問題鏈在高中物理習(xí)題課教學(xué)中的應(yīng)用

在高中物理課堂中，教師要充分發(fā)揮習(xí)題的教學(xué)價(jià)值，促進(jìn)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí).同時，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，高中物理課程要創(chuàng)設(shè)促進(jìn)學(xué)生深度思考的學(xué)習(xí)情境，重點(diǎn)培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決實(shí)際問題的能力.故而，高中物理教師要精心設(shè)計(jì)符合物理知識結(jié)構(gòu)和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的問題鏈，指引學(xué)生深度剖析問題和知識本質(zhì)，使學(xué)生主動思考和探究問題的多樣化解決思路，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展.

1問題鏈的內(nèi)涵與設(shè)計(jì)原則

“問題鏈”是由諸多相互獨(dú)立的問題所組成的一種教學(xué)手段，它能夠引領(lǐng)學(xué)生層層遞進(jìn)、循序漸進(jìn)地開展知識探索，同時具有層次化、結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn)[1].在問題鏈的指引下，學(xué)生既可以依托真實(shí)情境提煉、分析知識點(diǎn)，持續(xù)完善自身對學(xué)科知識的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，又可以深度思考和辨析知識的本質(zhì)和聯(lián)系，這有助于他們邏輯思維、系統(tǒng)思維、分析思維能力的發(fā)展.

在設(shè)計(jì)問題鏈時，教師要兼顧問題的相互獨(dú)立性和內(nèi)在邏輯關(guān)系，同時選用恰當(dāng)?shù)膯l(fā)性、開放性提問方式，全面發(fā)揮問題鏈的教學(xué)價(jià)值.在開放性問題或啟發(fā)性問題的指引下，學(xué)生能夠深入學(xué)習(xí)理論知識并形成獨(dú)特的問題解決思路.另外，問題鏈的確立還要求教師參考學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和思維特點(diǎn)，合理安排問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生思考、探究、解決實(shí)際問題的教育目標(biāo).

2問題鏈在高中物理習(xí)題課教學(xué)中的應(yīng)用策略2.1解讀習(xí)題信息，把握知識本質(zhì)

在高中物理習(xí)題課教學(xué)中，教師既要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知邏輯設(shè)計(jì)遞進(jìn)式問題鏈，又要以核心素養(yǎng)為參照系組織探究性學(xué)習(xí)活動，促進(jìn)學(xué)生深度思考和探究，切實(shí)提高他們的物理解題能力.在設(shè)計(jì)問題鏈期間，教師要找準(zhǔn)學(xué)生解題思路中的“盲點(diǎn)”和易忽略項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生正確解讀習(xí)題信息，使他們能夠精準(zhǔn)把握物理知識的本質(zhì)和聯(lián)系，幫助他們快速形成有邏輯的解題思路.而在呈現(xiàn)遞進(jìn)式問題鏈期間，教師要密切關(guān)注學(xué)生的審題情況，鼓勵他們抓住習(xí)題中的關(guān)鍵詞句，引導(dǎo)學(xué)生自主探究“先看模型一再看條件一最后看運(yùn)算”的物理審題策略，使他們能夠迅速構(gòu)建出物理模型，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)目標(biāo).

例如在人教版高中物理必修第一冊第一章“運(yùn)動的描述”習(xí)題課中，教師要秉持精準(zhǔn)指向知識點(diǎn)、難度適中、梯度設(shè)置合理的習(xí)題編制原則，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力.為了深化學(xué)生對位移、路程等核心概念的認(rèn)識和理解，教師可以編制以下習(xí)題：“某氣球上升至距離地面 80m 處，突然掉下一個物體，物體又上升了 10m 后才開始下落，規(guī)定向上方向?yàn)檎较?，請回答以下問題：（1）物體從離開氣球到落到地面的路程為多少？（2）物體從離開氣球到落到地面的位移大小為多少？方向如何？”讓學(xué)生自主探究和思考問題，需要給予學(xué)生充足的思考時間和交流空間.在學(xué)生審題期間，教師可以層層遞進(jìn)地給出問題鏈，引發(fā)學(xué)生對該問題的深層次思考和主動探究興趣.比如，教師可以向?qū)W生提問：“該問題涉及的主要知識點(diǎn)包含哪些？問題給出了哪些初始條件、邊界條件？你能從問題中提煉出路程和位移的本質(zhì)區(qū)別嗎？”引導(dǎo)學(xué)生抓住問題中的關(guān)鍵詞句，逐漸厘清路程和位移這兩個物理量的本質(zhì)區(qū)別.在課堂上，教師既要引導(dǎo)學(xué)生通過審題深化理解位移和路程概念，又要讓他們逐步學(xué)會構(gòu)建物理圖景，鼓勵他們將抽象的文本轉(zhuǎn)化為形象的物理情境圖，如氣球和物體共同上升、物體上升和下降過程的示意圖等，進(jìn)而達(dá)到看圖說話、選關(guān)系式順利解題的目的.在審題過后，教師可以任意選擇一位學(xué)生讓其看圖說話，鼓勵他分享自己的解題思路.最后教師要點(diǎn)評和總結(jié)學(xué)生的解題思路和作答情況，引導(dǎo)學(xué)生自行概括“先看模型一再看條件一最后看運(yùn)算”的物理審題策略，幫助他們深化對核心概念的認(rèn)識和理解.

2.2聯(lián)系生活實(shí)際，設(shè)計(jì)問題支架

在高中物理習(xí)題課教學(xué)中，教師要密切聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際生活，激發(fā)學(xué)生自主探究和思考問題的學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的問題鏈.在某種意義上說，問題鏈可以起到問題支架的導(dǎo)學(xué)作用，同時也能夠幫助學(xué)生從不同角度思考問題，滿足不同層次學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求.在習(xí)題訓(xùn)練和重難點(diǎn)講解期間，教師可以利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類、生活探究類、理論應(yīng)用類問題支架，讓學(xué)生在問題鏈的指引下開展深度思考和自主探究，這有助于提升物理教學(xué)的針對性和實(shí)效性.

例如在人教版高中物理必修第一冊第三章第三節(jié)“摩擦力”習(xí)題課中，教師要引領(lǐng)學(xué)生理解摩擦力的產(chǎn)生條件、方向的判斷方法和大小的計(jì)算方法，鼓勵學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維完成典型例題和課堂練習(xí)題.為了深化學(xué)生對摩擦力產(chǎn)生條件的認(rèn)識和理解，教師可以編制以下生活習(xí)題：“在我國東北寒冷的冬季，有些地方用雪撬作為運(yùn)輸工具.一個有鋼質(zhì)滑板的雪撬，連同車上木料的總質(zhì)量為 4.9×10³kg 在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪撬勻速前進(jìn)？ g 取 10N/kg^′′ ，讓學(xué)生先獨(dú)立思考一段時間.隨后教師可以圍繞摩擦力產(chǎn)生條件這一知識點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)問題支架：“ ① 如何判定摩擦力是否存在？ ② 如何判定摩擦力的方向？ ③ 如何計(jì)算摩擦力的大小？”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，同時鼓勵他們結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)雪撬的運(yùn)動狀態(tài)和平衡條件判斷摩擦力的大小、方向，最后計(jì)算出馬的水平拉力.緊接著，教師可以改變問題中的部分條件，引導(dǎo)學(xué)生將雪撬抽象為木塊，設(shè)定兩個水平方向相反、同時指向木塊的力 F₁、F₂ ，其中 F₁= 800N，F(xiàn)₂=400N ，鼓勵學(xué)生根據(jù)條件“木塊剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)”，嘗試推斷木塊所受摩擦力的大小和方向.學(xué)生可以再次使用上述問題支架，重新判斷和分析摩擦力是否存在、摩擦力的大小和方向，嘗試總結(jié)、歸納木塊所受摩擦力的判斷方法.根據(jù)學(xué)生的問題解答情況，教師要及時撤去問題支架，讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)歷或?qū)W習(xí)經(jīng)驗(yàn)，深度思考滑動摩擦力或靜摩擦力的判斷條件與相對運(yùn)動、相對運(yùn)動趨勢的內(nèi)在關(guān)聯(lián).

通過設(shè)計(jì)聯(lián)系生活實(shí)際的問題支架，教師既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，又可以喚醒學(xué)生的思維活力，使他們能夠從不同角度思考問題，讓他們在問題支架的引領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的發(fā)展.

2.3 引導(dǎo)分類討論，助力合作探究

在高中物理習(xí)題課教學(xué)中，教師要積極創(chuàng)造學(xué)生合作探究的機(jī)會，讓學(xué)生分組討論交流物理問題的多種解決思路，同時鼓勵學(xué)生在思維碰撞中相互學(xué)習(xí)和借鑒.為了達(dá)成這一目標(biāo)，教師可以精心設(shè)計(jì)分類討論的問題，同時向各組學(xué)生呈現(xiàn)層層遞進(jìn)的問題鏈，讓學(xué)生參與組內(nèi)討論，鼓勵他們共同解決較為復(fù)雜的實(shí)際問題.在合作探究類問題鏈的指引下，教師既可以考查學(xué)生的綜合素質(zhì)和知識運(yùn)用能力，又可以促進(jìn)學(xué)生深度思考和實(shí)踐探究，密切關(guān)注各組學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和思維變化情況，動態(tài)調(diào)整問題鏈的難度級別和梯度，使得問題鏈更加符合學(xué)生的實(shí)際需求.

例如在人教版高中物理必修第二冊第五章第二節(jié)“運(yùn)動的合成與分解”習(xí)題課教學(xué)中，教師可以圍繞“小船渡河”模型精心設(shè)計(jì)合作探究類問題鏈，引導(dǎo)各組學(xué)生分類討論“渡河時間最短”“渡河位移最短”兩種情況，使學(xué)生能夠深度思考和探究小船合運(yùn)動與小船相對靜水、隨水下漂分運(yùn)動之間的關(guān)系.為了深化學(xué)生對小船渡河模型的理解和掌握，教師可以編制以下合作探究習(xí)題：“在南湖公園湖面上有一只小船，湖面的西風(fēng)給小船一個恒定的作用力，小船自身動力與風(fēng)力大小相等，方向始終與小船的速度方向一致.在如圖1所示的正方形區(qū)域，小船初始 O 點(diǎn)存在向北的初速度 v₀ ，經(jīng)過一段時間后小船駛出正方形區(qū)域，下列圖中帶箭頭的線表示小船的大致運(yùn)動軌跡，你認(rèn)為哪些是正確的？小船的運(yùn)動軌跡受到哪些因素的影響？請簡述理由”讓學(xué)生組內(nèi)討論小船合運(yùn)動和合力的大致方向，鼓勵他們分類討論小船的運(yùn)動軌跡.在分組討論和合作探究期間，多數(shù)學(xué)生能夠推斷出小船始終受到向東的作用力，小船的運(yùn)動軌跡向東偏轉(zhuǎn)，然而多數(shù)學(xué)生意識到小船的初始速度并未給出，這就要求他們分類討論初始速度較小、較大兩種情況.在分類討論過后，各組學(xué)生能夠推測出如圖1所示的兩種小船運(yùn)動軌跡，其中（1）代表小船初始速度較小的運(yùn)動軌跡，（2）則代表小船初始速度較大的運(yùn)動軌跡.根據(jù)小船渡河模型和問題鏈，教師能夠引領(lǐng)學(xué)生通過合作探究和分類討論加深理解，使他們能夠歸納出合運(yùn)動和合速度方向一致的解題策略.

圖1

2.4鼓勵變式拓展，培育高階思維

在高中物理習(xí)題課教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生嘗試變式拓展經(jīng)典例題，發(fā)散他們的科學(xué)思維，鼓勵他們建立物理模型以探究解題方法，重點(diǎn)培育學(xué)生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力.而在變式拓展習(xí)題時，教師要密切關(guān)注學(xué)生能否精準(zhǔn)把握物理量之間的關(guān)系，借助問題鏈啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，使他們經(jīng)歷完整的思維過程，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展目標(biāo).

例如在人教版高中物理必修第三冊第十章第五節(jié)“帶電粒子在電場中的運(yùn)動”的習(xí)題課教學(xué)中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生理解并掌握帶電粒子在電場中作直線運(yùn)動的邏輯分析方法，使他們能夠熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律、動能定理解決此類問題3.在課堂上，教師可以先直觀展示一道關(guān)于帶電粒子在電場中作直線運(yùn)動的例題，讓學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律、動能定理求出該電場的電場強(qiáng)度、帶電粒子所帶電荷量和飛出電場的速度三個物理量.根據(jù)學(xué)生的作答情況，教師可以鼓勵他們變式拓展該例題，指導(dǎo)學(xué)生分別改變電場的兩極板方向、帶電粒子的釋放位置和飛出位置等題目條件.隨后教師可以向?qū)W生提問：“若極板間的電場強(qiáng)度大小不變，方向變?yōu)樗椒较颍敲磶щ娏Ｗ铀艿暮狭Ψ较蚝痛笮≡鯓颖硎?？你能運(yùn)用幾何關(guān)系和動能定理計(jì)算出帶電粒子離開電場的速度嗎？”鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，讓他們嘗試?yán)砬逶}和變式習(xí)題之間的關(guān)系，再指導(dǎo)他們運(yùn)用動能定理解出帶電粒子離開電場的速度.在學(xué)生解答原例題和變式拓展習(xí)題時，教師要密切關(guān)注學(xué)生的思考和交流情況，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動狀態(tài)，推理分析該粒子所受電場力、重力的合力方向和大小，再引導(dǎo)他們結(jié)合動能定理和牛頓運(yùn)動定律等物理知識點(diǎn)，歸納概括出解決此類問題的通用思路或方法.借助激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的變式拓展習(xí)題，教師既可以拓展學(xué)生的物理學(xué)習(xí)深度，又可以培育他們的高階思維能力，這也有助于實(shí)現(xiàn)他們對知識的遷移運(yùn)用.

3結(jié)語

總而言之，問題鏈在高中物理習(xí)題課教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，一方面有益于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，另一方面有助于學(xué)生開展深度思考和探究.在具體的教學(xué)實(shí)踐中，教師可以引領(lǐng)學(xué)生解讀習(xí)題信息，設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際生活的問題支架，運(yùn)用問題鏈引導(dǎo)學(xué)生分類討論和合作探究，鼓勵學(xué)生變式拓展例題，助力他們高階思維能力的形成和發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

[1]雷慶，張春國，龔小梅.基于提升學(xué)生核心素養(yǎng)的高中物理習(xí)題教學(xué)[J].物理教學(xué)探討，2024，42（9）：83-86.

[2」鄧鑫淼.基于新課程理念的高中物理習(xí)題教學(xué)策略研究J]數(shù)理化解題研究，2024（18）：101—103.

[3」劉慧琰，田成良.基于習(xí)題變式教學(xué)突破專題復(fù)習(xí)的嘗試——以“帶電質(zhì)點(diǎn)在場中的運(yùn)動”專題為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2024，53（4）：73-78.