在高中物理教學中應用問題教學法的策略研究

文/李艷春

引 言

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）提倡生本教育理念，要求教師選用適宜的教學方法，變“教學”為“引導”，促使學生變“要我學”為“我要學”。問題教學法是生本教育理念的實踐體現，是實現《課程標準》要求的重要“法寶”。所謂的問題教學法是教師以教學內容為基礎，設置相關問題情境，或引導學生自主發問，或引導學生解決問題的教學方法[1]。實踐證明，有效應用問題教學法實施物理教學，可以讓學生在問題的驅動下發揮自主性，親身經歷物理知識的探究過程，由此由淺入深地理解物理知識，順其自然地鍛煉物理探究能力、問題解決能力等，從而增強物理學習欲望，自覺學習物理。基于此，在高中物理教學中，教師要以《課程標準》為指導，靈活應用問題教學法。綜觀問題教學法內涵，問題情境、提出問題和解決問題是該方法的重中之重。因此，在高中物理教學中，教師要緊扣問題情境、提出問題和解決問題，有策略地引導學生探究物理。

一、創設問題情境，引發探究興趣

（一）立足生活，創設問題情境

《課程標準》反復強調物理學科的生活性，指明了物理生活化教學方向。同時，建構主義者指出，知識源于生活，反映了生活，需要學習者體驗生活，重新建構知識。所以，在物理課堂上，教師要探尋物理知識與現實生活的聯系，以此為基礎，創設問題情境，調動學生生活經驗，使學生產生認知沖突，由此引發探究興趣[2]。

以“摩擦力”的教學為例，現實生活中的摩擦現象無處不在，且學生對這些摩擦現象建構了認知。立足于此，在課堂導入環節，教師可以創設生活化的問題情境。例如，教師可利用課件呈現生活現象：航空母艦的甲板、輪胎的花紋、樓梯的防滑條等。結合這些內容，教師可提出問題：“觀察這些事物，可以發現它們的接觸面都很粗糙，這是為什么呢？”在問題的作用下，學生遷移生活經驗和物理經驗，輕松答出“摩擦”。基于學生的回答，教師可追問：“什么是摩擦？摩擦力是如何產生的？有幾種摩擦力？”此時，不少學生產生探究興趣，自主走進物理教材，探尋與摩擦力有關的內容。教師如此創設問題情境，在引發學生興趣之余，還使學生走進了物理課堂，有利于推動課堂教學發展。

（二）根據舊知，創設問題情境

溫故知新是重要的學習方式[3]。建構主義學習理論強調，有意義建構離不開學生的已有認知。在參與物理教學活動的過程中，學生受到教師的引導，建構了物理認知，為探究新知提供了方便。教師在物理教學中，要分析物理知識之間的關系，把握新舊知識聯系，以此為基礎，創設問題情境，為學生提供遷移舊知的機會，推動課堂教學發展。

以“向心力”的教學為例，在課堂上，教師可先利用PPT動畫模擬勻速圓周運動，同時顯示各個點的速度、方向。圓周運動是學生已學的物理內容，在觀看模擬動畫時，學生會自主建構動畫與圓周運動的聯系，調動已有的知識儲備。教師可立足學生的課堂學習表現，提出系列問題，如“勻速圓周運動的速度會發生變化嗎？”“勻速圓周運動中的‘勻速’是什么意思？”“物體在做勻速圓周運動時，其合力大小是多少？合力方向如何？”在問題的作用下，學生有針對性地回憶勻速圓周運動的相關內容，對合力及合力方向建構認知，為探尋向心力奠定基礎。由此可見，教師有效地應用舊知，不僅可以創設教學情境，調動學生興趣，還可以使學生初步探究新知。

（三）依據實驗，創設問題情境

實驗既是物理學科的基礎內容，又是創設教學情境的依據。在新課程改革深入開展之際，物理教師要端正態度，應用多樣方式實施實驗教學。教師可創設問題情境，引發學生興趣，推動學生與實驗現象互動，逐步建構物理認知。

以“牛頓第一定律”為例，在教學過程中，教師可利用微課呈現物理實驗。在觀看微課的過程中，學生發現：對稱斜面，無摩擦，小球滾到等高；減小另一些面傾角，小球滾到等高，滾動距離更遠……立足于此，教師可提出問題：“能否用物理語言描述這一實驗現象？”在問題的驅動下，學生遷移物理認知，組建語言。此過程正是學生探究牛頓第一定律的過程。在學生自主探究后，教師可鼓勵他們毛遂自薦，展現探究成果。同時，教師要評價探究成果，總結牛頓第一定律。接著，教師提問：“牛頓第一定律描述了怎樣的規律？”在實驗現象的支撐下，大部分學生能夠聯想到力和運動的關系，描述物體不受外力時的運動狀態。由此，教師追問：“是否存在不受外力的物體？牛頓第一定律有何意義？……”實踐證明，學生體驗問題情境，有利于增強課堂學習效果。

二、提出物理問題，驅動學生探究

學生探究是問題教學的重頭戲。提出問題是學生探究物理知識的過程。在應用問題教學法進行物理教學時，教師要發揮教學機制，把握課堂教學時機，如課堂氛圍沉悶時機、學生深思時機等，有針對性地提出問題，驅動學生逐步探究，推動課堂教學發展。

（一）把握課堂沉悶時機，提出問題

傳統教學實踐證明，沉悶枯燥的課堂氛圍會影響學生的學習積極性和有效性[4]。當物理課堂陷入沉悶枯燥狀態時，教師可及時提問。此時，問題猶如拋進平靜水面的石頭一般，起到一石激起千層浪的效果，能切實調動學生的積極性，使學生轉變狀態，高度集中注意力，并認真思考、探究問題。因此，在應用問題教學法時，教師要把握課堂沉悶時機，提出問題。

以“光的折射”教學為例，在課堂上，教師可結合教材內容，講述光的折射定律。因為教師的課堂用語問題，大部分學生課堂學習積極性不高，課堂氛圍變得沉悶枯燥。對此，教師要轉變教學方法，利用課件向學生展示生活中常見的物品及其折射率。熟悉的生活事物很容易吸引學生的眼球。在學生觀察時，教師可提出問題：“入射角和折射角正弦之比和什么因素有關？”此問題調動了學生的積極性。學生能夠自覺觀察課件內容，遷移物理所學，對比發現入射角與折射角正弦之比和介質有關。教師要及時評價學生的發現，并就此介紹折射率。在介紹的同時，教師可繼續提問：“為什么光在進入不同的介質時，其直射率不一樣？”如此教學不僅扭轉了課堂教學的不良狀態，增強了課堂活力，還使學生“擺脫”了教師的講述，積極探究，有效理解所學。

（二）把握學生深思時機，提出問題

連續提問是追問的具體表現，是學生逐步探究物理的途徑[5]。《課程標準》點明了教師的引導作用。在傳統的物理課堂上，部分教師雖然引導學生解決了問題。但是，在學生給出問題后，教師未能繼續引導，致使學生對知識的理解浮于表層。而追問可以使學生突破表層知識的限制，走到知識深處，加深對所學的理解。因此，在物理課堂上，教師要根據學生的課堂表現，提出問題，依據其問題解決情況，連續提問，引導學生走向知識深處。

以“電源和電流”教學為例，在講解“電源”內容時，教師可展現課件，如圖1所示。

圖1 課件1

結合課件內容，教師可向學生提問：“課件中的A和B分別是帶有正、負電荷的導體球。A和B的周圍存在電場?，F在用一根導線（H）連接A和B，它們之間的電勢差會發生怎樣的變化？”在此問題的作用下， 學生積極思考，遷移所學，分析不同情況下的電場情況，認真探尋導體球間的電勢差的變化情況，并就此作答。教師應用即時性評價，肯定學生的積極思考行為，并出示問題答案，幫助學生完善認知。立足于此，教師可繼續提問：“這兩個導體球最終會達成怎樣的狀態？”大部分學生再次思考，給出回答。為了使學生探究電源概念，教師可結合學生此次作答情況，追問：“假如在兩個導體球之間裝上P裝置。P裝置將經過H流到A的電子取走，補充給B，確保A和B之間始終保持一定數量的正、負電荷（如圖2）。這時會有怎樣的情 況呢？”

圖2 課件2

部分學生遇到問題，會主動與小組成員交流。在小組成員的幫助下，學生分析具體情況，透過物理現象了解電源。教師要尊重學生的探究所得，結合問題，詳細介紹電源的定義和作用，幫助學生了解電源。為了使學生增強認知，教師可追問：“從上述問題和電源的定義、作用可以看出，形成電流的條件有哪些？”此時，學生自覺回顧上述問題，繼續剖析電源的相關內容，從而發現問題答案。通過這樣的提問，學生能夠始終保持積極的思維狀態，逐步探究、解決物理問題，由淺入深地建構物理認知。在此過程中，學生還切實鍛煉了思維能力、探究能力等，為有效探究其他物理知識點做好了準備。

（三）把握探究阻礙時機，提出問題

《課程標準》介紹了高中生的物理學習規律，要求教師有規律地引導學生學習，使學生逐步發展。層層深入建構認知，是學生物理學習規律的表現。同時，學生在解決物理問題時，受到多種因素的影響，很容易遭遇思維障礙，影響思維深入。提出層次性問題，可以使學生突破思維障礙，獲取解決問題的“法寶”。所以，在應用問題教學法時，教師應立足學生的學習規律，設計層次性問題，遞進提問，使學生逐步探究。

以“機械能守恒定律”為例，在教學“機械能”時，教師可以先講述機械能在重力或彈力做功時的形式轉化，使學生初步建構認知。根據學生的認知情況，教師可呈現課件，如圖3所示。

圖3 課件3

根據課件內容，教師發問：“現有兩個小球。左側小球在真空中做自由落體運動，右側小球在黏性大的油中由靜止開始下落。在運動的過程中，它們從h1降落到h2。請分析它們的能量轉化情況?！痹诮處熖岢鰡栴}后，大部分學生遇到思維障礙。對此，教師可提出層次性問題：“問題一：小球在真空和油中下落的過程中，其重力做的功是否相等？問題二：在此過程中，重力勢能的變化情況一樣嗎？問題三：動能的變化情況一樣嗎？問題四：它們的重力勢能各自轉化了何種形式的能？”這些問題難度不同，契合學生的學習情況。學生可發揮自主性，逐個解決問題，切實了解能量間的轉化。如此提問，為每個學生提供了思考機會，便于他們突破問題解決障礙，積極與物理內容“互動”，建構物理認知。同時，大部分學生也因積極思考，鍛煉了思維能力，提高了物理學習水平。

三、解決物理問題，獲得探究結果

探究結果是學生解決問題的成果[6]。在應用問題教學法實施物理教學時，教師不僅要創設問題情境，提出物理問題，還要引導學生解決問題，使學生獲得探究結果，理解物理所學，提升課堂教學效率。

（一）小組交流，解決問題

小組合作學習是學生學習物理的方式之一。物理知識本身有一定難度。大部分高中生的物理認知水平不高，抽象思維能力不強，很難自主解決問題。而小組合作可以使學生集思廣益，攜手探究解決問題的方法。因此，在應用問題教學法時，教師可以在提出問題后依據問題難度，引導學生小組交流，合作解決 問題。

以“運動的合成與分解”為例，在講解新知的過程中，教師可利用多媒體演示實驗，并提出問題，引導學生解決。當講到“運動的獨立性”時，教師繼續用多媒體演示實驗。在視覺作用下，學生能夠了解實驗現象：“用錘子敲擊彈簧片，此時，小球1（被彈簧片夾?。┖托∏?（靠近彈簧片）會同時釋放。其中，小球1做自由落地運動，小球2沿著水平方向飛出。之后，兩個小球同時落地?！被趯嶒灛F象，教師可提出問題：“小球1和小球2做了不同的運動。那么，這兩個運動之間有怎樣的聯系？有哪些區別？”在提出問題后，教師可鼓勵學生自主探究。在自主探究時，部分學生遇到阻礙。于是，教師順勢引導學生在小組中交流，或描述自己遇到的自主探究障礙，或描述自己發現的聯系和區別。教師建立的是異質小組，學生受到個性差異的影響，能夠提出不同看法。在討論交流后， 部分學生進入“柳暗花明又一村”的狀態，了解了兩種運動的聯系和區別。教師可以選擇小組中的低水平學生講述問題答案，借此了解小組交流情況。實踐證明，低水平學生在小組成員的幫助下，對問題內容及其答案建構了一定的認知，但仍存在部分問題。教師可趁機鼓勵其他學生完善答案。最后，教師要根據不同學習水平的學生給出的答案，系統分析兩種運動的聯系和區別，并做好板書。經過這樣自主、合作探究和教師的點撥，大部分學生能夠建構正確認知：“兩個小球在豎直方向上的運動完全相同。但小球2在進行豎直運動的同時還有水平方向的運動，且水平方向的運動對豎直方向的運動沒有影響?！绷⒆銓W生的認知情況，教師可繼續提問，引出“運動的合成分解”。由此可見，合作解決問題不但可以提高問題解決效率，使學生深入掌握所學，而且可以使學生鍛煉合作交流能力和思維能力，提升課堂學習效率。

（二）實驗操作，解決問題

實驗操作是物理課堂教學活動的重要構成，也是學生解決問題的重要方法[7]。物理實驗具有直觀性，契合高中生的思維發展特點，便于他們積極思考，分析實驗現象，抽象物理結論，由此獲得問題答案，理解物理知識[8]。所以，在應用問題教學法時，教師可以在提出問題后組織實驗操作活動，為學生解決問題提供便利。

以“向心力”的教學為例，在課堂上，教師可以為學生發放各種實驗材料，并組建異質小組，做好物理實驗教學準備。接著，教師先向學生提出要求：“根據老師給出的描述，選用適宜的實驗器材，展現實驗現象，分析其中的力的來源是什么?！痹诮處煹囊龑拢瑢W生能夠對本節課的活動建構認知。然后，教師描述：“在光滑的平面上有一個小球。在細繩的牽引下， 這個小球圍繞平面上的釘子做勻速圓周運動。問：‘這個小球在運動過程中受到哪里力？指向圓心的力是哪一個？’”學生認真傾聽，合作選擇適宜的實驗材料，有針對性地操作材料，親身體驗小球的運動，能夠獲得直觀的實驗現象和實驗感知。在此過程中，雖然部分小組未能有效操作實驗，但通過合作分析問題條件，也對小球的運動情況建構了認知。立足不同小組的表現，教師要及時評價，使他們獲得滿足感。同時，教師要鼓勵小組毛遂自薦，呈現問題答案。為了驗證學生的答案是否正確，教師可利用多媒體演示實驗，展現實驗現象。在演示實驗的輔助下，大部分小組能自覺訂正答案，查漏補缺，準確分析出“小球在運動中受重力、支持力、繩子的拉力作用”“繩子的拉力可以提供向心力”，由此建構物理認知。立足學生的實驗情況，教師可繼續描述其他現象，如“用繩子綁住小球，讓小球在繩子的牽引下做勻速圓周運動”等，同時提出問題，驅動學生繼續實驗。實踐表明，學生操作實驗，不僅獲取了物理學習樂趣，還直觀地建構了物理認知。此外，不少學生因親身體驗，鍛煉了實驗操作能力、抽象能力等。

結 語

綜上所述，有效應用問題教學法實施物理教學，可以使學生在有效問題的驅動下，成為學習物理的主體，切實發揮學習自主性，逐步探究、解決問題，由此建立物理認知，鍛煉相關能力，提升物理學習效率。鑒于此，在高中物理教學中，教師要認真研讀《課程標準》，把握《課程標準》要求，樹立生本教育理念，以問題教學法為“工具”，根據課堂教學需要，應用多樣策略，或創設問題情境，調動學生探究興趣；或把握多樣時機，提出問題，驅動學生探究；或多樣方法引導，促使學生解決問題，借此使學生發揮主觀能動性，與物理問題“互動”，逐步掌握物理知識，鍛煉多樣能力，如思維能力、探究能力、問題解決能力等，提升物理學習效率，實現物理教學提質增效。