“問題—探究”式教學法在物理教學中的運用

■新鄉市基礎教研室 王永慶

《普通高中物理課程標準 （2017版2020年修訂）》明確指出，高中物理的課程目標是在義務教育的基礎上，進一步促進學生物理學科核心素養的養成和發展。在物理學科核心素養之中，科學探究既是基礎，又是核心。在中學物理課堂教學中運用“問題—探究”式教學法，有利于培養學生的科學思維方式和能力，有利于學生養成良好的科學態度與責任，有利于學生形成正確的物理觀念。

一、“問題—探究”式教學法的內涵與外延

“問題—探究”式教學法，就是教師給學生提供一些事例和問題，讓學生自己通過閱讀、觀察、實驗、思考、討論、聽講等途徑去主動探究，自行發現并掌握相應的原理和結論。這是“問題—探究”式教學法的內涵。

在探究的方式上，有些問題可以通過已有知識進行邏輯推理與論證得出結論，這種探究方式可以稱為理論探究；有些問題需要進行實驗得出數據來獲得證據后才能得出結論，這種探究方式可以稱為實驗探究。理論探究和實驗探究是“問題—探究”式教學法的外延。

從課題的課型及內容的角度看，我們可以把需要探究的問題分為小探究和大探究。有時一節課中有多個需要探究解決的問題，并且一個探究問題用時相對較少，這樣的探究可以稱為小探究。有時整節課始終圍繞一個大問題進行探究，這樣的探究可以稱為大探究。小探究和大探究也是“問題—探究”式教學法的外延。

二、“問題—探究”式教學法的實施

1.營造課堂氛圍

課堂上，教師要鼓勵學生注重觀察、勤于思考、敢于質疑，大膽進行討論甚至爭辯；要充分認可學生的想法，讓他們有自己的觀點，允許他們“想不通”；要充分發揮學生的發散思維能力，使他們敢于說、樂于說。在輕松的環境下，學生思維活躍，勇于發言，樂于思考和探索。營造輕松的課堂教學氛圍，更有利于實施“問題—探究”式教學。

2.創設問題情境

愛因斯坦指出：“提出問題往往比解決問題更重要。”課堂教學中，提出問題是實施“問題—探究”式教學法的前提，而創設情境是提出問題的前提。因此，教師要善于創設問題情境。問題的提出可以有多種方式：一種是創設的情境中，學生通過觀察就能提出值得探究的問題；一種是教師在具體的情境中進行啟發、引導，學生才能提出有價值的問題；還有一種是教師在創設的情境中，明確提出具體的供大家探究的問題。

3.選取合適方式

有些問題必須進行實驗才能取得證據并得出結論，那么這些問題就需要采用實驗探究的方式進行探究。只有通過采用實驗探究的方式去尋找證據，才能很好地培養學生的科學探究能力和科學思維方式及科學思維能力。例如：在重力加速度的學習中，通過創設情境說明重力加速度g是物理學中至關重要的物理量，提出“如何測量當地的重力加速度呢”這一明確問題，引導學生采用實驗探究的方式進行探究。

有些問題通過理論上的推理論證就能夠得出結論，這些問題可以采用理論探究的方式，讓學生根據已有知識進行推導，解決問題并得出結論，這樣能很好地培養學生的科學推理和論證能力。例如，在學習萬有引力定律時，通過創設行星圍繞太陽運行的情境，教師提出“行星圍繞太陽運行時，太陽對行星的引力的大小與太陽和行星的質量以及它們之間的距離有什么關系呢”這一明確問題，引導學生采用理論探究的方式進行探究學習。

4.制定合理方案

無論是實驗探究還是理論探究，探究方案是實施有效探究的基本保障，設計的探究方案一定要合理且易于操作。實驗探究方案中一定要有提出明確的問題、進行合理的猜想、選取合適的實驗器材、確定實驗方法與步驟、設計記錄數據的表格、得出實驗結論等重要環節。理論探究方案中一定要有提出明確的問題、建構模型、梳理已有知識、進行歸納推理、得出具體結論等重要環節。

5.形成確切結論

無論是實驗探究還是理論探究，最終一定要得出明確的探究結論。這個結論既是對所探究問題的最簡潔回答，也是對所學知識在認識上的提煉和升華，以及形成正確物理觀念的最有效途徑。

6.解釋和交流

對探究方案和探究結論進行解釋和交流，不僅可以提升學生準確表達自己觀點的能力，還能提升學生分析與論證的科學思維能力，而且能夠發現探究方案中的不足并及時進行修正，培養學生良好的科學態度與責任。因此，對探究方案和探究結論進行解釋和交流是 “問題—探究”式課堂教學中不可缺少的環節。

三、典型案例的歸納和總結

在高中物理課堂教學中，有很多課題在采用“問題—探究”式教學法進行教學時有不少相似之處，因此我們應學會把相似的課題進行歸類，以便找出一些規律，增強課堂教學的實效。

在概念課教學中，速度、加速度、場強等概念的建立過程都可以采用“問題—探究”式教學法。首先創設情境確定引入的物理量是描述什么的，即這個物理量的物理意義，然后提出明確問題——“如何去定義這個物理量”，再圍繞問題用科學的方法去確定這個物理量的定義。

在規律課教學中，萬有引力定律、動能定理、動量定理的得出過程既屬于小探究，又屬于理論探究，因此探究環節有更多的相似之處；機械能守恒定律和動量守恒定律的得出過程則是先理論探究推導，然后進行實驗探究驗證，這兩個定律的教學有更多的相似之處。

總而言之，教師運用“問題—探究”式教學法，通過創設問題情境，讓學生帶著使命感進入一個有意義的探究；通過環環相扣的“問題”驅動，讓學生進入層層遞進的探究環節，師生頻繁的“問題”互動，使得“問題—探究”成為教學的主線，從而達成“促進學生物理學科核心素養養成和發展”的高中物理課程目標。