巧用問題鏈提升高中物理教學效果的策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2025）18-0068-03

高中物理與生活密切相關，因此，提升高中物理教學效果，培養學生的問題解決能力至關重要.“圓周運動”作為力學的重要組成部分，以其獨特的運動形式和豐富的物理內涵，為學生提供了深入理解力與運動關系的寶貴機會，但其相關概念比較抽象，涉及的計算比較復雜，給學生的學習造成一定困難.問題鏈是一系列精心設計、相互關聯、層層遞進的問題集合，不僅能夠激發學生的學習興趣，引導他們從已知出發，逐步深入未知領域，還能夠在解決問題的過程中，鍛煉學生的邏輯思維能力和問題解決能力，將問題鏈應用于高中物理教學對促進學生概念建構與思維發展具有重要意義.

1高中物理問題鏈設計的要點

1. 1 堅持學科立場，明確學習目標

問題鏈的設計應始終圍繞高中物理學科的核心內容和教學目標展開.教師需要清晰把握課程標準的要求，明確每一節課或每一個教學單元的學習目標，確保問題鏈能夠緊密圍繞教學目標設計，提高問題鏈的針對性和有效性.

1.2創設問題情境，培養問題意識

問題情境是激發學生思考和興趣的重要手段.在設計問題鏈時，教師應注重創設貼近學生生活實際或具有趣味性的物理情境，讓學生在解決具體問題的過程中感受物理的魅力和價值，并將抽象的物理知識與現實生活相聯系，進而在發現問題、提出問題、解決問題的過程中逐漸增強問題意識和探究精神.

1.3 注重內在邏輯，設問應有深度

問題鏈中的每個問題都應承載特定的教學任務，或引導學生回顧已知，為新知識的學習鋪設基石；或激發學生思考，促使他們運用多學科的知識與方法綜合分析問題；或幫助學生揭示物理現象背后的深層邏輯，從而保證問題鏈的邏輯性和連貫性1.此外，教師應注重問題的開放性與啟發性，避免使用過于封閉或絕對化的表述方式，以激發學生的探索欲與創造力.

1.4設計形式多樣，追求功能各異

不同形式的問題可為學生提供多樣化的學習體驗，并滿足不同學習風格和能力水平學生的需求，既能有效激發學生好奇心與探索欲，又能促使他們從不同角度、不同層面去審視和理解物理知識[2].同時，教師應注重問題的功能性，盡可能使不同類型的問題承載不同的教學功能，并將這些問題穿插組成問題鏈，這有利于學生從低到高、從表層到深層、從簡單到復雜的思維發展，最終形成高效課堂.

2 巧用問題鏈提升高中物理教學效果的策略

2.1 設置引入問題鏈，強化整體感知

對于有難度的教學內容，教師的首要任務是激發學生的好奇心和探索欲，使學生快速進人學習狀態并對知識產生整體感知.引入問題鏈是開啟學生思維大門的鑰匙，通常以生活中的常見現象為載體，能夠迅速吸引學生的注意力，從而為后續深人學習鋪設基石[3].因此，教師在物理課程開始時，應精心構思引入問題鏈，使學生在好奇心的驅動下主動投人學習.

以魯科版高中物理必修第二冊第3章“圓周運動”為例（下文均以此版本此章節為例），教師應設計以下引入問題鏈.

問題1：請描述一個你在生活中看到的物體做圓周運動的例子.

問題2：你認為描述一個物體做圓周運動需要以下哪些要素（旋轉中心、旋轉方向、旋轉角度、圓周半徑、圓周角速度）.

問題3：物體的大小和形狀對它做圓周運動有影響嗎？請舉例說明.

問題4：當我們乘坐摩天輪時，為什么感覺到的是平穩地上升而不是在做圓周運動？

問題5：如果我們將一個做圓周運動的物體簡化為一個點，那么在什么情況下這種簡化是合理的？

在上述問題鏈中，生活中的圓周運動現象對學生來說既親切又有熟悉感.學生可以從旋轉的風扇葉片、旋轉木馬、陀螺等現象出發，初步意識到描述圓周運動所需的要素，再通過層層遞進的問題，突出“簡化物體為質點\"這一概念的重要性.很明顯，問題5是整個問題鏈的核心，但是如果沒有前面四個引入問題作為鋪墊，學生直接將現實物體簡化為“點”的概念會顯得突兀且缺乏過渡.通過這樣的引入問題鏈，學生能夠自然過渡到圓周運動的正式學習之中.

2.2 設置遞進問題鏈，深度發展思維

遞進問題鏈是指按照一定的邏輯順序，從簡單到復雜、從基礎到深入提出一系列相關聯的問題，有利于學生循序漸進地掌握知識點，進而在復雜場景的知識應用中逐漸提升思維水平.在“圓周運動”的教學中，為了發展學生的思維，教師應遵循以下思路設置遞進問題鏈：首先，從圓周運動的含義和特點等基礎概念入手，引導學生理解基本原理，幫助學生建立對圓周運動的基本認知，為后續更深層次的學習奠定基礎[4].其次，教師應該深化問題層次，引導學生探討速度、角速度和周期等物理量之間的關系以及相互作用，以便讓學生更深入地了解各個物理量之間的聯系，從而更好地把握圓周運動的本質.再次，教師應該進一步擴展問題的范圍，如讓學生探討“一個物體在水平面上做勻速圓周運動時受到的向心力，以及改變物體質量或者運動速度時向心力產生的變化”，促使學生將抽象概念與具體的物理現象相結合，加深對向心力的理解.最后，教師應該設置綜合性問題，如分析“摩天輪上的乘客所感受到的向心加速度，以及空氣阻力影響下的真實圓周運動”，使學生在不斷思考中逐漸掌握更加深入的知識，并同步提升思維能力.

2.3 設置彈性問題鏈，強化自主創造

在面對復雜多變的學習任務時，具備創造性思維的學生更容易發現新的解決方案，并能夠更好地適應未來的挑戰.彈性問題鏈是教學過程中教師根據學生的實際情況和需求所設計的靈活性和開放性問題.在彈性問題鏈下，學生可以在一定程度上自由發揮，提出自己獨特的見解，從而逐漸提升主動性和創造性.在“圓周運動”教學中，教師應設計如下問題.

問題1：在日常生活中，哪些現象可以視為圓周運動的例子？請列舉至少三個例子，并嘗試用物理語言描述這些運動的特點.

問題2：如果要設計一個模擬圓周運動的實驗裝置，請你描述這個裝置應該如何構造？需要哪些材料？

問題3：請設想物體正在做非勻速圓周運動的情境，嘗試描述這個物體的速度、加速度以及受力情況，并解釋其速度發生變化的原因.

上述問題給予了學生較大的思維空間.問題1中，學生可以通過觀察周圍環境中的旋轉門、旋轉木馬等常見物體，體驗和描述圓周運動；問題2要求學生發揮創意，設計實驗方案；問題3鼓勵學生在虛構的情境中應用所學知識，解釋復雜的物理現象，從而加深對非勻速圓周運動的理解.

2.4設置遷移問題鏈，促進知識遷移

遷移問題鏈是指能夠引導學生將已掌握的知識、技能或方法應用于新的情境或問題中的一系列問題的集合.在物理學科中，盡管物理現象紛繁復雜，但其背后的物理規律卻具有普適性和簡潔性.當學生能夠基于某一物理定理或定律，自主構建邏輯推理模型，并在現實中找到解決問題的新方法時，便實現了知識的有效遷移，達到了深度學習的層次.例如，在“圓周運動”的教學中，教師應設計以下遷移問題鏈.

問題1：請用自己的話描述什么是向心力，并給出一個日常生活中的例子來說明向心力的作用.

問題2：當一個物體繞固定軸做勻速圓周運動時，如何確定它所受向心力的大小？

問題3：實驗中常用哪些方法來測量向心力？

問題4：除了實驗室常用的測量方法外，還有哪些方法可以間接測量一個物體在圓周運動中所受的向心力？

在上述遷移問題鏈中，問題1從“圓周運動”的核心概念出發，讓學生用自己理解的語言來闡述基本的物理規律；問題2則遷移到這一規律的具體表現層面，即如何計算向心力；問題3遷移到驗證這一規律的實驗手段層面；問題4是整個遷移問題鏈的核心，要求學生基于問題1中提到的向心力概念，設計出新的測量方法.

2.5 設置探究問題鏈，強化問題解決

探究問題鏈是發掘物理現象本質、歸納物理規律的有效手段，能夠促使學生從物理現象、概念、定理等淺層學習過渡到深度學習.由此可見，探究問題鏈具有意義建構功能，能夠促使學生在探究過程中不斷補充舊知識體系，形成新的知識體系，從而利用新的知識結構順利解決問題.例如，在“圓周運動”的教學中，教師應設計如下探究問題鏈.

問題1：在勻速圓周運動中，物體的線速度方向是否始終沿軌跡的切線方向？為什么？

問題2：向心力的方向與物體運動的方向有何關系？它是如何影響物體的運動軌跡的？

問題3：如果將一個小球系在繩子的一端，然后在水平面內讓它做圓周運動，繩子上的張力與向心力之間是否存在直接關系？如果繩子突然斷裂，小球會如何運動？

問題4：排除所有理想化假設，考慮空氣阻力等因素，物體在實際的圓周運動中是否仍然保持勻速？如果考慮這些因素，物體的速度會發生怎樣的變化？

問題5：假設現在有一個質量為 m 的小球，用一根長度為 L 的輕繩連接，使其在豎直平面內做完整的圓周運動.為了保證小球在最高點不脫離軌道，需要滿足哪些條件？請設計一個實驗來驗證你的理論.

從上述探究問題鏈來看，問題5是整個問題鏈的核心，但其根本價值并不在于實驗設計的精確性，而在于引導學生通過探究過程，認識到圓周運動中涉及的各種力的作用及其相互關系，從而消除物理學中絕對理想化的狀態，這也是探究問題鏈的價值所在.

3 結束語

綜上所述，問題鏈的設計與實施不僅有助于激發學生的學習興趣，而且還能有效促進其思維能力的發展和知識的遷移應用.通過合理設置引入、遞進、彈性、遷移及探究問題鏈，教師能夠更好地引導學生掌握圓周運動的相關知識，從而提高高中物理教學質量.

參考文獻：

[1］馬海霞.高中物理教學中巧用“問題鏈”激活課堂的研究[J].甘肅教育研究，2024（09）：71-73.

[2]汪少宇.高中物理力學教學中使用問題鏈教學的策略[J].中學物理教學參考，2024，53（11）：50 -52.

[3］楊發茂.高中物理問題鏈設計策略研究[J].教育觀察，2024，13（08）：92-95.

[4］楊鳳樓.促進高中物理深度學習的“問題鏈”策略研究[J].物理教師，2021，42（06）：34-37.

[責任編輯：李 璟]