論物理探究式教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)的原則

摘要：本文旨在通過(guò)分析“自由落體運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的教學(xué)案例設(shè)計(jì)，探討物理探究式教學(xué)中問(wèn)題設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的原則。

關(guān)鍵詞：探究教學(xué)；問(wèn)題設(shè)計(jì)；遵循原則

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)10(S)-0013-3

新課程改革實(shí)施以來(lái)，探究式教學(xué)方式受到物理教師們的普遍關(guān)注。探究式教學(xué)要求高中學(xué)生“能發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問(wèn)題，認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的意義”。

提問(wèn)是一種有助于學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的重要方法。杜威曾說(shuō)：“問(wèn)題提得好，答案就有了一半”。恰到好處的提問(wèn)，可以揭露學(xué)生認(rèn)識(shí)中的矛盾，引發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的欲望，激發(fā)學(xué)生的思考積極性，使學(xué)生情緒處于最佳狀態(tài)，同時(shí)有利于學(xué)生掌握知識(shí)、發(fā)展智力、培養(yǎng)能力。因此，要想取得較好的提問(wèn)效果，促進(jìn)物理探究教學(xué)的順利開(kāi)展，教師必須了解探究教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)的策略。

1 “自由落體運(yùn)動(dòng)”探究教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)

自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型，在高中物理教學(xué)中具有特殊的地位，在知識(shí)上它是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例，在方法上滲透著理想化模型的重要研究方法。

教師通過(guò)以上問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生完成表格。每組學(xué)生派代表將正確答案填寫(xiě)上表。這時(shí)我們已經(jīng)明確描述一個(gè)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移、加速度、速度和恢復(fù)力的變化情況，但是物體的動(dòng)能和勢(shì)能在每一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中又是怎樣變化呢？教師引導(dǎo)學(xué)生分析作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體在每一位置速度大小的變化來(lái)判斷出物體在每一位置動(dòng)能的大小變化。再結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征很容易判斷出勢(shì)能的變化，進(jìn)而完成上述表格。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。

設(shè)疑總結(jié)、引發(fā)思考教師歸納本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，提出下節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)。今天我們共同學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征和定性描述了作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的位移、加速度、速度和回復(fù)力在每一位置的變化情況。從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義我們知道，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所描繪出的圖像是正弦函數(shù)圖像如何從圖像上定量分析各量的變化，下節(jié)課我們將詳細(xì)討論這個(gè)問(wèn)題。為下節(jié)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，使學(xué)生帶著問(wèn)題自主預(yù)習(xí)、思考。

導(dǎo)入：物體下落是日常生活中最為常見(jiàn)的現(xiàn)象。掛在線上的重物，如果把線剪斷，它就在重力的作用下沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊，在重力作用下也沿著豎直方向下落。

教師：不同的物體，下落的快慢是否相同？影響物體下落快慢的因素可能有哪些？請(qǐng)同學(xué)們大膽提出自己的看法。

說(shuō)明：讓學(xué)生表述對(duì)物體下落的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生注意觀察身邊的物理現(xiàn)象，體會(huì)到物理知識(shí)就在身邊，感悟物理規(guī)律研究的價(jià)值。

活動(dòng)：（師生合作、共同完成）

（1）將一枚硬幣和一張紙片從同一高度同時(shí)釋放，你會(huì)看到；

（2）將兩張相同的紙片，一張揉成紙團(tuán)與另一張從同一高度同時(shí)釋放，你看到的現(xiàn)象是；

（3）將硬幣和紙團(tuán)從同一高度同時(shí)釋放，你看到的現(xiàn)象是。

教師：從以上活動(dòng)中，你得出了什么結(jié)論？我們不難發(fā)現(xiàn)空氣阻力對(duì)物體下落運(yùn)動(dòng)有影響，如果想辦法減小空氣阻力，情況會(huì)怎樣？

演示：（師生合作、共同完成牛頓管實(shí)驗(yàn)）

（1）不抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，你看到的現(xiàn)象是；

（2）持續(xù)抽出玻璃管中空氣，一段時(shí)間后將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，你看到的現(xiàn)象是；

（3）繼續(xù)抽出玻璃管中的空氣，將玻璃管倒立過(guò)來(lái)，你看到的現(xiàn)象是。

教師：從該演示實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題？

說(shuō)明：演示實(shí)驗(yàn)的功能是為了揭示現(xiàn)象的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。演示實(shí)驗(yàn)中如何提高學(xué)生的觀察興趣是教師在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要考慮的，本演示實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有一開(kāi)始就做真空情況下物體下落的實(shí)驗(yàn)，而是不斷地抽出玻璃管中的空氣，觀察減小空氣阻力時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)情況，這樣使得每次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均不相同，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察敏銳性。

交流與小結(jié)：（學(xué)生交流、評(píng)價(jià)，教師小結(jié)）

影響物體下落快慢的因素是空氣阻力，沒(méi)有空氣阻力時(shí)，只在重力作用下，輕重不同的物體下落快慢相同。物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

教師：在地球表面附近從高處下落的物體，事實(shí)上都受到空氣阻力的作用。因此，嚴(yán)格地說(shuō)，實(shí)際生活中并不存在只受重力作用的自由落體運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的物理模型。為什么物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況不同呢？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，你有什么假設(shè)或猜想？輕重不同的物體在真空中下落的速度一樣，其內(nèi)在原因是什么？

說(shuō)明：輕重不同的物體在真空中下落得一樣快，其內(nèi)在原因正好揭示了力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。盡管它并不是本節(jié)課研究的主要問(wèn)題，但它能引發(fā)學(xué)生的深入思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。此時(shí)，教師要及時(shí)地通過(guò)啟發(fā)性的問(wèn)題把學(xué)生的思維轉(zhuǎn)向探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

教師：只在重力作用下，輕重不同的物體從靜止開(kāi)始下落快慢相同，即做自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律相同。那么，用什么物理量來(lái)表示自由落體的運(yùn)動(dòng)特征呢？

說(shuō)明：教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體運(yùn)動(dòng)的加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)變化快慢的物理量，因此只要知道物體的運(yùn)動(dòng)加速度（和運(yùn)動(dòng)初速度）就能知道物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

教師：既然加速度是用于描述物體運(yùn)動(dòng)變化快慢的物理量，那么如何測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度呢？請(qǐng)同學(xué)們思考并設(shè)計(jì)測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的實(shí)驗(yàn)方案。

活動(dòng)：（學(xué)生思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，交流、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案）

說(shuō)明：在學(xué)生交流討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)讓他們對(duì)各種方案闡述觀點(diǎn)，反思方案中的問(wèn)題。然后教師引導(dǎo)學(xué)生思考，能否應(yīng)用已學(xué)過(guò)的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的方法，測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度。

實(shí)驗(yàn)：（學(xué)生應(yīng)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度）

教師：指導(dǎo)學(xué)生利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，完成實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生分析紙帶上記錄的物體運(yùn)動(dòng)的信息，提出問(wèn)題讓學(xué)生思考：自由落體運(yùn)動(dòng)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大，說(shuō)明自由落體運(yùn)動(dòng)的速度是怎樣變化的？位移與時(shí)間的平方是否成正比？相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是否相等？你如何測(cè)得物體下落的加速度呢？你計(jì)算出物體下落的加速度是多少？

說(shuō)明：學(xué)生打出紙帶后，可能不知道如何進(jìn)行分析。教師通過(guò)提出有提示性的問(wèn)題，給學(xué)生指出從哪些方面進(jìn)行探究，這樣才能促使學(xué)生緊緊圍繞某個(gè)主題，逐步深入開(kāi)展探究活動(dòng)。

交流與小結(jié)：（學(xué)生交流、評(píng)價(jià)，教師小結(jié)）

在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫重力加速度。

教師：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，那在不同地點(diǎn)呢？

說(shuō)明：在學(xué)生算出自由下落的加速度后，教師可以提供不同緯度上的重力加速度，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)地球不同緯度的重力加速度是不一樣的，它會(huì)隨緯度的增大而增大。

教師：請(qǐng)同學(xué)們概括自由落體運(yùn)動(dòng)是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？并根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和本節(jié)所學(xué)知識(shí)概括自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

交流與小結(jié)：（學(xué)生交流、評(píng)價(jià)，教師小結(jié)）

自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。其規(guī)律是：

（1）物體下落的速度公式：V=gt；

（2）物體下落的位移公式:y=1/2gt²。

本設(shè)計(jì)從學(xué)生日常生活中出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示問(wèn)題的本質(zhì)。在此過(guò)程中教師留給學(xué)生獨(dú)立的觀察、思考和實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的自主探究能力。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)歷自主探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了自由落體的加速度，概括出了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過(guò)本教學(xué)設(shè)計(jì)，我們不難發(fā)現(xiàn)，探究教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循一些基本原則。

2 探究教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)遵循的原則

2.1 鼓勵(lì)性原則

教師所提的問(wèn)題應(yīng)引起學(xué)生的積極參與，推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行集體的或獨(dú)立的探究活動(dòng)，而且鼓勵(lì)性提問(wèn)應(yīng)面向全體，而不是針對(duì)某個(gè)學(xué)生。許多教師常常是通過(guò)學(xué)生自動(dòng)舉手的辦法選擇答題對(duì)象，這樣雖然避免了強(qiáng)行要求學(xué)生答問(wèn)的弊端，但難免使提問(wèn)面過(guò)窄，使多數(shù)學(xué)生失去回答問(wèn)題的機(jī)會(huì)，從而得不到應(yīng)有的鍛煉。因此，教師應(yīng)設(shè)法鼓勵(lì)讓更多的學(xué)生參與回答問(wèn)題，或向全班學(xué)生提出難易度不同的問(wèn)題，或在某個(gè)學(xué)生回答之后讓其他學(xué)生發(fā)表不同看法，逐漸提高全體學(xué)生回答問(wèn)題的興趣和能力。

2.2 開(kāi)放性原則

所謂開(kāi)放性提問(wèn)是指允許作出多種可能解釋或回答的提問(wèn)。當(dāng)教師向?qū)W生提出開(kāi)放性問(wèn)題時(shí)，會(huì)刺激學(xué)生產(chǎn)生具有新意的問(wèn)題，從而促進(jìn)他們創(chuàng)造性思維和解決問(wèn)題能力的發(fā)展。探究教學(xué)的一個(gè)基本目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生批判性和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的多種才能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教師必須認(rèn)識(shí)到，在探究教學(xué)中重要的是，學(xué)生有機(jī)會(huì)動(dòng)腦思考，有機(jī)會(huì)回答問(wèn)題，從而增強(qiáng)他們開(kāi)展探究的自信心。只要學(xué)生經(jīng)過(guò)了思考，即使得到的答案是錯(cuò)誤的，但他們獲得了思考問(wèn)題的寶貴經(jīng)驗(yàn)，從某種意義上說(shuō)，這種經(jīng)驗(yàn)比正確答案更加重要。

2.3 啟發(fā)性原則

啟發(fā)性問(wèn)題是指能使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的欲望，促使學(xué)生積極探究的問(wèn)題。它要求學(xué)生通過(guò)積極的探索，運(yùn)用比較、分析、抽象、概括等高級(jí)思維形式來(lái)解答。向?qū)W生提出高水平的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，這對(duì)探究學(xué)習(xí)是不可缺少的。啟發(fā)性提問(wèn)能幫助學(xué)生打開(kāi)思路，發(fā)展創(chuàng)造性思維，使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展智力，培養(yǎng)能力。

2.4 提示性原則

所謂提示性是指教師所提的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)起到指導(dǎo)或引導(dǎo)作用，給學(xué)生指出探究的大致方向或探究的切入點(diǎn)。學(xué)生剛開(kāi)始進(jìn)行探究學(xué)習(xí)時(shí)，缺乏探究的經(jīng)驗(yàn)，需要教師的指導(dǎo)。一個(gè)具有探究意識(shí)的教師很少直接把知識(shí)告訴學(xué)生，但卻經(jīng)常向?qū)W生提問(wèn)，而一個(gè)探究性的提問(wèn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)際上就是一個(gè)提示。反之，教師如提出模糊的問(wèn)題，學(xué)生就會(huì)不知如何進(jìn)行探究。

2.5 有序性原則

探究教學(xué)中的提問(wèn)不能隨意而為，應(yīng)該精心設(shè)計(jì)探究中的問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)是遞進(jìn)式的、有層次的、前后銜接、相互呼應(yīng)的。這樣才能促使學(xué)生緊緊圍繞某個(gè)主題，逐步深入開(kāi)展探究活動(dòng)。

探究教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)不僅注重學(xué)生新知識(shí)的形成過(guò)程，而且在教學(xué)過(guò)程中注重調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，注意體現(xiàn)物理學(xué)的價(jià)值，同時(shí)在教與學(xué)的過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的價(jià)值觀、世界觀以及科學(xué)思維方法的形成。

參考文獻(xiàn)：

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［3］任長(zhǎng)松.探究式學(xué)習(xí)--學(xué)生知識(shí)的自主建構(gòu)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2005.

［4］陳峰.高中物理（必修）新課程案例與評(píng)價(jià)［M］.北京：高等教育出版社，2005.

(欄目編輯趙保鋼)