高中物理“問題+活動”雙輪驅動教學實踐研究

王柏甫

“問題+活動”雙輪驅動是指以課堂有效問題與課堂活動為雙引擎，通過問題投放和生成，激發學生的思維和學習欲望，引發學生深入思考，引領學生進行自主學習和合作學習，從而使學生參與到“問題解決”的學習中。筆者以高一物理“超重與失重”教學為例，說明如何通過“問題+活動”雙輪驅動實現高效課堂的構建。

一、問題驅動，讓學生思維活起來

如果沒有教師的有效引導和指導，學生的自主學習、合作學習就只能流于形式，缺乏深度，因此，想要引發學生深層次的思考，問題設計尤為重要。在教學中，教師在預設問題或生成問題的引領下，讓學生去思考、去辯論，產生思維的碰撞。

1. 設計問題串，引領合作學習

在“超重與失重”教學中，學生觀察到超重及失重現象后，教師就要引導學生思考并討論下列問題：同學們在下蹲的過程中，為什么先出現失重后出現超重？產生超重與失重的條件是什么？物體可能的運動狀態有哪些？教師讓學生各抒己見，不斷進行思維碰撞。在這些問題得到解決的基礎上，緊接著拋出問題：你能否使拉著重物的彈簧秤示數為零？什么叫完全失重現象？完全失重的條件是什么？由于有前面的知識基礎，學生較為容易理解完全失重的相關概念，但由于沒有完全失重的經歷，因此對完全失重的現象將信將疑。

為了幫助學生澄清疑點，教師現場演示“滴水不漏”實驗，將事先準備好的飲料瓶瓶底和側壁上各扎幾個小孔，向里面倒滿水，可以觀察到水從小孔四處向外噴射。這時讓學生討論：水為何能從小孔噴出？水對瓶底及瓶壁產生壓力的原因是什么？如果讓飲料瓶做自由落體運動，你將會觀察到什么現象？讓學生綜合運用壓力、壓強及超重、失重的知識，進行理論分析，然后再將飲料瓶由靜止開始釋放，發現水不再向外噴出。緊接著，教師組織學生討論：兩個疊放在一起的物體在不考慮空氣阻力情況下，讓它們由靜止開始下落，在下落的過程中，物體之間的彈力為多大？這樣層層推進，步步設疑，不斷喚醒學生的深層思維，在一個個問題得到解決的過程中，實現對知識的融會貫通、舉一反三。

2. 設計問題鏈，澄清模糊認識

針對“超重與失重”教學中的易錯點及模糊點，教師設計出系列問題，讓學生充分討論：出現超重與失重現象與物體的運動方向有關嗎？在實際運動中，如何判斷它是處于超重還是失重狀態？出現超重、失重現象時，其重力是否發生變化，為什么？出現超重、失重現象時，其超重或失重的多少與哪些因素有關？通過這些問題不斷激發學生的思維，促進學生的交流互動，深化學生對超重與失重概念的準確理解和把握。

3. 設計物理實驗，培養學生的自主探究能力

教師可以引導學生開展自主實驗設計，培養其物理思維。在掌握“超重和失重”的基礎知識后，教師為學生提供彈簧測力計，學生發現隨著人體下蹲，鉤碼會發生變化。在此基礎上，教師引導學生借助力傳感器對鉤碼變化進行測量與觀察。教師提問：“當人體下蹲時，彈簧測力計讀數會出現怎樣的改變？”學生回答：“數值先變小，然后變大，最后變小。”教師追問道：“哪位同學能夠更加詳細的說明讀數變化情況？”學生A踴躍舉手回答：“當處于靜止狀態時，測力計讀數為3N，當人體下蹲后，數值小于3N，之后逐漸超過3N。”教師點頭表示認可，并繼續問道：“怎樣才能將數值變化過程記錄下來？”學生B舉手答道：“應用力傳感器。”通過上述實驗的開展，可使學生在回答教師提問中掌握彈簧測力計的應用原理，并認識到力傳感器在測量力變化中發揮的作用。

二、活動調動，讓學生感官動起來

在高中物理教學中，激發興趣、調動學生的主觀能動性是課堂教學的關鍵。課堂上，教師要精心設計小游戲、實驗等各種活動，綜合利用多媒體技術，充分調動學生的各種感官，讓他們動腦、動口、動手，在活動中去體驗、去感悟、去思考，提高課堂教學效率。

1. 活動引入，激趣生疑，激活學習氛圍

如何把學生從課間懶散無序的狀態迅速調整到課堂學習狀態，引入設計尤為關鍵。在“超重與失重”教學時，教師直接以智分書本游戲引入課題，激發學生的好奇心，喚醒有意注意。

上課伊始，教師首先請兩位班里公認的“大力士”到講臺前進行一場別開生面的拔河比賽。拔河繩用事先準備好的、相互交疊的兩本厚書替代。兩位同學分別抓住書的書脊，水平使勁用力向兩邊拉動，若能把書分開，雙方均為勝者。比賽開始后，只見兩位同學憋足力氣，奮力拉書，全班同學興奮異常，為兩位同學加油。兩位同學盡管用了全力，但卻始終未能把書分開。其他同學雖然心有不甘，但又無奈，有著既興奮又失落的感覺。這時，教師從同學手中接過書本，分別抓住兩本書的書脊，在其突然向下運動的瞬間，迅速將兩本書分離開來。有的同學開始竊竊私語，為什么剛才“兩位大力士”費這么大勁都沒分開，而教師這么容易就做到了？學生有了疑問，就會產生“打破砂鍋問到底”的欲望。

2. 實驗探究，自主建構，經歷知識建構過程

對于超重、失重的概念以及在什么情況下出現超重還是失重，教師如果直接把結論告訴給學生最省事也最便捷，但學生理解不一定深刻。實踐表明，人只對親身經歷和體驗過的事情記憶深刻。因此，課堂上設置實驗探究環節，讓學生利用課桌上彈簧秤、鉤碼等物品去探究、去建構概念，讓他們觀察彈簧拉著鉤碼分別處于靜止、加速上升、減速上升、加速下降、減速下降的狀態下，彈簧秤示數的變化，并比較與鉤碼重力大小的關系。實驗中，學生邊操作，邊觀察，邊記錄，邊思考。實驗完成后，學生之間相互交流實驗數據，非常容易得出超重、失重的概念。為了進一步加深對概念的認識，教師將力傳感器與體重計相連，讓一位同學站在體重計上完成下蹲動作，其他同學通過投影儀觀察體重計示數變化。

3. 簡化實驗模型，強化親身體驗

結合“失重與超重”的相關知識點，教師創設升降機情境，為學生展現牛頓運動定律的實際應用，并在此基礎上，分析人對升降機地板壓力產生的影響。通過上述情境創設，可使學生對“超重”“失重”相關知識有了更多的理解，明白二者必然存在的條件。但在實際生活中，卻很難將上述情境真實展現出來，對此，教師對實驗模型進行簡化，將“升降機應用臺秤測量體重”改為“利用彈簧力計來測量鉤碼重力”，選用生活中常見的彈簧測力計，替代臺秤，使學生能夠親身參與進來，通過生活簡易實驗的開展，充分且扎實地掌握物理知識。

三、雙輪驅動，讓知識活起來

要學好物理，不但要知其然，而且要知其所以然。學生對超重、失重的知識到底掌握如何，那就要看學生能否靈活運用所學知識解決實際問題。

1. 在游戲活動中做到學以致用

筆者在課堂上安排了兩項活動：一是“智斷紙帶”實驗。在學生面前放有相同的紙帶和重錘，讓學生將紙帶一端固定在重錘上，用紙帶將重錘豎直吊起，看誰最先將紙帶拉斷。該活動著重考查超重知識，看學生對超重狀態下將紙帶拉斷原理的領悟能力。二是“比輕”比賽。就是讓兩位體重較重的同學各自站在講臺前體重計上，示數變化情況通過傳感器顯示在投影儀上。比賽的要求是看誰能讓體重計的示數最小，考查學生對超重、失重條件的理解。

活動結束后，教師讓優勝者發表感言，談談自己獲勝依據的是什么原理。這兩項活動的引入再次激活了學生的興奮神經，既調節了課堂氣氛，又檢驗了學生對所學知識的靈活應用能力，置知識的應用于游戲之中，讓學生享受快樂學習的幸福。

2. 在問題解決中實現釋疑解惑

課堂活動及課堂問題的設計都是為學習目標的達成服務。課堂預設的問題及生成的問題都要盡可能讓學生去解決。“智斷紙帶”游戲包含的原理學生不容易闡釋清楚，就要引導學生進行理性分析，要將書本分開，就要設法減小紙面之間的最大靜摩擦力，這就需要減小紙面間的壓力。什么情況下紙面間壓力最小？那只有讓書本接近做自由落體運動。這樣層層剝繭，就會讓學生理解教師設計“智斷紙帶”的原理。至于如何使體重計示數最小、如何智斷紙帶，就要充分引導學生討論，理解其原理。在日常生活中蘊藏著豐富的物理知識，引導學生善于去發現、去挖掘，并學會運用所學知識解決實際問題，不斷提升自己的科學素養。

3. 在科學想象中培養學生的抽象思維能力

在物理教學中，教師可以有意識地設計一些與教學內容相關的科學想象題目，引導學生以小組為單位開展討論，激發其學習興趣，提高推理能力，促進知識外延，使學生養成勤思考、多動腦的良好習慣，減少對教師的依賴。例如，在學習“超重與失重”知識時，教師結合相關知識設計以下題目：“若順著地球兩極的地軸鉆洞，當物體從北極無初速落入無底洞時，物體將如何運動？”該問題雖然有些不切實際，但帶有科學想象特點，很快便引起學生的好奇，激發想象力，紛紛說出自己的想法，經過組內代表發言，可歸納為以下三點：一是物體實施自由落體運動，直至穿越無地洞，沖出地球；二是物體運動速度逐漸減弱，最終停在地心處；三是物體以地心為平衡點，作來回振動。學生發表上述觀點后，教師并不急于評判對錯，而是接著提問：“物體在北半球、南半球洞中時，受到地球引力的方向如何？”問題一出，學生的思維馬上跳轉到正確思路上來，根據萬有引力定律，結合重力相關知識，發揮自身抽象與邏輯思維，很快便給出了正確答案，教師給予肯定和表揚，學生獲得成功體驗，對物理學習更加信心滿滿。

本文系江蘇省教育科學規劃課題“基于高中物理核心素養培養的五環式課堂教學模式的實踐研究”（課題編號：2016-GH01011-00421）研究成果。

（作者單位：江蘇省宿遷市文昌高級中學）

責任編輯：李莎