例談在中學物理課堂中培養(yǎng)學生的問題意識
——以“自感”教學片段為例

楊清源

（北京市八一學校，北京 100080）

例談在中學物理課堂中培養(yǎng)學生的問題意識
——以“自感”教學片段為例

楊清源

（北京市八一學校，北京 100080）

在高中物理核心素養(yǎng)的表述中明確要求培養(yǎng)學生的問題意識，本文分析了培養(yǎng)學生問題意識與提問能力的意義，提出了培養(yǎng)學生問題意識和提問能力的基本程序，并以高中物理“自感”一課的3個教學片段為例，分析了培養(yǎng)學生問題意識與提問能力的具體策略.

培養(yǎng)；問題意識；自感

學問學問，不僅要“學”，還要會“問”，只學不問，不是學問.我國傳統(tǒng)的學習理論很注重對學生問題意識的啟發(fā)和培養(yǎng)，比如孔子認為“疑是思之始，學之端”，要求自己和學生“每事問”“不恥下問”；宋代張載認為“學則須疑”，“于不疑處有疑，方是進矣”；韓愈在《師說》中指出“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”，其中“惑”即為學生的問題……培養(yǎng)學生的問題意識和提問能力歷來受到教育家的關注和提倡.

在2003年版《普通高中物理課程標準》中對科學探究及物理實驗能力的基本要求為“能發(fā)現(xiàn)與物理學有關的問題；從物理學的角度較明確地表述這些問題；認識發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”；［1］正在修訂的《普通高中物理課程標準》（征求意見稿）提出了物理核心素養(yǎng)，其中指出“具有科學探究意識，能在不同情境中提出可探究的物理問題，合理猜測和假設，具有發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力”.由此可見，培養(yǎng)學生的問題意識和提問能力，已經從國家層面提出了具體要求.科學探究也是源于問題，培養(yǎng)學生的問題意識成為當下中小學教師的最重要的任務之一.

1 培養(yǎng)學生問題意識的策略

一方面，教師應該通過事例和史實讓學生認識到“發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”，增強學生提出問題的主人翁意識.

縱觀物理學史，有很多經典的發(fā)現(xiàn)都源于敏銳的觀察和思考，源于問題與質疑.奧斯特之所以提出電流的磁效應，是因為他發(fā)現(xiàn)了通電導線旁邊的磁針發(fā)生了“異動”；開普勒之所以提出行星運動的軌跡是橢圓，是因為他發(fā)現(xiàn)了如果用勻速圓周運動模型來計算行星運動，其結果與第谷觀測數(shù)據將有不可容忍的8′誤差；在天文研究中之所以提出天王星的外面還存在著一顆新行星（海王星），是因為發(fā)現(xiàn)了天王星的實際軌道和計算結果有偏離……通過這些事例和史實，讓學生領悟到問題在物理學習和物理探究中的價值和意義，這既有利于發(fā)揮學生的主體作用，也有利于激發(fā)學生的學習動機.

另一方面，教師在平時的課堂中應該為培養(yǎng)學生的問題意識和提問能力創(chuàng)設條件：營造和諧氛圍讓學生敢問；創(chuàng)設問題情境讓學生想問；指導提問方法讓學生會問；培養(yǎng)探究思維讓學生善問；采用激勵評價讓學生樂問.

然而，現(xiàn)在的教學中，通常是教師精心設計問題，或者形成具有較好邏輯關系的問題鏈條，但這些都是教師提出的問題，學生僅僅是回答問題，這樣的課堂難以體現(xiàn)和培養(yǎng)學生的問題意識，也難以激發(fā)學生的批判性思維.學生只有在不斷地試圖提出問題、克服困難努力解決問題的過程中，才能成為教學過程中的主動參與者、知識的積極探求者、豐富情感的體驗者，個性品質也能得到鍛煉與提高.

針對以上兩方面的教學策略，筆者認為，培養(yǎng)學生問題意識和提問能力可以按以下的程序進行：①創(chuàng)設問題情境（自然現(xiàn)象，實驗，學史，作業(yè)，故事，習題等）→②學生觀察、實驗、思考→③學生發(fā)現(xiàn)問題或者產生疑惑（產生想了解更多東西的內在沖動）→④學生提出問題或提出質疑→⑤對學生提出的問題進行歸類與分析→⑥師生共同評價和篩選問題（初步分析與判斷），確定研究對象→⑦對相關問題建立物理模型→⑧處理物理模型（運用各種具體方法）→⑨討論結果與應用.在以上⑤－⑨過程，又可能會發(fā)現(xiàn)新的問題，可以循環(huán)，螺旋式上升，這基本構成了問題式教學的“學習全過程”.

按照上述流程，我們可以從第①開始，由學生主動參與課堂，突出學生的主體地位.當然，教學過程也不能少了教師的主導作用，比如，在第④環(huán)節(jié)，教師根據學生提的問題，可以追問“你是怎么想到這個問題的”，第⑥環(huán)節(jié)中，對于某些超出了當時課堂研究范圍的學生問題，教師可以站在更高位進行審視和評價，指出問題的價值，為今后的學習做好鋪墊.

2 培養(yǎng)學生問題意識的案例

筆者在平時的物理課堂中，對培養(yǎng)學生的問題意識和提問能力做了一些嘗試，下面以高二“自感”一節(jié)中的3個教學片段為例，談談自己的一點做法與體會.

2.1 教學片段1——創(chuàng)設問題情境，讓學生有問題可問教師介紹圖1電路的各實驗元件后，教師演示實驗，并重復3次，提問學生：你看到了什么？你看出了什么？——學生先會描述現(xiàn)象，L1燈馬上亮，L2等逐漸亮，最后一樣亮.之后，教師鼓勵學生提出問題，關于此實驗你想了解什么問題？學生發(fā)散思維，提出了很多問題，例如，為什么有這個現(xiàn)象？電路各個元件在此電路中分別起什么作用？這個現(xiàn)象有專屬名稱嗎？此現(xiàn)象受哪些因素影響？涉及能量問題嗎？燈泡亮度顯示的是粗略現(xiàn)象，“微觀”過程是怎樣的呢（電流圖像），能否演示？這個現(xiàn)象有何價值，在哪些方面可以利用，在哪些地方要防止呢？閉合開關時候現(xiàn)象非常明顯，斷開開關時候為什么沒有特殊現(xiàn)象呢？它與其他哪些知識相聯(lián)系呢……

圖1

此教學片段中，教師通過實驗，先給出一個學生可以感知的現(xiàn)象（燈泡亮度變化），在此基礎上，學生發(fā)散思維，提出各種問題，之后教師與學生一起分析問題，篩選出探究的主要問題，即學習內容——探尋現(xiàn)象產生的原因.創(chuàng)設問題的情景的方式有很多，包括自然現(xiàn)象，物理實驗，物理學史，生活故事，習題錯解等等，我們可以充分利用各種情景的價值，激發(fā)學生的問題意識.這個過程，既有提出問題時候的發(fā)散思維，又有分析歸納整理問題的邏輯思維，這種探究本源的科學思維，正是我們教學中需要的，也是培養(yǎng)批判性思維的所需.

2.2 教學片段2——肯定學生提問，讓學生感受到提問樂趣

學習自感原理后，為解答學生的顯示“微觀”過程的問題，教師在電路中相應位置分別串接兩個同型號的電流傳感器A1和A2，如圖2所示，再次實驗，屏幕顯示電流隨時間的變化如圖3所示，這與學生的預估不同，學生很驚訝，隨即提出問題：為什么電流達到穩(wěn)定值之前，電流都有一個小尖峰呢？自感現(xiàn)象本身就是這樣的嗎？是誤差嗎？是傳感器過于敏感的正常波動嗎？

圖2

圖3

教師對學生的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定，肯定學生的質疑精神和敏銳的觀察能力.教師重新實驗，依然如此，說明不是偶然現(xiàn)象，鼓勵學生繼續(xù)觀察、思考和討論.此時有學生認為，既然兩個支路的電流都有電流尖峰，說明與兩支路共同點有關，會不會是燈泡影響呢？將燈泡短接，再次實驗，發(fā)現(xiàn)電流圖像中的小尖峰沒有了（如圖4），重復實驗，依然如此，說明該電流的波動是燈泡引起的.進一步分析得知，電流尖峰其實與燈泡的燈絲電阻變化有關，當電燈泡電流增加，燈絲溫度瞬間升高很多，導致燈絲電阻變大，從而有引起電流變小的趨勢，這與小燈泡的伏安特性曲線的規(guī)律是吻合的.

學生能根據現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出質疑，是多么的了不起！教師再次對提問的學生進行表彰，一方面肯定其發(fā)現(xiàn)問題提出問題的意識和能力，另一方面肯定問題的重要性，因為這些問題給大家?guī)砹艘淮涡⌒〉奶骄?，不僅復習了相關的知識，也對通電自感現(xiàn)象也有了更深刻的感性認識，這讓提問學生從中感到了提問的幸福與快樂.

對于學生在課堂上提出的某些問題，即使教師當時無法解釋，或者與本課堂內容無關，也應給予學生充分肯定，讓學生感受到提問的樂趣，也許某些發(fā)現(xiàn)或質疑對學生而言是質的飛躍，或許是真問題，在物理學史中有很多偉大發(fā)現(xiàn)都是源于這些“小問題”.

2.3 教學片段3——鼓勵審視問題，提高學生提問質量

在前述的傳感器實驗中，筆者是先停止傳感器采集數(shù)據，后斷開電路開關，暫時不顯示斷電自感電流變化，目的是保留懸念.學習了通電自感相關知識后，教師引導：我們學習完了通電自感，知道了通電自感的相關知識，大家還有什么問題，或者由此聯(lián)想到什么問題？教師提示學生思考之后提問.學生通過思考，根據逆向思維容易想到還有斷電自感！關于斷電自感，學生又進一步提出：如何檢驗？如何設計實驗？有什么意義……為解決這些問題，學生設計實驗，運用通電自感的知識在頭腦中自行勾畫斷電自感的圖像……之后，教師再分別做斷電自感燈泡閃亮實驗和用傳感器顯示斷電自感電流變化實驗，學生以此來檢驗自己的想法，并對自己的想法進行反思與修正，如圖5所示.經過提問前的思考，學生的問題不再是盲目的，而都是些有針對性的問題，學生的問題質量高了，學習效率也自然高了，學生的思維能力也自然而然的得到提升.

圖4

圖5

演示斷電自感實驗并學習相關理論后，教師組織全班學生前后手拉手，構成一個M型大串聯(lián)，再與變壓器的一個線圈并聯(lián)，做了一個“千人震”游戲，如圖6.學生興奮之余，馬上有學生想到安全問題，為了保證人的安全，應該在人串聯(lián)的支路上串聯(lián)開關，并且先斷開此開關，后斷開干路開關，之后又有學生提出問題，有沒有利用這種現(xiàn)象的呢？其實這就是老式日光燈的原理.

學生的這一系列問題與分析，充分說明學生的思維處于發(fā)展狀態(tài)，通過教師的引導，學生提出問題的質量也越來越高，學生在提問與解決問題的過程中，知識得到建構，思維得到發(fā)展，能力得到提升.

3 結束語

高中階段，教師有必要培育寬松的教學環(huán)境，創(chuàng)設一些問題情境，讓學生在觀察和體驗后有所發(fā)現(xiàn)和有所聯(lián)想，進而提出問題或產生質疑，學生在這樣寬松的學習氛圍中敢于提出問題，善于審視問題，勤于思考問題，精于分析問題，樂于解決問題，從而構成“學習的全過程”和完整的思維鏈條.在這個“學習的全過程”中，學生的再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的能力自然會得到提高.當然，我們可能無法在每一節(jié)課中完成前述圖表中的各個環(huán)節(jié)，但只要教師每節(jié)課都給予學生提問的可能和機會，讓學生主動地探索問題，日積月累，學生的提問意識和提問能力就會逐漸提高，學生的科學思維就會得到發(fā)展，學生在這方面的核心素養(yǎng)自然就會得以提升.

圖6

1 中華人民共和國教育部.普通高中－物理課程標準［M］.北京：人民教育出版社，2003.

2017－02－23）