加強高中物理問題教學培養學生科學探究素養

趙占兵

摘 要：文章基于科學探究素養視角，探討高中物理問題教學策略。教師在教學實踐中要注重教學情境創設、問題設計、提問時機以及問題解決過程中的具體策略，形成“以問領學”的課堂氛圍，只有這樣，才能促使學生在物理課堂中逐步形成和發展科學探究素養。

關鍵詞：高中物理;問題教學;科學探究素養;情境創設

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）24-0094-02

作為高中物理核心素養關鍵能力的體現和重要組成部分，科學探究素養的培養主要表現為問題、證據、解釋以及交流等方面。問題教學法圍繞教師所創設的問題情境開展，能夠有效引導并促進學生深入探究學習，多角度認知物理，使學生在體驗物理知識生成和發展的過程中更好地掌握物理知識，開發思維，提升解決問題的能力，培養和發展科學探究素養。

一、著眼情境創設，增強問題意識

科學探究素養統領課程目標、學習重難點以及科學探究過程，而課程目標決定教學重難點，教學重難點又直接影響著教學活動的設計。因此，在教學情境創設中，教師應根據課程具體內容，不斷細化科學探究素養目標，并將細化后的教學目標融入到所創設的問題情境之中。例如，在組織學生學習“生活中的圓周運動”時，教師可參照問題意識、實驗探究、分析論證、交流合作等科學探究素養，結合日常生活中汽車通過橋梁時普遍采取限速的現象，設計如下教學目標：能夠猜測出汽車通過橋梁時為什么會采取限速措施，限制時速與哪些具體因素有關;能夠根據生活現象和猜想，設計相關猜想探究實驗;能夠發表自己的見解與看法，并能與其他同學和教師進行交流合作;能夠科學分析實驗現象，解釋所得出的結論。

“問題感”是評價問題情境的主要指標之一。因此，教師應在分析課程內容的基礎上，充分了解學生的興趣愛好，創設出符合學生最近發展區的問題情境。例如，在組織學生學習“牛頓第二定律”時，教師可將探究加速度與力、質量的關系納入本節課程，并創設出汽車、摩托車競賽的情境，引導學生在實驗中分析出影響加速度的因素可能有哪些。

二、注重問題設計，激發探究欲望

為了追求問題的有效性、科學性與合理性，教師應全面分析學生的認知水平和知識儲備，并利用物理知識與生活經驗之間的矛盾點，促使學生產生探究矛盾內因、解決矛盾的心理需求。例如，在學習“牛頓第一定律”時，由于生活經驗的積累，如自行車用力蹬時才會動，大部分學生會認為“物體因為受到力的作用而獲得速度”“力才是物體運動的原因”。而牛頓卻認為若物體在不受力的情況下將會一直動下去，顯然，在這樣的矛盾性問題的引導下，學生的思維會更為活躍，問題意識也會不斷增強。

同時，針對課堂上教學重難點不突出，部分學生對物理學習興趣不濃等問題，教師可根據對科學探究素養的分析，將教學重難點以問題串的形式呈現，并給予學生充足的思考分析時間。例如，電場強度一直是學習的難點，為逐步引導學生深入探究電場強度，教師可設計如下問題串：如何探測電場？如何探測出空間中某點的電場？如何應用探究電荷探測出空間中某點的電場？如何應用探究電荷受力分析表征出電場某點的性質？如何應用物理量表征電場某點的性質？此外，學生對物理知識會有多種多樣的理解，教師也不可能預測到所有的情況，因此，務必要敏銳地捕捉到課堂上學生的每一個互動反應，秉持鼓勵優先的原則，靈活處理不在預設范圍之內的學生提問與回答。例如，在組織學生學習“牛頓第一定律”時，當教師提問“為什么在受到平衡力或不受力時物體的狀態均不發生改變”時，某學生的回答為：受到平衡力和不受力時兩者作用的效果一樣。顯然，這樣的回答超出了預設范圍。教師應肯定學生對所學知識的反饋，如“你的想法很有創意，但應該更進一步地挖掘一下”“你思考的角度很獨特，是不是忽略什么問題了”。在此基礎上，利用氣球引導學生發現物體受到平衡力和不受力時作用一樣，可能會導致物體的形狀發生改變。這種靈活處理隨機問題的方式能糾正學生的片面認知，鞏固學生學習基礎，讓學生真正成為課堂的主人。

三、緊扣提問時機，深化探究素養

教師應按照“不憤不啟，不悱不發”的原則，在學生心理處在“憤”、能力處在“悱”的狀態時進行提問。在具體實踐中，教師可在課程的導入環節結合上一節課程的主要內容，設置一些輕松精彩的問題。例如，上一節課是學生籃球比賽，學生的注意力還處在比賽的狀態，因此，教師可以通過“怎么投籃最準”引出曲線運動課程內容。并且，在課程結束時，為了順利過渡到未學課程，教師應最大限度地注重所設問題與日常生活的結合，促使學生在實際生活中進行探究學習。例如，在組織學生學習完交變電流的物理量之后，教師可設置如下問題：搜集有關交流電流的電器，并認真閱讀使用說明書，理解什么是電感和電容，以及兩者分別代表的物理意義，從而有效引出“電感和電容對交變電流的影響”等學習內容。

同時，教師還可以結合教學內容與學生具體情況，在教學重難點處設置問題。例如，在組織學生突破曲線運動方向這一難點時，教師可要求學生回憶下雨天轉動傘柄時，雨滴的飛行方向有什么特點，加深學生對曲線運動方向的理解，順勢突破教學難點。

四、聚焦解決過程，發展探究能力

實驗探究能力是科學探究能力的重要組成部分，但高中物理大多以演示實驗與學生分組實驗為主，而要求學生獨立完成的探究實驗少之又少。因此，針對該現象，教師應注重學生實驗設計能力的培養，并按照如下設計思路進行方向性的引導，如圖1所示。值得強調的是，為了引導學生真正厘清實驗原理，教師既可以從實驗目的出發探討多種實驗方案，也可以從現有實驗器材著手，有效引導學生利用現有器材分析實驗原理，并且還可以結合先進實驗器材對原有實驗進行創造性設計，有效培養學生的創造性思維，發展學生探究能力。

例如，在重力加速度的測定實驗中，教師結合實驗目的，創設了如下三種實驗方案，并要求學生結合實驗器材進行探究，分析出每種實驗方案的優劣之處。

a.小鐵球從一定高度落下，測定下落的時間，即根據h=gt2，求得g=。

b.應用天平測定物體質量，利用彈簧測力計測出重力大小，即根據G=mg，求得g=。

c.利用單擺法測重力加速度即根據ma切=-mgθ，求得g=4π2。

同時，在物理實驗探究中，除了掌握相關知識外，學生的實踐操作以及對相關實驗儀器的熟練應用能力對于學生科學探究素養的形成具有重要影響。因此，教師還應通過演示實驗、實驗示范操作等方式促使學生習得正確的操作方法。然后，要求學生在不違反安全性原則的前提下進行探究。值得強調的是，為了保障探究結果的科學性，教師應及時對個別操作性步驟進行分析和指導，促使學生有效理解實驗探究的實質。

五、結語

總之，教師應在具體實踐中注重教學情境創設、問題設計、提問時機以及問題解決過程中的具體策略，形成“以問領學”的課堂氛圍，只有這樣，才能促使學生在物理課堂中逐步形成和發展科學探究素養。

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