dá)成提高教學(xué)實(shí)效的目標(biāo).

【關(guān)鍵詞】高中物理；問(wèn)題情境；課堂教學(xué)

情境教學(xué)法是一種以具有情緒色彩、生動(dòng)形象、具體場(chǎng)景為基礎(chǔ)，能夠帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理世界，引起學(xué)生態(tài)度體驗(yàn)、幫助理解知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生心理機(jī)能正向發(fā)展的科學(xué)教學(xué)法.問(wèn)題情境是一種常用情境，其以問(wèn)題為核心，不僅能使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)、產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，也具有明確方向性、啟發(fā)性，使學(xué)生帶著實(shí)際問(wèn)題與已有思考進(jìn)行探究，具有提高學(xué)習(xí)深度的增值效果.因此，應(yīng)探索多元化、科學(xué)化的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)策略，使學(xué)生帶著濃厚的興趣開(kāi)始物理學(xué)習(xí)，快速進(jìn)入“我想學(xué)、我要學(xué)”的狀態(tài).

1 立足現(xiàn)實(shí)生活創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

高中學(xué)生已積累一定的生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)諸多客觀物質(zhì)現(xiàn)象也有所了解或體驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)可以從熟悉的現(xiàn)實(shí)生活角度出發(fā)，利用家庭生活、社會(huì)實(shí)踐、校園生活、戶外活動(dòng)中接觸到的內(nèi)容作為素材，突出與教材物理知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)有趣的物理問(wèn)題.

例如 以必修第一冊(cè)“摩擦力”教學(xué)為例，直接利用生活中方便獲取的物品，創(chuàng)設(shè)以實(shí)物為載體的問(wèn)題情境，提前準(zhǔn)備好紙箱，上課時(shí)將學(xué)生的書(shū)籍裝滿紙箱，并向?qū)W生提出問(wèn)題，如何計(jì)算拉動(dòng)箱子時(shí)的水平拉力？判斷水平拉力大小需要知道哪些信息？從兩個(gè)問(wèn)題中學(xué)生提煉出的關(guān)鍵信息均為“水平拉力”，啟發(fā)學(xué)生思考什么是水平拉力、如何判斷其大小，尋找解答問(wèn)題情境的答案[1].基于此，可以將問(wèn)題情境拆解成三個(gè)彼此聯(lián)系、具有遞進(jìn)關(guān)系的小問(wèn)題，使學(xué)生逐步深入探尋問(wèn)題答案，也完成本節(jié)課核心知識(shí)的學(xué)習(xí).問(wèn)題一是水平拉力有什么特點(diǎn)？需要學(xué)生結(jié)合物理學(xué)科的建模思維，將問(wèn)題情境等效為可以展開(kāi)探究的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停柚鷮?shí)驗(yàn)器材動(dòng)手操作探究，總結(jié)水平拉力特點(diǎn).問(wèn)題二是為什么水平拉力有如此特點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生深層挖掘原因，揭示靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小特點(diǎn)、差異.問(wèn)題三是滑動(dòng)摩擦力大小受什么因素影響及特點(diǎn)？通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是否與速度、面積有關(guān)，總結(jié)影響其大小的決定因素，從而完整解答問(wèn)題情境.

在現(xiàn)實(shí)生活中提煉物理問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單生活現(xiàn)象中的物理知識(shí)，產(chǎn)生探究興趣.繼而將問(wèn)題情境拆解，形成引導(dǎo)學(xué)生探究知識(shí)本質(zhì)的小問(wèn)題，使問(wèn)題情境貫徹教學(xué)始終，持續(xù)激發(fā)學(xué)生的探究興趣.

2 圍繞易錯(cuò)知識(shí)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在每節(jié)課教學(xué)前均應(yīng)精準(zhǔn)篩選學(xué)生理解難點(diǎn)、易錯(cuò)知識(shí)，展開(kāi)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)，通過(guò)認(rèn)知沖突引導(dǎo)學(xué)生加深辨析程度.當(dāng)情境中的問(wèn)題學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法解決時(shí)或與個(gè)人知識(shí)結(jié)構(gòu)存在矛盾時(shí)，認(rèn)知沖突形成，學(xué)生產(chǎn)生疑竇，帶著自己的疑問(wèn)開(kāi)始思考，不斷地順應(yīng)、調(diào)節(jié)，最終解決問(wèn)題，完成物理知識(shí)建構(gòu)與內(nèi)化.

例如 以必修第三冊(cè)“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”教學(xué)為例，本部分知識(shí)在初中有所接觸，但初中階段僅探究?jī)煞N電路中的電流電壓關(guān)系，進(jìn)入高中后需要進(jìn)一步深入研究?jī)煞N電路的特點(diǎn)，總結(jié)電流、電壓、電阻三種關(guān)系，知識(shí)內(nèi)容較多，常因混淆關(guān)系或?qū)﹃P(guān)系掌握不透徹導(dǎo)致知識(shí)應(yīng)用中出現(xiàn)錯(cuò)誤.為此，圍繞串聯(lián)、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系探究創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境.

引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系初中所學(xué)知識(shí)，厘清串并聯(lián)電路中電流電壓的關(guān)系，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，啟發(fā)學(xué)生建立電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系，根據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生能夠通過(guò)歐姆定律建立三者之間的聯(lián)系，推導(dǎo)出串聯(lián)、并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系.面對(duì)推導(dǎo)結(jié)果繼續(xù)拋出問(wèn)題，并聯(lián)若干個(gè)不同電阻，總電阻與最小電阻有怎樣的大小關(guān)系？大部分學(xué)生認(rèn)為總電阻至少與最小電阻相等，可以直接告訴學(xué)生答案錯(cuò)誤，造成認(rèn)知沖突，使學(xué)生重新回到并聯(lián)電阻關(guān)系式中，分析各個(gè)量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律，總結(jié)出“越并越小”，使學(xué)生真正吃透三者關(guān)系[2].

圍繞易錯(cuò)知識(shí)提煉問(wèn)題、形成情境，使學(xué)生在簡(jiǎn)單的問(wèn)題引導(dǎo)下則能進(jìn)入深度思考狀態(tài)，加速物理觀念轉(zhuǎn)化，正確梳理知識(shí)之間的復(fù)雜關(guān)系，提高知識(shí)內(nèi)化效果.

3 基于教材素材創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

人教版高中物理教材中也出現(xiàn)諸多與生活、科技、前沿聯(lián)系密切的物理情境，為創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境提供了素材.教學(xué)前教師可以認(rèn)真分析教材內(nèi)容，結(jié)合課型選擇綜合性較強(qiáng)的內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)核心問(wèn)題情境，使學(xué)生圍繞問(wèn)題情境完成知識(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí).

例如 以選擇性必修第二冊(cè)“電磁感應(yīng)”單元教學(xué)為例，本單元是初中電磁感應(yīng)現(xiàn)象知識(shí)的深化，主要學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)相關(guān)規(guī)律，使學(xué)生把握電磁感應(yīng)核心思想為能量的轉(zhuǎn)化與守恒.梳理教材知識(shí)內(nèi)容構(gòu)建以轉(zhuǎn)化和守恒為核心的“一核四層兩翼”結(jié)構(gòu)體系，為了能夠使問(wèn)題情境引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)知識(shí)本質(zhì)，利用單元導(dǎo)語(yǔ)中提到的“三峽發(fā)電機(jī)組”素材創(chuàng)設(shè)核心問(wèn)題情境，使學(xué)生單元學(xué)習(xí)圍繞問(wèn)題“磁生電有怎樣的規(guī)律？”展開(kāi).考慮到問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)對(duì)內(nèi)容豐富、生動(dòng)的要求，查詢資料，對(duì)三峽水電站情況進(jìn)行詳細(xì)介紹，使學(xué)生了解水力發(fā)電機(jī)組的工作原理為磁生電，并從情境中提到的水流、水輪旋轉(zhuǎn)、機(jī)械能、發(fā)電子轉(zhuǎn)子、磁場(chǎng)、線圈電磁感應(yīng)等內(nèi)容構(gòu)建模型，思考如何解答“磁生電的規(guī)律”，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生尋找新知作為支撐點(diǎn)，順利引導(dǎo)學(xué)生探究影響感應(yīng)電流方向的因素（楞次定律）、研究法拉第電磁感應(yīng)定量關(guān)系（法律第電磁感應(yīng)定律）、定量分析電磁感應(yīng)定律（渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)）、探究互感與自感特點(diǎn)（互感和自感）[3].

以教材中提到的社會(huì)重大事件為素材創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，在保證貼近生活生產(chǎn)實(shí)際基礎(chǔ)上，提升情境時(shí)代感，能夠增強(qiáng)情境的吸引力.同時(shí)，問(wèn)題指向單元知識(shí)核心，具有極強(qiáng)的綜合性，有效串聯(lián)單元學(xué)習(xí)內(nèi)容以及前概念，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)效果.

4 運(yùn)用物理學(xué)史創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

物理學(xué)史記載了學(xué)科各個(gè)方面的衍生與發(fā)展進(jìn)程，能夠使學(xué)生了解到所學(xué)概念、規(guī)律等內(nèi)容的起源，豐富關(guān)于知識(shí)的認(rèn)識(shí).了解與掌握物理學(xué)史是十分必要的，使學(xué)生完整感知與體驗(yàn)物理知識(shí)的產(chǎn)生與發(fā)展，加深理解與認(rèn)知深度.而物理學(xué)史也可以為創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境提供素材，回顧歷史進(jìn)程，使學(xué)生以發(fā)現(xiàn)者、探究者的身份展開(kāi)問(wèn)題研究，不僅掌握知識(shí)，也領(lǐng)會(huì)其中的科學(xué)思維方法、探究精神.

例如 以必修第二冊(cè)“萬(wàn)有引力定律”教學(xué)為例，使學(xué)生站在牛頓的視角，結(jié)合萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程史實(shí)資料，解答普通民眾（教師）的困惑與不解，創(chuàng)設(shè)以系列性問(wèn)題為基礎(chǔ)的情境.結(jié)合開(kāi)普勒三定律史料信息闡述行星“如何動(dòng)”并設(shè)置問(wèn)題：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是什么原因？結(jié)合行星繞太陽(yáng)進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)史實(shí)設(shè)置問(wèn)題：太陽(yáng)與行星之間的引力方向是什么？為什么？結(jié)合描述行星運(yùn)行速度、質(zhì)量以及與太陽(yáng)之間距離的史實(shí)設(shè)置問(wèn)題：太陽(yáng)與行星之間引力大小關(guān)系如何？結(jié)合其他科學(xué)家關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星作用力影響因素的猜想設(shè)置問(wèn)題：是否僅與行星質(zhì)量有關(guān)？還可以從哪個(gè)角度展開(kāi)進(jìn)一步探究？

物理學(xué)史中物理概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程也是無(wú)數(shù)科學(xué)家們猜想、驗(yàn)證的過(guò)程，以此為背景創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，形成連貫有序、環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題鏈，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理知識(shí)的“發(fā)現(xiàn)之旅”，啟發(fā)學(xué)生積極聯(lián)想、大膽猜想，提升學(xué)習(xí)效果.

5 結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

物理學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)探索物質(zhì)世界與自然規(guī)律的，而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是物理實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)圍繞發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行，因此，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境也具有合理性與可行性.可以利用實(shí)驗(yàn)所要解決的問(wèn)題（即“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”環(huán)節(jié)學(xué)生提煉的問(wèn)題）創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察、體驗(yàn)物體變化情況，從不同角度找到解決問(wèn)題答案，使問(wèn)題情境不僅具有啟思激趣作用，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、獲取證據(jù)能力、創(chuàng)新能力.

例如 以選擇性必修第一冊(cè)“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”教學(xué)為例，本次實(shí)驗(yàn)所要解決問(wèn)題是“如何驗(yàn)證動(dòng)量守恒”.教學(xué)中利用多媒體演示質(zhì)量為m1，m2的物體一維碰撞情境，從理論層面解釋碰撞前后動(dòng)量守恒，使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)思路；并出示實(shí)物，為學(xué)生提供滑塊、彈性碰撞架、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門(mén)、紙帶、氣墊導(dǎo)軌等實(shí)驗(yàn)器材，提出問(wèn)題：如何選擇合適的器材驗(yàn)證動(dòng)量守恒？引導(dǎo)學(xué)生思考驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，使情境緊扣實(shí)驗(yàn)所要解決問(wèn)題[4].明確問(wèn)題后，學(xué)生開(kāi)始分組討論，最終設(shè)計(jì)出四種驗(yàn)證方案，分別為研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)、用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)、單擺測(cè)速驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生思維得到拓展.

將物理實(shí)驗(yàn)所要解決問(wèn)題轉(zhuǎn)化為問(wèn)題情境，配合技術(shù)手段將情境具象化，啟示學(xué)生結(jié)合獲取的信息完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).較之常規(guī)以“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”為起點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”創(chuàng)設(shè)情境，使實(shí)驗(yàn)更具開(kāi)放性，學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案更加多元，以便從學(xué)習(xí)之處奠定多維度、多方向思考基調(diào)，鼓勵(lì)學(xué)生以多種實(shí)驗(yàn)方案解決問(wèn)題，有效提高能力培養(yǎng)效果.

6 巧用物理方法創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

物理學(xué)產(chǎn)生自人類對(duì)客觀事物的思維加工，其中包含豐富的科學(xué)思維方法，其既是能力也是工具，對(duì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)物理有著重要意義.在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境中巧用物理方法，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析、抽象、比較、推理等思維加工客觀現(xiàn)象與事物，可以幫助學(xué)生充分理解知識(shí).

例如 以選擇性必修三“熱力學(xué)第一定律”教學(xué)為例，為了讓學(xué)生推理、歸納、概括出熱力學(xué)第一定律內(nèi)容，理解內(nèi)能改變過(guò)程中轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的規(guī)律，設(shè)置壓縮汽缸內(nèi)一定質(zhì)量氣體且同時(shí)為汽缸加熱情境，提出問(wèn)題：為什么汽缸內(nèi)氣體變化比單一做功或單一傳熱時(shí)的變化更明顯？面對(duì)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生將情境中的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題，在多個(gè)小的問(wèn)題情境下引導(dǎo)學(xué)生推理.

當(dāng)汽缸氣體沒(méi)有吸收熱量、沒(méi)有放出熱量時(shí)進(jìn)行壓縮，內(nèi)能變化如何？有什么變化？氣體做功時(shí)，內(nèi)能變化如何？有什么變化？

汽缸氣體沒(méi)有被壓縮時(shí)，外界不對(duì)氣體做功，氣體也不對(duì)外界作用，那么進(jìn)行加熱時(shí)內(nèi)能變化如何？有什么變化？氣體釋放出熱量，內(nèi)能變化如何？有什么變化？

在壓縮與加熱同時(shí)進(jìn)行時(shí)，說(shuō)明氣體與外界同時(shí)發(fā)生做功與熱傳遞，此時(shí)內(nèi)能變化如何？熱量與做功之間有怎樣的關(guān)系？

按照上述問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生推理、歸納，厘清做功、熱傳遞、內(nèi)能變化之間的關(guān)系，進(jìn)而概括出內(nèi)能變化量是外界對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)做功、對(duì)其傳遞熱量的和，由此得到熱力學(xué)第一定律.

在定律、概念等理論性知識(shí)學(xué)習(xí)中，將物理學(xué)思維方法蘊(yùn)含于問(wèn)題情境中，使學(xué)生親身感受推理、歸納、概括等，豐富方法運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展科學(xué)思維能力.

7 結(jié)語(yǔ)

總之，情境化教學(xué)理念引導(dǎo)下，高中物理以問(wèn)題情境展開(kāi)教學(xué)，在啟發(fā)學(xué)生思考、鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑、引導(dǎo)學(xué)生探究方面發(fā)揮著重要作用.但應(yīng)科學(xué)創(chuàng)設(shè)情境，確保情境的多元性、生動(dòng)性、豐富性、引導(dǎo)性，以及問(wèn)題的靈活性、開(kāi)放性、創(chuàng)新性，能夠切實(shí)對(duì)促進(jìn)物理學(xué)習(xí)、學(xué)生能力素養(yǎng)發(fā)展產(chǎn)生實(shí)際意義.因此，要不斷探究，積累創(chuàng)設(shè)經(jīng)驗(yàn)，合理拓展問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)維度，有效實(shí)現(xiàn)問(wèn)題情境價(jià)值.

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