利用“問題串”優化物理課堂教學的實踐與思考

孫建中

(江蘇省句容市第三中學,江蘇 句容 212400)

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利用“問題串”優化物理課堂教學的實踐與思考

孫建中

(江蘇省句容市第三中學,江蘇 句容 212400)

本文結合教學實踐案例,介紹了概念教學、實驗教學和習題教學中應用“問題串”來優化課堂教學,促進學生不斷達成學習目標,并對“問題串”設計提出了應以“生”為心、以“思”為先和以“啟”為綱的要求.

問題串;優化;課堂教學;探究能力

認知心理學認為“問題”是思維活動進行的原動力與牽引力.一堂物理課，無論教什么內容，無論用何種教學媒體，要使課堂生動有效，關鍵是看教師如何設計問題，引導學生主動參與，從而發現問題，解決問題，生成問題.可以說，問題設計是一堂課的“師生對話指南”，體現了教學目標，影響著教學進度，關系到學生思維活動開展的廣度與深度，決定著課堂教學的實際效果.

傳統的物理課堂教學往往是就問題講問題，強調知識的結果，而忽視知識的生成過程，忽視問題間的聯系.而“問題串”是指在一定的學習范圍或主題內，圍繞一定目標或某個中心問題，按照一定邏輯結構精心設計的一組彼此關聯的多個問題.在平時的教學中，我們可以通過設計“問題串”，引導學生帶著問題進行積極的思考，由表及里、由淺入深地建構知識體系.筆者結合平時的教學實踐，談談在物理教學中如何合理地創設問題串，優化物理課堂教學，培養學生的物理探究能力，以打開學生的思維，開拓學生的視野.

1 “問題串”設計的實踐

1.1 概念教學中的“問題串”設計

楊振寧說過“讓學生站在問題開始的地方，要面對原始的問題”.物理概念和規律一般比較抽象，對于缺乏理性認識的中學生來說，接受起來有一定的難度，而如果教師在教學過程中能夠利用一系列的問題去創設恰當的“境”，激發學生的“情”，不僅能幫助學生比較容易理解概念和規律，而且能充分地調動學生對物理學習的積極性，使學生由好奇轉變為興趣愛好，由興趣愛好轉變為對物理知識的渴求.

在講授高中物理人教版選修3-5的第四章第4節“核力與結合能”中的“核力”這一概念時，筆者設計了以下幾個問題：

問題1：如何理解原子核的構成？

問題2：氦原子核中有兩個質子，質子質量為m=1.67×10-27kg，每個質子帶電量e=1.6×10-19C，原子核的直徑數量級為10-15m，那么兩個質子之間的庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍?

問題3：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍，原子核中的質子要靠自身的萬有引力來抗衡相互間大得多的庫侖力是不可能的，帶正電的質子為什么擠在一起而不散開？

通過對這三個問題的討論，讓學生在輕松、愉快、新奇的心態中，積極主動地參與到教學活動中來，很快理解了“核力”這個概念，達到良好的教學效果.

1.2 習題教學中的“問題串”設計

習題教學是物理教學的重要內容，它是鞏固與靈活運用所學物理知識解決實際問題、培養學生的遷移能力的一種主要形式.通過習題教學不但有助于加深對物理知識的理解，同時也有助于提高學生解題技巧及分析問題和解決問題的能力.如果教師在習題課教學中，能夠利用“問題串”的方式一題多問、一題多變、以點蓋面，從多角度、多方位對習題進行變式，引出一系列與本題相關的問題，舉一反三，觸類旁通，將起到事半功倍的功效.

在高三進行“帶電粒子在復合場中運動”的復習教學時，筆者從常見的一個物理模型開始設置問題，然后不斷地變式發問，從而將學生必須掌握的基本物理思想和方法體現出來，現將教學片段展示如下.

圖1

題目：如圖1所示，一質量為m，帶電量為+q的小球用長為L的細線拴接，細線的另一端固定在O點，整個裝置處在水平向右的勻強電場中．場強大小為E，且Eq=mg，現將小球拉至與O等高的水平位置A點(線繃緊)，將小球由靜止釋放，小球恰能擺到與豎直方向成θ角的位置C.

問題1：細線OC與豎直方向的夾角θ為多大？

問題2：小球在速度為零的C處時，細線的拉力為多大？

問題3：小球在C點的切向加速度多大？

問題4：小球擺動過程中在何處速度最大？最大速度為多少？此時細線中的拉力為多少？

問題5：為使小球能在豎直面內做完整的圓周運動，則在A處放手時至少給小球多大的切向初速度？

問題6：若將小球拉到左方與O等高的水平位置B處放手(細線繃緊)，小球將做什么運動？小球再次運動到細線繃緊需要多少時間？

問題7：細線繃緊瞬間，線中拉力對小球做不做功？若做功，做功的大小是多少？

問題8：小球從B處釋放后，運動到圓弧最低點M時的速度多大？

這樣一連串的問題，能調動大部分學生的思維，幫助他們理解知識.在習題教學的過程中，教師一定要設計有效性問題，將“知識串”變成“問題串”，用問題引導學生思考的方向，用問題激活學生的思維，用問題幫助學生理解知識的真諦，以培養學生能力.

1.3 實驗教學中的“問題串”設計

實驗教學是中學物理教學的重要組成部分，在物理實驗教學中，教師利用問題串進行教學，就是圍繞某個特定的教學內容，設計一系列有針對性的問題，幫助學生思考和理清實驗的來龍去脈，引導學生進行實驗操作，促成學生不斷地思考和歸納，最終達成實驗目標.

以“研究決定電阻大小的因素”為例，談談有效問題串的設計.

問題1:請你猜想電阻大小可能與什么因素有關?

問題2:你認為該用什么實驗方法驗證你的猜想?

問題3:如何設計實驗電路?需要哪些實驗器材?

問題4:研究電阻大小與材料的關系時，如何進行操作?你有什么發現?

問題5:探究電阻大小與長度的關系，如何操作？能得出什么結論?

問題6:電阻的大小除了與材料、長度有關，還可能與什么因素有關?如何用實驗來驗證你的猜想?

問題7:用燈泡做這個實驗，你會發現電流表有什么變化?什么因素影響了燈泡電阻的變化?說明了什么問題?

問題8:在實驗過程中，你還有其他發現嗎?你覺得實驗操作還能做哪些方面的改進?

讓學生圍繞主問題，先分成幾個小問題進行逐個探究和討論，一步步引導學生開展實驗操作.整堂課通過對這些問題的探究，使學生在實驗過程中目的更加明確，思路更加清晰，實驗時間得到了有效保證.實踐證明，學生在這個實驗中，不僅操作目的性強、效率高，而且獲得的體驗也是非常豐富的.

2 “問題串”設計的思考

物理問題是教學活動的基本載體，物理問題的解決過程是學生掌握物理知識、培養物理能力、提高物理學科核心素養的重要途徑.當然，這要求教師有很高的課堂駕馭能力，筆者認為以學生自主探究為中心的物理課堂教學應把握以下原則.

2.1 “問題串”設計應以“生”為中心

在充分發揮教師的主導作用的前提下，物理課堂教學要以學生為中心.教師必須在思想上樹立全方位的學生主體意識，設計問題串，讓學生主動參與、積極思考、踴躍發言，提供多種機會讓學生展開充分、自由的討論.教師的主導作用主要體現在對學生進行有效、成功的思維引導，教師在課堂教學中不僅要起到導學、助學和促學的作用，更要把課堂的主動權、課后的探究權交給學生.教師只有抓住恰當的機會，用恰如其分的力度和清晰明白的語言對學生進行恰當的思維引導，培養學生善于觀察、勤于思考的習慣，才能使學生更具悟性.

2.2 “問題串”設計應以“思”為先

思維是智力發展的核心，物理教學必須集中發展學生的思維品質，培養學生的探究思維能力.因此，教師在組織教學時，要引導學生運用物理思想方法，積極思考，讓學生學會思考，這是優化課堂教學過程，發展學生思維能力的重要舉措.教師根據每節課的教學內容，找準一個引發新問題的“生長點”，向學生提出層層深入的問題，以激起學生對學習的興趣、好奇心和求知欲，從而啟迪學生思維，開展主動的學習活動.

2.3 “問題串”設計應以“啟”為綱

現代認知心理學認為人的認識活動并非是對于外部世界的簡單被動的反映，而是一個主體在其中發揮了積極作用的過程.因此，學生的學習活動不應該看成是對教師所授知識的被動接受，而是以其已有的知識和經驗為基礎的主動建構過程.所以，教師在自己的教學實踐中，要采取有力舉措，進行啟發式教學，努力做到“四個充分”：充分發揮學生主體性，充分調動學生的好奇心，充分開發學生的創新思維，充分挖掘學生的創造潛能，使學生的創造性思維在課堂上凸顯出來.

總之，“問題串”教學實際上是在教學活動中將某一學習內容以“問題串”為線索，并將難度較大的問題依照知識、能力、思維層次與結構拆分成相關的多個問題后串聯呈現，有利于學生將知識由未知引入已知，有利于將學生的學習由了解、理解、應用等較低層次引向分析、綜合、評價等較高層次.同時“問題串”教學為學生提供了一個交流、合作、探索、發展的平臺，使學生在問題解決中學會思考、學會學習、學會創造，感受到知識的價值和物理的魅力.

[1] 陳琦，劉德儒.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007.

[2] 卞志榮.用”問題導學法“提高講評課的有效性[J].物理教學，2013，(5).