高中物理教學(xué)問題情境創(chuàng)設(shè)策略探析

宋媛嫄

摘 要：高中生在學(xué)習(xí)物理課程時(shí)，會(huì)因物理概念、公式繁多而感覺枯燥乏味，產(chǎn)生畏難心理，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。面對(duì)此種情況，創(chuàng)設(shè)問題情境、激發(fā)探究意識(shí)，是提高學(xué)生課堂參與度、培育學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。文章簡要論述高中物理教學(xué)中問題情境創(chuàng)設(shè)的價(jià)值與基本原則。重點(diǎn)以實(shí)際教學(xué)案例為支撐，從物理實(shí)驗(yàn)、實(shí)際生活、新舊知識(shí)聯(lián)系、信息技術(shù)、自主探究五大方面，闡述高中物理教學(xué)中問題情境的創(chuàng)設(shè)策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中物理；問題情境；自主探究；創(chuàng)設(shè)策略

“學(xué)源于思，思源于疑。”問題是引發(fā)個(gè)體內(nèi)心疑惑與探索欲望的關(guān)鍵因素。高中生在學(xué)習(xí)物理課程時(shí)，不能被動(dòng)、機(jī)械地接受教師灌輸?shù)奈锢碇R(shí)、物理實(shí)驗(yàn)方法，而是要調(diào)動(dòng)自己的生活經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)背景、技能儲(chǔ)備，從特定情境中發(fā)現(xiàn)問題。然后通過合作學(xué)習(xí)、自主探究、獨(dú)立思考等多種學(xué)習(xí)方式解讀、解析、解決問題，逐步領(lǐng)悟物理學(xué)科的思想方法，成功地將解決物理問題轉(zhuǎn)化為自己的學(xué)習(xí)過程。在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境成為推動(dòng)教學(xué)改革的有效方式。但從實(shí)際教學(xué)情況來看，存在問題情境與物理教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)、問題情境創(chuàng)設(shè)方法單一并且缺乏吸引力、啟發(fā)性等問題，過多的問題會(huì)加劇學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。鑒于此，如何根據(jù)高中物理課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)以及高中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)有效創(chuàng)設(shè)問題情境，已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的研究課題。

一、高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的價(jià)值

（一）激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣

在學(xué)習(xí)高中物理課程時(shí)，學(xué)生興趣濃厚、情緒飽滿、情感充盈，并且專注、持續(xù)，才能夠高效率地掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)、習(xí)得物理技能，獲得物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。由此可見，培養(yǎng)高中生物理學(xué)習(xí)興趣具有重要性與緊迫性。在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，一般由教師直接揭示物理概念、物理原理、物理規(guī)律，向?qū)W生灌輸物理知識(shí)，并要求學(xué)生通過背誦掌握知識(shí)。此種教學(xué)方式背離高中生能力素養(yǎng)的發(fā)展規(guī)律，并且會(huì)制約學(xué)生興趣的形成與個(gè)性發(fā)展。在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，可以將問題情境作為師生互動(dòng)的載體、渠道。教師將教學(xué)意圖、所設(shè)計(jì)的問題等置于真實(shí)或模擬的情境當(dāng)中，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生深入問題情境，從已有知識(shí)背景、物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)問題做出假設(shè)或猜想，通過合作討論、獨(dú)立思考或?qū)嶒?yàn)探究等方式收集證據(jù)、論證猜想、得出結(jié)論。在此過程中，學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，在問題情境的帶動(dòng)下充分調(diào)動(dòng)自己頭腦中所儲(chǔ)備的知識(shí)，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)思考并解決問題，體驗(yàn)到物理學(xué)習(xí)的樂趣，感受到教師對(duì)他們的尊重、認(rèn)可，有效激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣[1]。

（二）激活學(xué)生的問題意識(shí)

強(qiáng)烈的問題意識(shí)是學(xué)生參與高階思維活動(dòng)的動(dòng)力。高中生的思維能力包括低階思維能力與高階思維能力。低階思維能力是指在教材輔助、教師指導(dǎo)下解決問題的思維能力；高階思維能力是指學(xué)生通過反思重構(gòu)、歸納總結(jié)、自主探究等方式解決問題的思維能力。高中物理教學(xué)屬于認(rèn)知思維教育的范疇，重在培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，學(xué)生的思維活動(dòng)局限于低層次、低水平、低效率的思維活動(dòng)，不能對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行遷移創(chuàng)新，難以發(fā)現(xiàn)、提出、分析與解決問題，導(dǎo)致學(xué)生思維能力發(fā)展緩慢。而基于問題情境的高中物理教學(xué)，則成功地將思維活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)歸還給學(xué)生。教師適時(shí)、適宜地創(chuàng)設(shè)并呈現(xiàn)問題情境，降低學(xué)生對(duì)教師解讀、教材內(nèi)容的依賴性，帶動(dòng)學(xué)生多角度、多層面解析情境，從中吸收知識(shí)信息、積累經(jīng)驗(yàn)。情境中的問題會(huì)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，學(xué)生會(huì)積極思考“為什么”，探索問題背后隱含的物理規(guī)律、物理原理，完整經(jīng)歷物理知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、提出與總結(jié)歸納過程，讓學(xué)生的物理思維更具獨(dú)立性、深刻性與敏銳性，使學(xué)生以強(qiáng)烈的問題意識(shí)投入到物理學(xué)習(xí)全過程當(dāng)中。

二、高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的原則

在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，并非單純指由教師提出問題、由學(xué)生分析與解決問題的教學(xué)方式，而是要把握好高中生的物理學(xué)習(xí)情況，設(shè)計(jì)層次遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣、由易到難、由簡到繁的問題，將物理問題與生活化場(chǎng)景、現(xiàn)象等結(jié)合為有機(jī)整體，并通過語言敘述、圖片引入等方式呈現(xiàn)問題情境，帶給學(xué)生更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，充分刺激學(xué)生的感官，并促進(jìn)其頭腦更加靈活、思維更加開闊。

鑒于此，在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，教師要遵循以下基本原則：

一是邏輯性原則。高中物理教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)科的基本邏輯和物理教育的基本規(guī)律，循序漸進(jìn)地呈現(xiàn)物理核心知識(shí)點(diǎn)，將問題情境貫穿于物理教學(xué)的全過程之中，引導(dǎo)學(xué)生樹立“小目標(biāo)”，逐漸發(fā)現(xiàn)并解決情境問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)體系的建立。

二是適宜性原則。高中物理教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境，應(yīng)當(dāng)以物理課程標(biāo)準(zhǔn)、物理課程內(nèi)容、物理教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，體現(xiàn)出問題情境對(duì)物理教學(xué)的適宜性與服務(wù)性。在此基礎(chǔ)上要考慮問題難度、數(shù)量等的適宜性。物理問題并非越多越好，而是要保證精準(zhǔn)、有效，問在學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”，通過創(chuàng)設(shè)問題情境消除學(xué)生對(duì)物理概念的錯(cuò)誤認(rèn)知，提高學(xué)生的思維能力。

三是趣味性原則。在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，需要注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所創(chuàng)設(shè)的問題情境盡可能涵蓋學(xué)生有興趣探索的生活、自然與社會(huì)現(xiàn)象，使學(xué)生以興趣為驅(qū)動(dòng)分析、解決物理問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。

四是互動(dòng)性原則。在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間要充分交互。由教師呈現(xiàn)情境，學(xué)生獨(dú)立或合作分析與解決問題，再由學(xué)生反饋問題解決成果，最后由教師總結(jié)指導(dǎo)[2]。

三、高中物理教學(xué)中問題情境的創(chuàng)設(shè)策略

（一）關(guān)注物理實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)問題情境

高中物理課程以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為核心，倡導(dǎo)將實(shí)驗(yàn)探究轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程的主要方式，將知識(shí)與思維、理論與實(shí)踐結(jié)合為有機(jī)整體，綜合提高學(xué)生的科學(xué)探究能力、思維能力、實(shí)踐能力，提高學(xué)生的物理知識(shí)水平。鑒于此，高中物理教師要緊密圍繞物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，借助問題情境引發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理、物理實(shí)驗(yàn)操作方法、物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論的多角度、深層次思考，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究欲望，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中保持專注、興趣濃厚，以此有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的發(fā)展[3]。

例如，在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》一課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)演示看似相同的小車在相同外力作用下同時(shí)沿著滑軌，以初始速度0運(yùn)動(dòng)。利用演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)直觀、生動(dòng)的問題情境，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析兩輛小車在運(yùn)動(dòng)過程中相同/不同的物理量，思考為何演示實(shí)驗(yàn)中兩輛大小相同的小車停止時(shí)間、運(yùn)動(dòng)路程不同？在力相同的情況下，兩個(gè)小車運(yùn)動(dòng)的加速度受到哪些因素的影響？學(xué)生在實(shí)驗(yàn)問題情境的帶動(dòng)下積極思考、活躍頭腦，并結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出猜想，成功激活學(xué)生的思維，為學(xué)生后續(xù)的實(shí)驗(yàn)探究做好準(zhǔn)備。

（二）走進(jìn)實(shí)際生活，創(chuàng)設(shè)問題情境

物理源于生活、應(yīng)用于生活，是解決生活實(shí)際問題的有效途徑。生活中包含豐富的情境資源，生活現(xiàn)象、生活規(guī)律、生活習(xí)慣、生產(chǎn)方式、自然現(xiàn)象等都可以成為教師創(chuàng)設(shè)物理問題情境的素材。教師可以從學(xué)生的生活環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境入手，在生活與物理知識(shí)點(diǎn)之間建立關(guān)聯(lián)，注意問題情境創(chuàng)設(shè)的適宜性、邏輯性。根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)、物理教學(xué)大綱、物理教學(xué)任務(wù)，以及高中生的物理知識(shí)儲(chǔ)備、物理學(xué)習(xí)水平、興趣愛好等開發(fā)、利用生活化的情境資源，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)生活智慧、生活情感的問題情境，深化學(xué)生的情感體驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生在情境分析與探究中感受物理學(xué)科的魅力，并通過解決物理問題實(shí)現(xiàn)對(duì)生活的改善與創(chuàng)造。

例如，在《失重》一課的教學(xué)中，通過簡單的語言敘述創(chuàng)設(shè)游樂場(chǎng)中“跳樓機(jī)”的問題情境，簡要介紹跳樓機(jī)的工作原理，引發(fā)學(xué)生對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的回顧，讓學(xué)生思考在玩“跳樓機(jī)”以及相似游戲項(xiàng)目時(shí)的生理感受，結(jié)合自己的體驗(yàn)繪制跳樓機(jī)上游客的受力示意圖，分析物體對(duì)接觸面的壓力與物體真實(shí)重力之間的關(guān)系。在生活化問題情境的帶動(dòng)下，學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)與物理知識(shí)點(diǎn)結(jié)合為有機(jī)整體，通過思考、畫圖等方式分析物體處于失重狀態(tài)下的受力特點(diǎn)，由生活化物理問題情境遷移到對(duì)物理核心概念的探究與總結(jié)，改變傳統(tǒng)物理教學(xué)中直接揭示物理概念定義的方式，促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)物理概念的建構(gòu)。

（三）新舊知識(shí)聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)問題情境

舊知識(shí)是學(xué)生探索新知識(shí)的重要基礎(chǔ)。高中物理學(xué)科知識(shí)體系龐雜，物理概念、物理規(guī)律之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，并且在不同學(xué)段知識(shí)的難易程度不同。高中生的思維特點(diǎn)與能力素養(yǎng)水平?jīng)Q定其在探索、學(xué)習(xí)、掌握新知識(shí)時(shí)要建立在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過對(duì)舊知識(shí)的遷移、聯(lián)系、轉(zhuǎn)化，以理解新知識(shí)。為此，高中物理教師要把握好高中生的物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與物理學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的認(rèn)知水平，按照由淺入深、由易到難、由簡單到復(fù)雜的順序設(shè)計(jì)問題鏈，將問題鏈置于真實(shí)或模擬的物理情境當(dāng)中，引領(lǐng)學(xué)生在回顧舊知識(shí)的同時(shí)促進(jìn)新舊知識(shí)的融會(huì)貫通，讓學(xué)生的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)更加完善與靈活[4]。

例如，在《向心力》一課的教學(xué)中，在做好學(xué)情分析的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)舊知識(shí)問題情境——展現(xiàn)鋼球在細(xì)線牽引下繞圖釘做圓周運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考為了研究質(zhì)點(diǎn)做圓周速度快慢，引入了哪些物理量？做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)鋼球受到哪些力？合力指向哪里？從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)向心力進(jìn)行定性分析，探究出向心力的方向與性質(zhì)。接下來引導(dǎo)學(xué)生對(duì)向心力進(jìn)行定量分析，順勢(shì)開展物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，體現(xiàn)出問題情境的適宜性與邏輯性，促進(jìn)學(xué)生物理認(rèn)知思維水平不斷提升。

（四）運(yùn)用信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)問題情境

信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。信息技術(shù)的優(yōu)越性可以將教材內(nèi)的知識(shí)信息轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N直觀、生動(dòng)的信息媒介，如趣味性較強(qiáng)的Flash動(dòng)畫、簡潔直觀的圖片、生動(dòng)多彩的音視頻等，并且可以呈現(xiàn)難以用肉眼觀察的物理現(xiàn)象，利用虛擬影像從微觀層面揭示物理原理與規(guī)律。基于信息技術(shù)的高中物理問題情境可以刺激學(xué)生的多重感官，為學(xué)生打造聲形一體化的問題情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生頭腦中的物理圖式。鑒于此，高中物理教師要高度重視信息技術(shù)與問題情境的結(jié)合，將抽象的物理規(guī)律可視化、直觀化、流程化，學(xué)生探究問題情境的過程便是掌握物理知識(shí)、領(lǐng)悟物理學(xué)科思想方法的過程，讓物理教學(xué)更加高效[5]。

例如，在《庫倫定律》一課的教學(xué)中，借助多媒體為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，先呈現(xiàn)物理學(xué)史中庫倫對(duì)靜電力規(guī)律的探索過程與成果，包括扭力秤的研發(fā)、扭秤實(shí)驗(yàn)、電擺實(shí)驗(yàn)等。引導(dǎo)學(xué)生從物理史料中初步探究靜電力與帶電量之間的關(guān)系。與此同時(shí)，利用信息技術(shù)演示庫倫扭秤實(shí)驗(yàn)過程與方法，學(xué)生細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在Flash動(dòng)畫的支持下總結(jié)規(guī)律、得出結(jié)論。運(yùn)用信息技術(shù)可以突破問題情境創(chuàng)設(shè)的難題，將教材中不便于操作的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為直觀、形象的視頻或動(dòng)畫，使學(xué)生以觀察為起點(diǎn)，以思考與探究為主要方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、探索，以此提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平，并優(yōu)化改進(jìn)物理教學(xué)方式。

（五）面向自主探究，創(chuàng)設(shè)問題情境

在高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的目標(biāo)之一在于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，讓學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，逐步提高學(xué)生的自主探究與學(xué)習(xí)能力。因此，高中物理教師要面向?qū)W生的自主探究，根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)行為特點(diǎn)、物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)水平等設(shè)計(jì)難度、數(shù)量適宜的問題，將問題與生活化場(chǎng)景相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生從問題情境中發(fā)現(xiàn)并提出問題，在自主探究中探索出解決問題的最佳路徑。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，有效活躍課堂氛圍、簡化教學(xué)流程，體現(xiàn)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的中心地位，重新建構(gòu)物理課堂結(jié)構(gòu)與教學(xué)實(shí)施流程，綜合提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)品質(zhì)與物理素養(yǎng)。

例如，在《導(dǎo)體電阻率的測(cè)量》一課的教學(xué)中，利用生活物品為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境：在供配電路規(guī)劃建設(shè)中，為減少線損需要用電阻率小的材料制作導(dǎo)線；在電器制作中，為了保證電器使用的安全性，其絕緣部分需要使用電阻率大的材料。如何測(cè)量電阻率？由問題情境引出本節(jié)課課題，學(xué)生在回顧導(dǎo)體電阻與電阻率、長度、橫截面關(guān)系等知識(shí)的基礎(chǔ)上思考電阻率的測(cè)量原理，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、組裝實(shí)驗(yàn)器材，并規(guī)范連接電路、測(cè)量儀表，利用表格記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，問題情境與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生減小誤差、收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)。通過創(chuàng)設(shè)情境促進(jìn)學(xué)生自主探究，體現(xiàn)學(xué)生主體地位，激發(fā)學(xué)生主體精神。

結(jié)束語

在高中物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)問題情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，教師要遵循邏輯性、適宜性、趣味性與互動(dòng)性的基本原則。在此基礎(chǔ)上將問題情境貫穿于物理教學(xué)的全過程當(dāng)中，并且與教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)相結(jié)合，借助問題情境活躍課堂氛圍、激活學(xué)生思維、引發(fā)學(xué)生深度思考、促進(jìn)學(xué)生自主探究，使學(xué)生在解讀分析情境中掌握物理學(xué)習(xí)的有效策略，獲得物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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