創(chuàng)設(shè)情境分層設(shè)置問題驅(qū)動

錢毅俊 張飛

[摘? ?要]結(jié)合蘇州市十三五重點課題的教學(xué)實踐、研究，文章通過創(chuàng)設(shè)真實情境建構(gòu)知識，分層設(shè)計轉(zhuǎn)化知識，結(jié)合情境運(yùn)用問題驅(qū)動內(nèi)化知識，開展高中物理教學(xué)，并基于情境創(chuàng)設(shè)和問題驅(qū)動的教學(xué)思想，設(shè)計基于目標(biāo)的系列情境、問題，幫助學(xué)生在深度參與、體驗中掌握知識、提高能力。

[關(guān)鍵詞]情境;問題;驅(qū)動

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）05-0054-02

情境是指在教學(xué)過程中，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學(xué)生理解教材，并使學(xué)生的心理機(jī)能得到發(fā)展。

問題驅(qū)動教學(xué)可以描述為：基于學(xué)生已有認(rèn)知水平和課程標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)過程中圍繞學(xué)科核心概念、重要規(guī)律或者科學(xué)探究主題，創(chuàng)設(shè)具有學(xué)科特色的情境，設(shè)計出連貫的、逐級遞進(jìn)的問題序列，以進(jìn)階式問題作為學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)中的一個個腳踏墊，搭建一條學(xué)習(xí)路徑，驅(qū)動不同層次學(xué)生的認(rèn)知思維向著更高的水平不斷進(jìn)階。實際教學(xué)中，可通過分層設(shè)置、問題驅(qū)動提高學(xué)生的素養(yǎng)。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）教師的教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.重知識傳遞，輕自我加工

學(xué)習(xí)金字塔理論表明，講授式教學(xué)中由于學(xué)生處于聽講的地位，是被動的，兩周后學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的平均保留率只有5%。主要原因是講授式教學(xué)缺乏學(xué)生對知識的自我加工和內(nèi)化。

2.重結(jié)果，輕過程

物理概念講授的時間占課堂時間的20%，而習(xí)題訓(xùn)練所花費(fèi)的時間卻為80%。這種教學(xué)模式縮短了學(xué)生的認(rèn)知過程，在加快了教學(xué)進(jìn)度的同時，忽略了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。教學(xué)過程中以物理概念、知識本位為主，忽略了概念的形成過程及過程的講解，導(dǎo)致在課程教授中“重結(jié)果”的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀分析

1.懂思路，但不結(jié)合實際情境處理問題

在學(xué)習(xí)過程中，大部分學(xué)生能夠明白教師講解的例題，知道解題思路。但是當(dāng)學(xué)生獨(dú)立面對問題時，往往不能把所學(xué)知識、處理問題的思路與實際物理情境相結(jié)合。

例如，在高一物理靜摩擦力的學(xué)習(xí)中——靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反?？此坪芎美斫?，學(xué)生一聽就明白，但是學(xué)生在處理問題時常常只注重運(yùn)動趨勢方向，而忽視了相對性。尤其是在處理傳送帶問題中如何判斷物體受到的靜摩擦力方向時，不能結(jié)合實際理解相對誰有運(yùn)動趨勢。

2.懂方法，但不能抓住本質(zhì)獨(dú)立解題

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生知道要解決該問題需運(yùn)用到哪些知識點，可實際操作時發(fā)現(xiàn)，想法很多，思路很亂，感覺哪個角度都可下手，抓不住問題的本質(zhì)，最后在解題中兜圈子，把簡單問題復(fù)雜化，甚至錯誤化。

例如，高一物理必修2“生活中的圓周運(yùn)動”，解題思路——找圓心、定半徑、列方程，學(xué)生很容易上手分析，但在最后列方程時遇到了困難，受力分析后不知道選擇哪個方向進(jìn)行正交分解。學(xué)生沒有抓住解決問題的方法實質(zhì)——牛頓第二定律，分解相關(guān)矢量——前兩步已明確圓心、半徑。

3.懂模塊，但不會綜合運(yùn)用

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，面對一個復(fù)雜的問題學(xué)生找不到突破口，不能利用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)突破口或轉(zhuǎn)化為熟悉的知識、模型去解決，而當(dāng)教師把問題分解為幾個小的知識塊，讓學(xué)生解決時，往往能得到相應(yīng)的結(jié)果。

例如，請實地估測自行車受到的摩擦力。（學(xué)生面對此問題束手無策，但換成圖1中右圖的模型時，學(xué)生則很容易理解）

二、教學(xué)實效提升策略研究

（一）創(chuàng)設(shè)真實情境，在認(rèn)知沖突中引入課題

物理問題不是簡單的現(xiàn)象加問號，而是觀察加質(zhì)疑。學(xué)習(xí)過程是學(xué)生建構(gòu)自己的知識、經(jīng)驗的過程，通過新舊知識經(jīng)驗的相互作用發(fā)展自己的知識經(jīng)驗。引發(fā)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的調(diào)整和變化，從而建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這就啟示我們：在創(chuàng)設(shè)情境時要充分利用學(xué)生已有的前科學(xué)概念，讓學(xué)生的前概念在情境中曝光，引發(fā)其認(rèn)知沖突，這樣創(chuàng)設(shè)的情境才有效。

[教學(xué)片段1]《牛頓第一定律》教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)

生活情境的再現(xiàn)——超市手推車和風(fēng)吹樹的場景（如圖2）。

設(shè)計意圖：生活經(jīng)驗支持此種理解，由學(xué)生的元認(rèn)知引發(fā)思考。

真實實驗演示——講臺上推小車

問題設(shè)置：為何運(yùn)動？→為何停止運(yùn)動？→車經(jīng)歷了哪幾個物理過程？

（二）創(chuàng)設(shè)實驗情境，設(shè)置分層問題，有效開展物理教學(xué)

1.創(chuàng)設(shè)實驗情境，驅(qū)動問題解決，提高學(xué)生實踐能力

通過實驗情境將學(xué)生吸引到問題上來，此時，學(xué)生必定會對問題進(jìn)行主動分析思考，尋求答案。但學(xué)生的知識水平和思維能力有限，尤其是對新知識還是一片空白。此時，教師應(yīng)營造自主探究氛圍，為學(xué)生提供足夠的時間和空間，變傳統(tǒng)的被動接受式學(xué)習(xí)為積極、主動的探索式學(xué)習(xí)。同時教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)一個實踐活動環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生動手實踐，培養(yǎng)學(xué)生手腦結(jié)合的能力，使學(xué)生在實踐活動中學(xué)會新知。

2.創(chuàng)設(shè)交流情境，驅(qū)動問題剖析，提升學(xué)生思維層次

交流中突出學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和聰明才智，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生在交際應(yīng)用中輕松、愉快地學(xué)習(xí)，在不斷地學(xué)和用中培養(yǎng)能力。交流中以學(xué)生為主體，以反向思維和發(fā)散思維為特征，由小組或全班成員圍繞特定的論題辯駁問難，各抒己見，互相學(xué)習(xí)，主動獲取知識，由會解答問題上升到能解決問題。

[教學(xué)片段2]《牛頓第一定律》理想實驗的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)

想：PPT展示，水平面上運(yùn)動的物體會停下來，是因為受到摩擦力的緣故，減小摩擦，物體會滑得更遠(yuǎn)嗎？

推：如果沒有摩擦力呢？——學(xué)生推理

（學(xué)生自然會想到，會越滑越遠(yuǎn)）

問：會不會一直滑下去呢？如何驗證你的想法呢？（驅(qū)動學(xué)生思維，沒有摩擦的平面是找不到的，怎么辦？轉(zhuǎn)換實驗環(huán)境，將小球掛起——如圖3所示的擺球。）

學(xué)生：1.等高;2.針的位置不一樣，小球在另一端的位置不一樣。

師：是這樣嗎？眼見未必為實。（學(xué)生通過平面作圖得到第二幅圖（如圖4），驗證所觀察到的現(xiàn)象）

投影第三幅圖（取學(xué)生處理的圖，用白紙把擺線遮攔）如圖5，讓學(xué)生去想象、推理。學(xué)生在已有認(rèn)知和書本圖像的暗示下，自然會想到軌道。

演示：小球沿軌道下滑（伽利略理想實驗演示裝置）。

現(xiàn)象——不同高度實驗，學(xué)生描述現(xiàn)象。

原因——學(xué)生交流分析。

推理——學(xué)生交流回答，得出結(jié)論。

（三）分層設(shè)置問題驅(qū)動，回眸體驗情境

知識體系的構(gòu)建來自于學(xué)生的體驗，體驗是學(xué)生學(xué)習(xí)的權(quán)利。教師通過問題引導(dǎo)教學(xué)，要給學(xué)生充分思考、體驗的時間和空間。學(xué)生沒有體驗，就發(fā)現(xiàn)不了問題，解決問題的能力更無從談起，更談不上深度學(xué)習(xí)。

[教學(xué)片段3]《探究力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系》

在實驗設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要解決兩個問題：第一，拉力就是合外力嗎？第二，如何提供恒定的拉力并測得其值？這里可以通過回憶實驗情境、設(shè)置問題鏈的方式展開討論并完善實驗方案。

問題1：為了研究簡單，想用彈簧秤的拉力作為合外力，如何“消除”摩擦力？

問題2：如果沒有條件減小摩擦力，有沒有辦法“平衡”摩擦力？如何“平衡”？

問題3：如何判斷滑塊做勻速直線運(yùn)動？

問題4：用彈簧秤拖動長木板上的滑塊使其做勻加速運(yùn)動，彈簧秤的讀數(shù)穩(wěn)定嗎？

問題5：能否用一個恒定不變的力來替代彈簧秤？如何測定拉力？

問題6：小車做加速運(yùn)動時懸掛的沙桶和沙的重力等于運(yùn)動小車的拉力嗎？

讓學(xué)生在體驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、不斷完善問題的解決方案，才能真正理解本實驗中的兩個關(guān)鍵點：為什么要平衡摩擦力及如何平衡？為什么要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？當(dāng)把理論知識與實驗情境相結(jié)合，對實驗進(jìn)行了很好地剖析和加工時，學(xué)生才能深刻地理解原理、掌握知識。

物理因情境而豐富，習(xí)題因情境而復(fù)雜，讓知識通過豐富的情境呈現(xiàn)，分層創(chuàng)設(shè)蘊(yùn)含深層問題的物理情況，揭示物理問題的根源。通過對真實情境的創(chuàng)設(shè)、分析、探討，去掉情境的外衣，勾畫解決問題的模型，可讓學(xué)生在情境中建構(gòu)知識、轉(zhuǎn)化知識，實現(xiàn)從生活走向物理，把知識、方法轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的素養(yǎng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

沈志斌.中學(xué)物理教學(xué)問題探討[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015.

（責(zé)任編輯 易志毅）