基于問題引導的物理教學設計初探——以人教版初中物理“兩種電荷”為例

孫 航 胡揚洋

(1. 首都師范大學物理系，北京 100048；2. 首都師范大學教育學院，北京 100048)

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·教學研究·

基于問題引導的物理教學設計初探
——以人教版初中物理“兩種電荷”為例

孫 航1胡揚洋2

(1. 首都師范大學物理系，北京 100048；2. 首都師范大學教育學院，北京 100048)

本文提出以合理設置問題鏈為核心的問題引導物理教學，以問題引導學生的思考方向，以問題間的邏輯關系培養學生思維的連續性，用問題鏈將課本各部分知識連接成一個完整的知識體系，避免學生知識與思維的碎片化.以人教版初中物理“兩種電荷”為例，探討了問題引導的物理教學設計的具體應用.

教學設計；問題鏈；問題引導；兩種電荷

1 問題引導的物理教學

在課堂教學中，課堂提問作為一種不可或缺的教學手段經常被教師釆用.好的課堂提問應能揭示問題的主要矛盾，激發學生思考熱情，理清學生思維線索，并促進學生思維的延展.物理學以物理概念為基礎，以物理學定律為主干，各概念與公式定律共同構成一個嚴密的邏輯體系[1].其教學不僅要向學生傳授物理學知識，也承擔著培養學生思維邏輯的任務.因此，教師應充分利用課堂提問在物理教學中的作用，可采用問題引導的物理教學方式.所謂問題引導的物理教學，就是在課堂教學中設置一系列具有邏輯關系的物理問題，用問題來引導學生思考的方向，利用問題與問題之間邏輯關系來培養學生思維的連續性，通過學生對問題的思考來提升學生思維的深刻性，并使學生利用問題之間的邏輯關系將各知識點形成一個完整的知識體系.影響課堂提問質量的主要因素是問題的選取與設置，我們以人教版初中“兩種電荷”的教學為例，探討如何通過合理選擇與設置問題鏈，進行問題引導的物理教學.

2 基于問題引導的“兩種電荷”的教學設計

正確認識電荷及其性質是后續學習電流形成原理的基礎，由于電學知識在初中物理教學中占有很大比重，處理好“電荷”一節的教學就顯得尤為重要.在人教版九年級物理教材中，“兩種電荷”作為電學部分的第一節，常被教師作為該部分的引入課處理.然而電荷作為一種微觀物質難以被直接觀察，使得學生在學習本節課的時候感到電荷概念很抽象.

由于靜電是生活中的常見現象，降低了學生學習的陌生感，并容易對這些現象背后的科學原理產生興趣和疑問，這也是本節教學設計可以利用的優勢，本節課的學習也有一些劣勢：第一，電荷十分微觀，難以用肉眼直接觀察，只能通過觀察宏觀現象去了解和想象電荷，這對于初中學生而言是一種挑戰；第二，本節教材存在一些問題：(1) 課本開頭列舉了一些靜電現象，然后問學生：為什么會出現以上現象？課本隨后給出答案：因為摩擦過的物體帶了電荷，然而“帶了電荷”并不是問題的最終答案，學生們仍不明白為什么帶了電荷就會發生上述現象，后續也沒有對這個問題進行正面解釋；(2) 課本中的三部分：兩種電荷、原子及其結構、導體和絕緣體在標題和內容上并無很大關聯，課本內容缺少邏輯線索，使得三部分知識割裂開來，會使學生的知識碎片化，不利于學生邏輯思維的發展；(3) 課本第三部分直接提到了電荷的傳導，而在此之前學生剛剛了解到電荷可以轉移，須知轉移與傳導是有區別的.轉移是電荷從一種物質移動到另一種物質，傳導是電荷在同一種物質上的移動.前者對應靜電現象，后者是電流產生的原因.直接告訴學生“電荷可以傳導”這一性質無疑會讓學生失去一次觀察現象、自主總結規律的寶貴機會.

針對以上對本節內容的教學地位及教材的分析，筆者提出了以合理設置問題鏈為核心、以課堂提問為主要方式的問題引導的教學設計.問題鏈的設置彰顯了教學內容的內在邏輯性，可引發學生思維的連續性，通過提問來訓練學生思維的深刻性.整個問題鏈中每個問題或問題組分別對應課本的各部分，并將各部分連接成一個完整的知識體系，如圖1所示是本節課的問題設置結構框架.

圖1

在圖1中，每個虛線框對應教材的一部分內容，實線箭頭構成整個問題鏈的邏輯主線：由問題1到答案1，再由答案1引發問題2；問題3則是問題2的延伸，可以檢驗學生對問題2的理解程度，再由問題3的答案引發問題4.問題2、問題3同屬于第二部分教學內容，屬于一個問題組.由每個問題(組)開啟每一部分的教學，每組問題的答案在此部分教學結束以后由學生自主總結得出，教師可以適當幫助學生組織語言，具體實施如下.

(1) 在第一部分教學前，教師拋出問題1，學生可以在書上找到答案：因為物體摩擦帶了電荷.教師：沒錯，摩擦使物體帶了電荷，這種現象叫摩擦起電.隨后教師追問：為什么帶了電荷就可以發生這種現象？學生陷入思考.然后教師說：在我們做完教材上的演示實驗以后，同學們就會明白了.在演示實驗過后，學生觀察到：摩擦過的不同物體相互吸引(有機玻璃棒和橡膠棒)；摩擦過的相同物體相互排斥(有機玻璃棒與有機玻璃棒).教師隨后介紹自然界中的兩種電荷，并對實驗現象進行總結，給出電荷間相互作用規律.然后教師讓學生結合此規律再思考問題1，學生經過思考可以得出答案1.之后教師可以講授第一部分余下內容：電荷量及其單位、符號，介紹檢驗物體是否帶電的儀器：驗電器.

(2) 在第一部分中學生知道了問題1中發生的現象是電荷間相互作用的結果，這時教師應引導學生進行更深層次的思考：為什么物體通過摩擦會帶有電荷？也就是摩擦起電的原理是什么？即問題2.由答案1到問題2體現了從規律總結到思考規律原理的縱向邏輯發展，使學生對問題的思考從“知其然”向“知其所以然”轉變，這應該是科學教育應該培養的思維模式.對于問題2，如果學生之前預習了教材，可以知道大概內容，但是能夠將答案系統表述下來有一定難度.教師可以在提出問題2后，開始講授教材第2部分的原子結構等內容.然后提出問題2，學生在老師講授之后可以自己總結得出答案2.然后教師提出問題3，在掌握了摩擦起電的原理后可以輕松得出問題3的答案，因此問題3也是檢驗學生對問題2掌握情況的一個很好的載體.

(3) 學生在第二部分的學習中，由問題3的答案知道了不同物質的摩擦才能發生摩擦起電.這時教師可以拋出問題4，因為學生只知道摩擦起電是不同物質間發生的，可是反過來任何不同物質間都能發生摩擦起電嗎？這是一種從特殊到一般的思維發散過程，屬于科學方法中的演繹法，從答案3到問題4也符合思維的邏輯規律.當然，對于問題4學生無法直接從書中獲取答案，這會引起學生極大的興趣.這時教師將進行書上第二個演示實驗，了解不同物體的電學性質.

在演示實驗中，我們不采用教材的實驗順序，而是先使用金屬棒，再使用橡膠棒進行實驗.當學生看到用帶有絕緣柄的金屬棒把兩個驗電器的金屬球連在一起時，原來金屬箔片閉合的驗電器B的箔片現在竟然張開了，而驗電器A的金屬箔片的張角變小了.此時教師應提醒學生記得箔片張開說明驗電器帶電，而張角變小說明帶電量減少.這會使學生發現原來驗電器B帶的電荷來自于驗電器A.然后教師問學生：這個實驗說明了什么？學生可以得出“電荷是可以傳導的”性質.這一結論由學生觀察實驗現象并通過思考得出，是一種由觀察現象得出結論的過程，鍛煉了學生的物理思維能力.而橡膠棒連接則不會發生以上現象，學生可以知道不是所有物體都可以傳導電荷.實驗結束后，教師可以向學生介紹導體和絕緣體的概念和分類.然后教師重新拋出問題4，讓學生用剛學過的導體和絕緣體的知識考慮這個問題.學生會結合導體的性質經過思考，得出結論：如果直接將兩個導體進行摩擦，得到的電荷會通過人的手跑掉，因此摩擦過的物體不顯電性.然后教師總結出必須將導體絕緣后才可以看到摩擦起電現象，這也是為什么在演示實驗中金屬棒要帶絕緣柄的原因.

3 對問題引導的教學設計的思考

(1) 在講授中彰顯問題引導

長期以來，講授法一直是教師在課堂教學中采用的主要教學方法，對講授法的駕馭程度同時也是衡量教師教學能力的一個重要標準.問題引導式教學通過設置和提出一系列有邏輯關系的問題，喚起學生的思考.學生通過思考得出結論、獲得知識，很好地體現了學生的主體性，而教師設置、提出問題，彰顯了教師的主導性.在學生思考得出結論后，教師再用必要的講解對學生的思考結論加以糾正、補充和總結.這樣，講授法對學生的思考就起到了及時驗證、糾錯、補充歸納的作用，避免了傳統講授法只是一味灌輸的缺點，也喚起了學生聽講的興趣.當然，如何將提問與講授更好地相結合，這仍是需要深入研究的課題.

(2) 在問題引導中啟發學生思維

亞里士多德說：“思維是從疑問和驚奇開始的.”只有有效引發學生的“疑問和驚奇”，才可以達到啟發學生思維的效果.提出的問題能不能引起學生的注意與充分的思考？能不能在學生經過思考后，進一步引發學生的認知沖突？提問的時機選擇又該如何把握？對于哪些提問需要搭建問題支架？這些都是問題引導教學需要思考和解決的問題.當然，這也需要根據學科與具體授課內容來決定.問題引導的關鍵在于問題的選取與設置，簡單地提問學生“是不是”“能不能”之類的問題難以達到培養學生思維能力的效果.布魯姆—特內課堂提問模式將提問分為六種水平：知識、理解、運用、分析、綜合和評價[2]，此模式為問題引導教學的問題設置提供了很好的理論參考.

(3) 在學生思維中把握問題與邏輯的關系

在問題引導教學中，教師不僅要利用問題激發學生的思考，更重要的是要用語言引導學生理清問題之間的邏輯關系，即如何由一個問題引出下一個問題.這就使學生思維的關注點不單單集中于對每個問題的解答，而同時注意每個問題的由來.所以，教師要先總結前一個問題的結論，然后提出后續問題，使后續問題的提出變得符合邏輯，不顯突兀.當學生每次都能理解教師為何提出下一個問題時，說明學生的思維已經變得連貫，這有助于學生學會自主對某一問題展開不斷的延續性思考，并且可以自己提出問題，這就是問題引導教學對培養學生思維能力的目的所在.

[1] 喬際平,邢紅軍.物理教育心理學[M].南寧：廣西教育出版社，2002.

[2] 王道俊.教育學[M].北京：北京科技出版社，2004.