高中物理科學探究中問題情境創設的再思考

摘 要: 探究性教學精髓在于創設問題情境。沒有問題情境的創設，也就沒有真正意義的科學探究性教學了。但在實際教學中，問題情境的構建卻依舊困難重重，突出表現在對于問題情境創設在科學探究式教學中的重要作用，以及如何進行問題情景的有效創設的策略認識不夠。本文對高中物理科學探究中問題情境創設的重要作用與策略提出了一些新的思考。

關鍵詞: 高中物理課堂教學 科學探究式教學 問題情境創設

新課程改革無疑是給所有從事基礎教育的工作者帶來一種全新的“教學文化”，而這種全新“教學文化”的核心內容，正如《普通高中物理課程標準》指出的:“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。”所謂探究性教學是指學生在教師指導下，自主發現、探索并解決問題，獲得知識的技能和確立科學態度的教學方式與教學過程。探究性教學精髓在于創設問題情境。沒有問題情境的創設，也就沒有真正意義的科學探究性教學了。

但在實際教學中，問題情境的構建卻依舊困難重重，突出表現在對于問題情境創設在科學探究式教學中重要作用，以及如何進行問題情景的有效創設的策略認識不夠。針對以上問題，本文從以下兩方面進行闡述。

一、準確理解科學探究式教學的科學內涵，充分重視問題情境創設的重要作用。

(一)通過創設問題情境，構建課堂的教學內容。

問題是探究性教學的核心，探究性教學始于問題，圍繞問題。問題情境正是為分析解決問題而展開師生共同合作的教學環境，我們可以圍繞教學內容設置問題情境，來構建課堂教學內容。如:在《彈力》這一概念教學中，我們可以設置這樣一系列邏輯關系的問題情景來構建彈力的概念，問題情景1:從學生的生活經驗和對演示實驗現象的分析出發，設問:彈力的存在的條件是什么?問題情景2:從直觀的具體現象中彈力方向出發，設問:彈力方向與物體形變方向有什么關系?問題情景3:從對彈簧彈力大小與彈簧形變量關系的探究出發，設問:彈力大小與彈簧形變量有什么樣的定量關系?(從而引出胡克定律教學)

(二)通過創設問題情景，培養學生的思維技能與問題意識。

美國教育家布魯巴克曾經說過:最精湛的教育藝術遵循的最高準則，就是由學生自己提出問題。“思維是從疑問和驚奇開始的。常有疑點，常有問題，才能常有思考，常有創新”。哈佛大學師生中流傳著一句教育名言:“教育真正的目的是讓人不斷提出問題，思考問題。”

問題情景創設既是科學探究的出發點，又是探究式學習的起點。教師通過問題情景創設，可使學生有解決問題的思維沖動，從而培養學生的思維能力。通過問題情景創設，教師要積極創設認知上沖突，使學生確定感到有問題要問，從而培養學生的問題意識。

(三)創設問題情境，培養學生的合作探究能力。

建構主義理論認為:教學活動不是“授予—吸收”的簡單過程。新課程理念指出:在探究式課堂教學中，教師應成為學生學習活動的促進者，而不是知識授予者，這就要求教師要創設合適問題情境，一切應為學生養成合作意識與發展探究能力搭建平臺。教師應通過創設問題情境，讓學生在“合作”中學習知識，在“探究”中主動建構知識;通過創設問題情境，切實讓學生感到合作是一種學習的需要，探究學習是獲取知識的有效途徑，逐漸培養學生合作探究的意識。

二、科學探究問題情境創設的常見方法與策略。

(一)通過演示實驗創設問題情境。

演示實驗是配合課堂講授和問題討論進行的實驗，具有引人入勝、發人深思、實驗條件明確、觀察對象突出、演示層次分明等特點。例如，在進行必修1第三章第三節《自由落體運動》的科學探究時，我首先演示:讓兩個大小一樣的紙片和金屬片從同一高度由靜止釋放，請學生觀察哪個先落到桌面上。觀察的結果是金屬片先落到桌面上。為什么金屬片先落到桌面上?直覺告訴學生:因為金屬片比紙片重。接著我將紙片揉成很小的紙團后重復演示一次，結果這次是紙團先落到桌面上。學生就會開始“到底是重的物體下落快還是輕的物體下落快”的劇烈的思維沖突，從而激發更進一步的科學探究。

(二)制造認知沖突創設問題情境。

在創設問題情境時，教師要善于制造認知沖突，引起學生內心的矛盾沖突，動搖學生已有的認知規律，從而喚起思維，激發其內驅力，讓學生在觀察與思考中發現問題、提出問題，并進行有效的科學探究。如，在進行選修3-1第四章第一節《閉合電路歐姆定律》的科學探究教學時，我準備兩節內阻較小新干電池，一個電動勢為9V的內電阻較大的蓄電池組，一個伏特表，一個小燈泡，一個單刀雙擲電鍵，若干導線。先用伏特表分別測干電池組的電動勢(約3V)和蓄電池組的電動勢(約9V)，將小燈泡與干電池組并聯，學生看到小燈泡發出白光。接著叫一個學生上臺來，要學生將小燈泡與9V的蓄電池并聯，這個學生很猶豫，小聲問了問:“連上去，燈泡會燒壞嗎?”“為什么會燒壞?”我反問。“因為3V的電池就讓小燈泡發白光了，連在9V的蓄電池上肯定會燒壞!”學生的話似乎很有邏輯。“燒壞了不要你賠，連上去!”學生忐忑不安地將燈泡連在了9V的蓄電池上，結果燈泡不僅沒有燒壞，反而比先前還暗一些。全班學生都感到十分驚訝與迷惑……可想而知，有了上面創設的問題情境，我就可以有效地加以引導并展開“閉合電路的歐姆定律”課題了。

(三)通過學生已有的知識經驗創設問題情境。

按照建構主義的理論，學生走進課堂，并不是“白紙”，任由你涂、畫和書寫，他具有一定的基礎知識和生活經驗，其中有些經驗是有利于新知識學習的，教師要在了解學生已有的知識經驗的基礎上，設計合理問題情境進行科學的探究。例如探究必修2第三章第三節《平拋運動》的運動規律時，在學生已經學習了“自由落體”基礎上，設計這樣問題情境:獵人用槍在水平方向瞄準了樹上的猴子，就在槍響的同時，猴子松手從樹上跳下，問猴子能否逃過此劫?學生清楚猴子做自由落體運動的規律，而子彈的運動規律又是什么?通過已有的自由落體知識引發學生對新的平拋運動知識的探究。

(四)通過物理史實創設問題情境。

利用物理史實設計教學問題，可以讓學生理解科學家深刻的設計思想和精巧的實驗方法，體驗科學發現的艱辛和快樂，激發創新的火花。如進行必修2第五章第一節《萬有引力定律及常量的測定》教學時，我介紹卡文迪許利用扭秤裝置，巧妙地在實驗室里比較準確地測出了引力常量時，設計了如下問題:實驗中，兩個球之間的萬有引力是非常小的，卡文迪許采用了什么方法，讓微小量的測量成為可能?通過討論，學生能認識其中的三次轉化:(1)力轉化為力矩;(2)力矩轉化為扭角;(3)扭角轉化為光點的移動。體會三次放大:(1)采用T形架增大力臂;(2)利用反射光路增大偏角;(3)拉開小鏡與光標的距離增大位移。

(五)通過變換角度創設問題情境。

建構主義的理論認為學習的過程是學生進行意義建構的過程。要準確地理解概念、掌握規律，學生應該多角度、全方位地認識概念、規律。教師變換角度設計問題，有助于學生的意義建構。如在進行“運動的合成和分解”物理方法教學時，在學生學習了“平拋運動”，知道了“平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動”之后，我讓學生討論以下問題，以使學生更全面地掌握運動的合成和分解。(1)為什么可以將平拋運動分解為兩個簡單的運動?依據是什么?(2)合運動與分運動的聯系是什么?(3)“可以”說明了什么?隱含了“還可以有其他分解”，為以后其它形式運動如斜拋運動的分解打下伏筆。

(六)用類比的思維方式創設問題情境。

不同的事物之間存在多方面的相似性，這是運用類比方法思考新問題的客觀基礎。康德說:“每當理性缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指導我們前進。”例如在進行選修3-1第二章《電場能與電勢差》電場中電勢、電勢差、等勢線、電勢能、電場力做功與電勢能變化關系等抽象概念與規律的教學中，可以把它和重力場中的高度、高度差、等高線、重力勢能、重力做功與重力勢能變化等類比創設問題情境進行科學探究教學。

教師在進行科學探究教學設計時，應創設有效的問題情景，促進思維活動的開展，達到優化科學探究課堂教學的目的，提高科學探究的實效性。在具體的高中物理課堂教學中還應關注學生的活動，捕捉課堂生成性問題，展開分析討論，解決疑難，培養學生提出問題和解決問題的能力。

參考文獻:

[1]廖伯琴，張大昌.《普通高中物理課程標準(實驗)》解讀[M].武漢:湖北教育出版社，2004.

[2]陳愛苾.課程改革與問題解決教學[M].北京:首都師范大學出版社，2004.

[3]余文森，諶啟標.高中新課程教師讀本[M].福州:福建教育出版社，2006.