促進初中物理學習思維發展的問題設計思路

一、促進學習思維發展的問題設計思路內涵

促進學習思維發展的問題設計思路源于“促進深度思考的問題設計思路\"與“突出問題教學\"理念的相互融合。該思路以教師設計的結構化問題為主線，由教師主導問題的解決過程，以此體現學生從發現問題到逐步深入解決問題的學習思維發展歷程。具體而言，教師圍繞核心問題，引導學生解決層級逐步上升的遞進式問題和啟發式問題。

（一）突出問題教學

突出問題教學為學生搭建了一個交流、合作、探索與發展的平臺，促使學生主動運用知識解決問題。在教學活動中，以問題為線索，讓學生在問題情境中探索與發現知識，掌握技能，發展創新思維。教師應有意識地創設問題情境，引導學生發現問題、提出問題，進而促進學生主動學習，不斷提升學生運用物理知識解決實際問題的意識與能力。同時，要注重幫助學生養成良好的思維習慣，做到概念清晰、研究對象明確、思維邏輯嚴謹、結論有據可依。

（二）促進深度思考的問題設計思路

如何設計啟發式問題以促進學生深度思考呢？通常可采用聯系性問題、還原性問題、建構性問題、遷移性問題等設計思路。

聯系性問題：設計此類問題，旨在幫助學生在聯系已學知識或學習經驗的過程中，找到新學知識的固著點。

還原性問題：還原性問題是一種回溯性提問，有助于學生感受知識產生的背景和形成過程，從而更清晰、深刻地理解并掌握基本概念。

建構就義問題：建構主義認為，理解是學生通過在新舊知識間建立聯系，將新知識納人個體原有認知結構，進而形成新的認知結構的過程。

遷移性問題：通過遷移性問題，啟發學生體會知識與方法和實踐之間的聯系，使學生在新情境的應用遷移中，更深刻地理解知識，形成更具普遍意義的解決問題的新經驗。

二、促進學習思維發展的問題設計思路實踐探索

問題通常是學生在日常生活中面臨的，或是在此前學習中迫切希望解決的矛盾焦點。理想的問題最好能涵蓋重難點，體現某單元或某節課內容的根本聯系，同時要源于學生的初步疑問，與學生的原有經驗密切相關。

以“光的直線傳播\"為例，它既是學生學習幾何光學的基礎，也是研究光現象的必備知識。小學科學僅涉及在空氣中探索光的直線傳播；;初中物理則探究光在空氣、水（液體）以及固體（如果凍、玻璃磚等）透明物質中沿直線傳播的情況。“光的直線傳播有什么特點？\"是學生遇到的未知問題。學生需要將科學探究中聲音的產生與傳播路徑和方法遷移應用到光的直線傳播的新知識學習中，包括光的直線傳播的概念（如光源、光線、光速、光年）和規律（光在同種均勻介質中沿直線傳播）。

三、促進學習思維發展的問題設計思路具體策略

（一）核心問題

思維往往圍繞一個中心問題展開，再依據相關的物理概念、規律和邏輯關系不斷向外延伸。即從初始狀態出發，經過一系列中間狀態，在問題空間中逐步探索前進，最終達到目標狀態。在中間狀態的探索過程中，必須抓住關鍵環節，而問題的關鍵就是思維的中心。“光的直線傳播有什么特點？\"便是這樣一個核心問題。學生只有理解了光的直線傳播的特點，才能科學地解釋光現象，系統地分析實際應用中的原理。教師可對照聲音的產生與傳播的特點，實踐“促進學習思維發展的問題設計思路”，通過實驗等方式引導學生解決這一核心問題，培養學生的核心素養。

（二）啟發式問題

教師設計具有層級遞進性的啟發式問題，并有意識地對多個問題進行分類，這有利于教師組織和引導問題教學，也有利于學生沿著問題路徑進行深入思考。啟發式問題由聯系性問題、還原性問題、建構性問題、遷移性問題構成，每一類問題又包含若干個遞進式問題。

1.聯系性問題

問題：你對光的理解是什么？

設計意圖：教師引導學生回憶舊知和已有經驗，診斷學生的認知起點，從而找到組織實施教學的契合點。學生積極思考教師預設的問題，領會教師運用表格復習整理舊知的意圖，并對照聲音的產生與傳播的特點，大膽表達自己對光的理解。

2.還原性問題

問題：光如何傳播？

設計意圖：考慮到初中學生直觀思維較強、抽象思維較弱的學習心理特點，教師透徹分析學情和教材內容，引導學生回憶小學科學中探索光在空氣中直線傳播的實驗，還原構建實物模型進行探索的實驗情境，還原科學探究的方法，從而深入理解光的直線傳播。

3.建構性問題

問題：光的直線傳播的條件是什么？

設計意圖：教師巧妙創設能夠引發學生認知沖突的情境，讓學生認識到實驗條件的重要性，使學生在思考和實踐中深刻理解“光在同種均勻介質中沿直線傳播”的規律。同時，讓學生明白實驗探究的過程既是解決問題的過程，也是建構新的認知結構的過程。

4.遷移性問題

問題：光的直線傳播在生活中有哪些應用？

設計意圖：學生將所學知識和方法應用到生活和學習中，做到學以致用，運用\"光線\"概念、光的直線傳播規律解釋一些物理現象和解決實際問題。學生學會像科學家一樣思考，獲得新的學習經驗和普遍適用的科學方法。

（三）遞進式問題

遞進式問題是啟發式問題的子問題，具有邏輯清晰、層級上升的結構特點，契合初中學生學習從經驗向理論過渡、思維從形象向抽象發展的規律。通過解決遞進式問題，不僅能培養學生的問題意識，還能提高學生運用科學方法的能力。

1.解決聯系性問題

問題1：聲音的傳播有哪些特點？

問題2：你能說出“囊螢夜讀”“東壁余光”中的光源嗎？

問題3：聲音在空氣中向四面八方傳播，光的傳播方向也是這樣嗎？

設計意圖：

（1）經驗具有教育價值，是教育活動設計的重要依據，促進學生經驗的持續發展、改造和內化是教育的目標。在初中物理教學中，學生經驗可分為生活經驗、知識經驗和活動經驗。學生已有的經驗和知識需要與記憶建立聯系而被喚醒。教師借助表格簡明有序、邏輯清晰的特點，從方向、介質、真空、速度四個方面歸納整理聲音的產生與傳播特點，為學習“光的直線傳播\"做好鋪墊。

（2）教師融合不同學科知識，既能訓練學生的表述能力，又能讓學生從中華民族優秀文化中汲取物理知識養分。學生在小學四年級語文課中學習過\"囊螢夜讀”，能自信表述\"螢\"即螢火蟲，它會自身發光。對于“東壁余光”，學生了解較少，可能會猜測并虛構情境。教師適時講述典故，引導學生理解光源概念并進行分類，為學生搭建發展性學習的基礎支架。

（3）學生對生活中的聲現象和光現象較為熟悉，如手電筒、激光筆、電影院放映機、車前燈、云層縫隙透出的陽光等發出的光都是直的，由此歸納出“聲音在空氣中向四面八方傳播，而光在空氣中直來直去傳播，與聲音傳播方向不同\"的結論。

2.解決還原性問題

問題1：光在空氣中沿什么方向傳播？問題2：如何用實驗驗證光在空氣中沿直線傳播？問題3：光在空氣中始終沿直線傳播嗎？

設計意圖：

（1）學生對\"光在空氣中沿直線傳播\"的認識源于生活經驗和小學科學學習，具有經驗型思維特點，容易忽視物理條件的重要性。教師在組織教學時，要注重排除學生經驗造成的學習障礙。

（2）物理課應使學生掌握觀察、測量和做實驗的基本方法，學會對事物、現象進行分析綜合，進行科學的抽象、概括和推理，認識到自然和科學是發展變化的，以實事求是的態度，按科學途徑和方法進行探索，善于發現問題、分析問題和解決問題。學生在實踐中認識到實驗探究的重要性，深刻理解一個物理現象需要一系列物理實驗來論證和解釋。

（3）學生對\"光在空氣中就是沿直線傳播\"的經驗認知根深蒂固，易造成學習思維發展障礙。教師應及時引導，矯正學生認知偏誤。教師可提供反例，如酒精燈火焰置于穩定的激光筆發光光路下方，墻上光斑持續抖動，引發學生認知沖突，幫助他們從感性認知上升到理性認知，深刻體會物理現象需要實驗驗證的意義。引導學生思考、討論和分析得出“火焰使得空氣密度發生變化，變得不均勻，導致光在空氣中不再沿直線傳播\"的結論。

3.解決建構性問題

問題1：光在水、玻璃（或果凍）等透明物質中沿什么方向傳播？

問題2：如何用實驗驗證光在水、玻璃（或果凍）等均勻透明的物質中沿直線傳播？

問題3：光在均勻的物質（介質）中始終沿直線傳播嗎？

設計意圖：

（1）學生基于解決聯系性和還原性問題后獲得的知識和學習經驗進行猜測。猜測是學生主動思考的體現，是培養問題意識的重要途徑，其正確性需要科學探究加以驗證。學生在教師引導下，提出“如何用實驗驗證光在水、玻璃（或果凍）等均勻透明物質中沿直線傳播\"的問題。

（2）學生理解了光在空氣中沿直線傳播的條件是“均勻的空氣”，猜測\"光在均勻的水、玻璃（或果凍）中沿直線傳播”，并在教師引導下自主設計實驗，驗證猜測的正確性，總結歸納出“光在均勻物質（介質）中沿直線傳播\"的結論。

（3）學生聯系并還原已習得的解決問題思路，試圖找到反例驗證\"光在不均勻的水中不沿直線傳播”。教師指導學生用光線作出“置于空氣中的實驗專用玻璃磚演示光的傳播\"的徑跡和方向，并繼續引導學生尋找反例。如適量的冰糖溶解于水，不攪拌就喝，越接近底部甜味越濃。教師提問“如果把這種經驗用于探究光在冰糖水中的傳播，你會怎樣做呢”，旨在讓學生動手創設實驗情境，明白實驗條件是影響實驗結果的因素之一，通過實驗探究加深對\"同種均勻\"概念的理解。

4.解決遷移性問題

問題1：請列舉出生活中光的直線傳播的應用。

問題2：夜晚正常行駛車輛，前車燈光從路中央“跑”到了路邊，為什么？

問題3：日食或月食是如何形成的？

設計意圖：

（1）學生只有理解光的直線傳播的概念和規律，才能正確列舉出影子的形成、小孔成像、射擊瞄準、隊列標齊等應用，并能用圖示、語言等加以描述。

（2）教師設置不熟悉的情境，學生通過想象、相互討論、作圖或用激光筆模擬場景，遷移應用建構知識，歸納出\"車前燈光跑到路邊說明前方有彎道\"的結論。

（3）教師有意識地將小學科學探索設計成初中物理遷移性問題，重點培養學生的建模思維，讓他們用實物建模和光線建模解決問題，促進學生形象思維向抽象思維發展，實現學習的再次內化和提升。

四、結語

教師強烈的問題意識能有效地組織和引導教學。教師應通過精心篩選和重組，設計出邏輯清晰的問題層級結構，并圍繞學生認知水平和個體學習差異設計促進學生學習思維發展的問題解決路徑。學生沿著該路徑深入思考和實驗探究，能學會發現問題、解決問題和提出問題。

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