淺談高中物理科學探究問題情境創(chuàng)設的途徑

摘 要：科學探究既是物理課程的目標，又是物理課程的重要內容，更是物理學科的核心素養(yǎng)之一。科學探究始于發(fā)現問題和提出問題，沒有問題就沒有探究。問題來自情境，因此在科學探究中如何創(chuàng)設問題情境至關重要。

關鍵詞：高中物理;科學探究;創(chuàng)設問題情境

一、 科學探究問題情境創(chuàng)設的意義

我國《普通高中物理課程標準（實驗）》將“科學探究”列入“課程目標”、“內容標準”和“實施建議”之中。“科學探究”既是物理課程的目標，又是物理課程的重要內容，更是物理學科的核心素養(yǎng)之一?？茖W探究始于發(fā)現問題和提出問題，沒有問題就沒有探究。而問題來自情境，創(chuàng)設好的問題情境既能使學生在想辦法解決問題的過程中產生新的問題，又能激發(fā)學生對學習物理的興趣、同時對學生思維的開發(fā)及學生問題意識的培養(yǎng)都有好處。所以問題情境的創(chuàng)設在科學探究中起著非常重要的作用。所謂問題情境是指學生接觸的學習內容與自己原來的認識不平衡或產生沖突，從而喚起他們對解決問題的追求，并產生積極的探究欲望，進而促使他們更主動投入學習的心理狀態(tài)。那么創(chuàng)設問題情境的途徑有哪些呢？筆者根據多年的教學經驗總結了以下幾點膚淺認識。

二、 科學探究問題情境創(chuàng)設的途徑

（一）利用學生已有的日常生活經驗創(chuàng)設問題情境

高中物理的很多知識來源于日常生活，高中學生已具備一定知識和生活經驗，有些學過的知識和生活經驗對新知識的學習是諧進的，而有一些學過的知識和經驗與即將要學習的知識是沖突的，教師要在了解學生已有的知識經驗的基礎上，找好物理知識與生活經驗的結合點，創(chuàng)設問題情境進行科學探究，更好地激發(fā)學生的好奇心和興趣，點燃學生思維的火花，提升學生探究學習的熱情。

例如，在探究靜摩擦力方向時，一個木塊放在水平傳送帶上隨傳送帶一起向右作勻速、加速、減速運動，此時，如果分析靜摩擦力方向，那么學生是很難理解的。這時可引導學生創(chuàng)設如下熟悉情景：木塊隨水平傳送帶上向右勻速，就像你坐在勻速向右行駛的汽車上，你相對車有向左或向右傾的趨勢嗎？如果汽車突然向右加速或突然剎車向右減速情況又如何？通過創(chuàng)設這樣學生熟悉的問題情境，學生思維被激活，從已有的經驗很容易分析出靜摩擦力的方向。

又如，在探究《閉合電路歐姆定律》規(guī)律教學中，新課引入設計如圖1所示的演示實驗。教師先閉合開關S、S3和S4，電動機正常轉動，燈L3發(fā)光，同時在黑板上記下電壓表的示數。接著師問：當我再依次閉合S2、S1時，L3、L3和L2燈的亮度怎樣變化？電壓表示數呢？電動機還會正常工作嗎？生答：燈亮度不改變，電壓表示數不變，電動機照樣正常工作（我們初中老師講了很多遍的，一般錯不了）。師問：真的像你們所說的一樣嗎？此時老師請一位同學上講臺協助老師記錄，老師先閉合S2，結果出乎學生的意料，L3變暗，電壓表示數變小，電動機轉速變慢，當閉合S1時，L3、L2變暗，電壓表示數又變小，電動機竟然不轉了。學生看到此很震驚。師問：燈變暗、電壓表示數變小及電動機轉速變慢最后不轉說明它們兩端電壓變小，那誰偷了它們兩端的電壓呢？這與學生已有的知識及日常生活經驗相互矛盾，因此會促使學生大腦積極思考：是誰偷了它們兩端的電壓？

（二）利用實驗來創(chuàng)設問題情境

物理是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗有直觀性、真實性、趣味性，對學生有非常大的吸引力，容易激發(fā)學生學習物理的興趣和求知欲，因此，物理教師應充分發(fā)揮實驗的作用，利用實驗創(chuàng)設與探究內容相關的問題情境。

例如，在“探究感應電流產生的條件”教學前，師問：請學生思考假如給你導線和發(fā)光二極管組成的閉合線圈，把它放在電磁爐面板上，發(fā)光二極管能發(fā)光嗎？生答：不能。師問：如果給電磁爐通電呢？學生很好奇到底能不能發(fā)光？接著教師演示過程，發(fā)光二極管還真的發(fā)光了。師問：發(fā)光二極管為什么能發(fā)光呢？生答：有電流通過發(fā)光二極管。師問：線圈中的電流是如何產生的呢？此時，學生濃厚的探究興趣和強烈的學習動機就被調動起來了。

又如，在探究“摩擦力”新課引入教學中，教師手里拿著一根木棒，引導學生想象一下：讓一位力氣相對大的男同學與一位力氣相對小的女同學單手握住木棒爭搶，誰搶到木棒誰勝，同學們猜想一下，誰可以搶到木棒獲得勝利呢？學生們依據自己積累的日常生活經驗答：肯定男同學獲勝啦。師問：為什么？生答：男同學力氣大。師問：力氣大就一定可以搶到木棒取得勝利嗎？接著教師讓一男一女兩位同學上講臺完成小實驗，老師在課前把油抹在棒的一端，讓一個力氣相對大男同學握住這端，讓一個力氣相對小的女同學握沒抹油的一端。兩人爭奪，結果女同學輕松獲勝，同學們大笑后疑惑。這時教師應不失時機提出下列問題：（1）男同學為什么會輸呢？（2）這根木棒是不是一根“魔棒”？在前面二個問題分析完后，繼續(xù)提出問題：（3）決定勝負除了本身力氣大小之外，還跟什么有關？（4）哪個同學受到的摩擦力大呢？（5）摩擦力的大小跟哪些因素有關呢？

（三）通過新舊知識的聯系創(chuàng)設問題情境

通過“新舊知識的結合點”創(chuàng)設問題情境往往最能夠激發(fā)學生的學習興趣，促進學生思維的發(fā)展。

例如，在功的一般計算公式推導與理解時，教師創(chuàng)設以下問題情境：（1）如圖2所示，人用水平力F推箱子在水平面上勻速前進了s，力F做的功是多少？（2）如圖3所示，人用豎直向上的力F提著箱子在水平面上前進了s，力F做了多少功？（3）前面的表述中有“在水平面上前進了s”，高中學習位移后我們可以如何表述？（4）如圖4所示，箱子在斜向上恒力F（與水平面夾角為任意夾角θ）作用力，位移為L，你能推導功的表達式嗎？（5）是否還有不同的推導方式？（6）如圖5所示，箱子在水平路面位移為L，阻力f做的功又是多少？

又如，在探究“牛頓第三定律”規(guī)律時，教師可創(chuàng)設以下問題情境：甲乙兩位同學進行拔河比賽，按照作用力與反作用力的原理，甲受到的作用力與乙受到的反作用力大小相等，甲乙不會分出勝負，實際情況總有一方會最后獲得勝利，影響勝負的因素是什么？比賽結果是否違背牛頓第三定律呢？通過這種聯系新舊知識聯系來創(chuàng)設情境的方式，能夠不斷完善學生的認知結構。

（四）利用對自然現象的觀察創(chuàng)設問題情境

自然現象中包含豐富的物理知識。作為教師要引導學生觀察自然現象并從這些現象中創(chuàng)設探究問題情境?？吹疥柟庀碌姆试砼菸孱伭l(fā)學生思考：陽光下吹出的肥皂泡為什么會呈現出五顏六色的花紋？看到閃電引發(fā)學生思考：雷電是怎樣產生的？閃電為什么是彎彎曲曲的？看到天上的云引發(fā)學生思考：為什么晴天看到的是白云，陰天看到的是烏云？看到大海引發(fā)學生思考：為什么大海每天都會漲潮退潮？通過列舉學生熟悉的自然現象以及過程的實例情境對培養(yǎng)學生的問題意識有重要作用。

（五）利用多媒體技術創(chuàng)設問題情境

多媒體在教學中已普遍廣泛應用，很多物理知識、物理現象、物理過程等在課堂上不方便演示，這時我們可以通過多媒體輔助教學展示出來，再現物理情景、創(chuàng)設問題情境。

例如，《萬有引力定律的應用》有關于地球同步衛(wèi)星規(guī)律探究教學中，摸不著看不到，很少學生親眼見過地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過程及在同步軌道的運行情景，此時教師利用多媒體播放相關視頻。接著教師根據地球同步衛(wèi)星在同步軌道運行視頻設計以下問題：（1）地球同步衛(wèi)星定義是什么？（2）我國的武漢城市的上空有沒有地球同步衛(wèi)星？為什么地球同步衛(wèi)星一定在赤道正上空？（3）地球同步衛(wèi)星的運行周期T為多少？（4）如果已知地球半徑R，地球同步衛(wèi)星的軌道高度h為多少？是否為定值？（5）地球同步衛(wèi)星的運行速率v為多少？是否為定值？（6）綜合以上總結出地球同步衛(wèi)星的運動特點有哪些？一個個問題由淺入深、前后銜接，驅使學生逐步深入思考，積極思考。

總之，問題情境可以激發(fā)學生學習興趣和求知欲，作為教師應根據教學內容結合自己的經驗，在核心素養(yǎng)指導下創(chuàng)設合適的問題情境，不斷引導學生發(fā)現問題、提出問題、解決問題，充分開發(fā)學生的思維、潛能，從而為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力鋪墊。

參考文獻：

[1]中學物理教材編寫組.普通高中課程標準試驗教科書物理（選修3-2）[M].濟南：山東科學技術出版社，2007.

作者簡介：羅騰火生，福建省龍巖市，福建省長汀縣河田中學。