物理直觀教學(xué)問題情境分類及其評價

陳忠煜

摘 要 “提出一個問題往往比解決一個問題更為重要”。問題來源于情境，問題情境設(shè)置是展開科學(xué)探究的開端，是中學(xué)物理教學(xué)的首要環(huán)節(jié)。在實際教學(xué)中問題情境設(shè)置的質(zhì)量決定教學(xué)的效果，不同的設(shè)置具有不同的特點，起到不同的作用。

關(guān)鍵詞 問題情境 直觀教學(xué) 設(shè)置分類 特點及優(yōu)缺點

問題情境是指學(xué)習(xí)者已經(jīng)覺察到了有目的卻又不知如何達到的心里境界，是與原認識不和諧、不平衡時產(chǎn)生的心里追求，在這種心里意識支配下人們迫切想知道答案?？梢?，認識是從問題開始的，建立適當(dāng)?shù)膯栴}情境既是學(xué)習(xí)的起點，也是學(xué)習(xí)的過程，還是進一步學(xué)習(xí)的保證。

人是通過感覺來感知世界的，這些直觀的感官主要有：視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺。但不同的感官在學(xué)習(xí)中對信息的敏感度不同，其中視覺占比最大，約為83%。直觀能提供真切的問題情境，豐富的感性材料，充分展示事物的表象，讓視覺得到最大的滿足，同時最大限度搭建遷移平臺，降低思維難度。

物理直觀教學(xué)問題分為實物直觀、模象直觀與語言直觀三大類型。

一、實物直觀問題情境的設(shè)置

實物直觀是通過直接感知實際事物而進行的感知方式。例如觀察各種實物標本、進行實驗等都屬于實物直觀（又叫實驗直觀）。從所用實物及呈現(xiàn)方式不同，實物直觀又可以分為：借助身邊隨手可得的物品進行學(xué)生實驗、利用實驗室器材進行學(xué)生實驗、借用身邊的器材進行演示實驗。

1.借助隨手可得的身邊物品進行實驗來設(shè)置問題情境

身邊隨手可得的物體，是指每個學(xué)生伸手便可得到的實驗器材。如：筆、紙、書、橡皮擦、桌子、鞋、頭發(fā)、燈、窗戶等用具。如：“摩擦力”——從一疊書中的不同位置抽出一張紙感覺難易程度，用橡皮擦塑料三角尺、紙張、衣服感受用力的大小，提問摩擦力的大小可能與什么有關(guān)，設(shè)置影響摩擦力因素的問題情境?！皟?nèi)能與內(nèi)能的改變”——讓學(xué)生搓搓手，兩手發(fā)熱，提問為什么，設(shè)置改變內(nèi)能的問題情境。

這種方式的優(yōu)點是：第一，由于這些東西學(xué)生非常熟，每個同學(xué)都可以親自動手實驗，而且不少同學(xué)曾經(jīng)有過經(jīng)歷甚至有深深的體會，不但可以立刻調(diào)用學(xué)生頭腦中豐富的原認知，而且非常容易激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達成認知的遷移，增強學(xué)生的能力。第二，以前感受過現(xiàn)在還能親自感受，提供最為豐富的感性材料，最大限度地收集信息和調(diào)動各種感官，挖掘?qū)W生的潛能，真切地感到物理就在身邊。第三，開門見山直奔主題，不但節(jié)約時間，而且便于學(xué)生理解和識記所學(xué)內(nèi)容。

這種方式的不足是：由于事物的本質(zhì)與非本質(zhì)屬性常常是雜合在一起的，所以往往難于找出事物的本質(zhì)特征，抓不住重點；并且很多實驗資源不是課本里面現(xiàn)成的，要求教師要肯于積累與研究，有時還要教具自制，要求教師素質(zhì)較高，責(zé)任心要強。

2.利用實驗室器材分組實驗來設(shè)置問題情境

如果不能用身邊隨手可得的器材實驗，學(xué)生利用實驗室的器材完成實驗也是非常好的。如：“電磁感應(yīng)”——用手搖發(fā)電機使小電珠發(fā)光，問為什么發(fā)光，什么條件下發(fā)光，設(shè)置產(chǎn)生電流條件的情境?！半娮枳冏杵鳌薄寣W(xué)生把兩個不同的導(dǎo)體分別接在電壓不變的電路中，通過觀察電流表電流大小和電燈亮暗不同，提出導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)的情境問題。

這種方式的優(yōu)點是：第一，顯然這些器材難于自己制造，但是由于設(shè)計者精心選擇、設(shè)計的原因，實驗室器材往往具有典型性、顯性化較強的特點，比較精彩，也比較震撼。第二，由于親自動手也能最大限度地調(diào)動各種感官，收集最為豐富的感性材料，有利于培養(yǎng)綜合動手能力和思維能力。

這種方式的不足是：第一，這種方式不但要出錢購買儀器，還要準備實驗器材，甚至有時必須到實驗室去才能上課，顯然較為麻煩。第二，使用不熟悉的儀器進行實驗，學(xué)生往往缺乏原認知和經(jīng)驗作為鋪墊，目標指向與觀察可能存在困難，不一定能得出圓滿的結(jié)果，而且操作比較消耗時間。

3.借用身邊的物體或?qū)嶒炂鞑倪M行演示實驗來設(shè)置問題情境

如果沒有條件做學(xué)生實驗，演示實驗設(shè)置問題情境也是不錯的選擇。如：“簡單的電現(xiàn)象”——用感應(yīng)起電機模擬雷電現(xiàn)象，問電是怎樣產(chǎn)生的，設(shè)置起電的問題情境?！案淖儍?nèi)能的方式”——加熱密閉試管中的少許水，過一段時間瓶塞沖出，同時管內(nèi)出現(xiàn)大量的“霧”，問為什么。

這種方式的優(yōu)點是：演示實驗是由教師操作為主，配合解說，往往操作過程順利，費時也較少，現(xiàn)象明顯，便于突出重點，容易找出事物的本質(zhì)屬性，容易說明問題。

這種方式的不足是：由于學(xué)生沒有親自動手，信息量相對較少，感性材料不足，體驗效果受到影響，學(xué)生難于理解或出現(xiàn)偏差，不利于長期記憶與調(diào)用。

二、模象直觀問題情境的設(shè)置

模象直觀是指通過對事物的模擬性形象直接感知的一種直觀方式。例如利用各種視頻模型、幻燈片、圖表、圖像等的觀察和演示。這種設(shè)置情境的方式往往是在無法或者不需實物直觀時采用的。

1.利用視頻直觀設(shè)置問題情境

視頻直觀有電影、電視、錄像、微視頻等。例如：“動能與勢能”——視頻播放過山車的運動過程，提問過山車由高處滑下，什么能增大、什么能減少，設(shè)置機械能轉(zhuǎn)化的問題情境。“空氣的力量”——用視頻放映，氣功師在肚皮扣一只碗，許多孩子通過繩子用力拉扯卻拉不下來的熱鬧場景，提問為什么那么多人也拉不下來，設(shè)置大氣有力量的問題情境。

2.利用模型、幻燈片（PPT或投影）設(shè)置問題情境

照實物的形狀和結(jié)構(gòu)按比例制成，多用于展覽或?qū)嶒灥奈矬w叫模型，模型演繹實際過程與播放幻燈片設(shè)置問題情境是經(jīng)常用到的教學(xué)方法。例如：內(nèi)燃機、發(fā)電機、起重機滑輪組模型，展示模型提出問題。例如：展示發(fā)電機提問發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與原理。

3.利用圖表與圖像設(shè)置問題情境

圖表與圖像中隱含大量的問題情境，以圖示意，以圖啟思，圖簡明直觀，圖的合理利用是模象直觀的重要手段。

圖表是指數(shù)據(jù)表格。例如：“汽化與液化”中水沸騰實驗中記錄的t-t數(shù)據(jù)，提問：為什么加熱到一定的時候水的溫度保持不變呢？

圖像與圖表不同，圖表以數(shù)據(jù)為主，圖像由點、線、面組成。例如：“運動的快慢”中的s-t圖像，v-t圖像。又如：觀察電路圖，問：電路是什么狀態(tài)？電燈是串聯(lián)還是并聯(lián)？電流與電壓有什么關(guān)系？

模象直觀設(shè)置問題情境的優(yōu)點是：第一，有些過程與現(xiàn)象是無法在課堂上真實再現(xiàn)的，但模象直觀能提供圖像與視頻等，這些平面化信息，具有動態(tài)、頓留性、能反復(fù)觀看，配合文字與解釋，容易捕捉信息。第二，當(dāng)今社會虛擬資源十分豐富，模象直觀可以有目的地提供大量實物直觀所無法提供的典型感性材料。第三，排除一些無關(guān)因素，突出本質(zhì)要素；并且可以根據(jù)觀察需要，通過大小變化、動靜結(jié)合、虛實互換、色彩對比等方式擴大直觀范圍，不受實物直觀的局限，提高直觀效果，擴大直觀范圍。

模象直觀設(shè)置問題情境的不足是：第一，模象直觀缺乏真實感。第二，物理是實驗性的科學(xué)，實驗是物理的根本特征，模象只是事物的模擬形象，不能提供實際的情景，也不能動手體驗，與實際事物之間有一定距離。

三、語言直觀問題情境的設(shè)置

語言直觀是用形象化的語言，對事物進行感知及對語義理解的一種直觀形式。

1.語言直觀主要靠閱讀與講解

講解中的語句與閱讀中的文字，本來是抽象的符號，通過語言直觀變成某種形象或熟悉的東西。生活與教材里有著大量的問題情境，如閱讀與講解情景或故事、典型事例（如物理學(xué)史或教材提供的事例）、科學(xué)前沿知識，甚至習(xí)題都是這種形式，提供許多精彩的問題情境。

2.增強語言直觀的常用方法

比喻法。比喻法就是指教師在教學(xué)中運用生動貼切的比喻，將抽象深奧、枯燥的知識簡單化、形象化。類比法。類比法指教師在教學(xué)中用精彩的語言將同類知識或不同類知識進行比較，找出事物之間的關(guān)系。比擬、夸張等其他方法的適當(dāng)運用增強語言的直觀也是非常有效的。

3.語言直觀不同時段作用不同

如果是語言在前的，這時語言主要是起動員與提示的作用；語言和實物、模象同時或交叉的，這時語言和實物或模象起到相互補充的作用；語言在后的，這時語言主要起總結(jié)概括和強化作用。

語言直觀的優(yōu)點是：第一，直觀的語言有助于左右腦同時考慮問題，提高大腦使用效率。第二，言語直觀的優(yōu)點是不受時間、地點和設(shè)備條件的限制，可以廣泛使用；同時也能運用語調(diào)和生動形象的事例去激發(fā)學(xué)生的感情，喚起學(xué)生的想象。

語言直觀的不足是：第一，由于聽覺不是主要感受器官，而且語言文字相對比較枯燥和抽象，因而聽到的“豐滿度”、“鮮明性”不夠，且個體生活經(jīng)歷不同大腦進行思維組圖過程容易失真，所以效果相對不佳。第二，這種方式由“外而內(nèi)”，灌輸?shù)某煞执螅L期采用不利于綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。第三，由于言語直觀是按時間順序推出，不便于多次重復(fù)，且比較耗時，同時提供的信息量相對不足。

總之，問題情境的設(shè)置在教學(xué)中有很重要的地位，一堂精彩的課，一定要有一些精彩直觀的問題情境設(shè)置。問題情境設(shè)置講究方法，在設(shè)置時要因材施教，這里的“材”指不同課、不同教師，特別是不同的學(xué)生和不同的時機。但是無論怎樣的問題情境，都必須突出教學(xué)的重點，盡快集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提供豐富的信息量，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標，啟迪學(xué)生的思維，為提高學(xué)生的素養(yǎng)服務(wù)。【責(zé)任編輯 孫曉雯】