淺議高中物理教學(xué)中問題情境的設(shè)計(jì)與研究

程言釗

[摘? ?要]物理是一門邏輯緊密、思維抽象、理論性強(qiáng)的學(xué)科，高中物理教師應(yīng)當(dāng)在課堂中恰當(dāng)創(chuàng)設(shè)問題情境，幫助學(xué)生將物理課堂變得更加直觀、有趣。以問題情境的設(shè)計(jì)原則為切入點(diǎn)，以學(xué)生的認(rèn)知特征為核心提出有效的問題情境設(shè)計(jì)策略，通過問題情境的有效設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生興趣、發(fā)掘?qū)W科思維、加強(qiáng)深化理解，以此推進(jìn)學(xué)生物理成績(jī)的提升。

[關(guān)鍵詞] 高中物理;問題情境;有效設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2019）15-0061-02

問題情境的創(chuàng)設(shè)是一個(gè)連續(xù)銜接的過程，它并不是單一存在的設(shè)定情境，需要依賴于生活經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、認(rèn)知沖突等貫穿物理教學(xué)整個(gè)過程的因素。問題情境的創(chuàng)設(shè)，實(shí)際上就是通過引發(fā)認(rèn)知或矛盾沖突激發(fā)學(xué)生的興趣，層次性的問題情境可推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)尋求解決問題的策略，真正實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的目的。

一、問題情境的設(shè)計(jì)原則

（一）符合學(xué)生認(rèn)知

三維目標(biāo)要求教師關(guān)注學(xué)生的情感與價(jià)值觀目標(biāo)，問題情境也應(yīng)結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特征進(jìn)行設(shè)計(jì)。有效的問題情境需要符合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)范圍，潛在發(fā)展區(qū)的問題情境對(duì)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展來講是無效的。因此，教師需要結(jié)合教材的課程內(nèi)容與目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平與存儲(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)生動(dòng)合理的問題情境。

（二）貼近生活情境

問題情境的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)將學(xué)生置于真實(shí)情境中，教師需要提取教材關(guān)鍵信息，結(jié)合生活中有關(guān)的實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中捕捉物理知識(shí)的重要因素。通過貼近生活的問題情境設(shè)計(jì)，可以強(qiáng)化理論與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系，逐步培養(yǎng)學(xué)生有效實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)遷移的能力。

（三）層次銜接完整

物理課堂是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的教學(xué)過程，問題情境的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)層層遞進(jìn)，教師需要依據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解逐漸深化問題的層次。具體進(jìn)行問題情境設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)該針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，依據(jù)邏輯變化規(guī)律設(shè)計(jì)出一系列具有遞進(jìn)關(guān)系的問題串，以此發(fā)掘?qū)W生的學(xué)科思維。

二、創(chuàng)設(shè)趣味問題情境，激發(fā)學(xué)生興趣

基于高中物理課程思維抽象、理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生很容易因?yàn)閺?fù)雜的概念與原理對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生恐懼心理。課堂導(dǎo)入階段，教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)具有趣味的典型現(xiàn)象，通過活潑有趣的情境創(chuàng)設(shè)適時(shí)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自主概括物理概念與規(guī)律。

以《向心力》的課堂導(dǎo)入片斷為例，人教版教材的內(nèi)容為一系列的書面語(yǔ)與向心力表達(dá)式，學(xué)生很難依賴教材內(nèi)容完全理解向心力的概念、原理與現(xiàn)象。在此背景下，教師在課堂上要為學(xué)生展示一個(gè)“小魔術(shù)”，與一般的魔術(shù)流程類似。教師首先在課堂上拿出一個(gè)裝水的杯子，提問學(xué)生：“同學(xué)們，這個(gè)杯子里面有水，接下來我要把杯口朝下，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？”學(xué)生回答：“老師，如果您把杯口倒過來，水就撒出來了！”這時(shí)教師繼續(xù)演示，首先手持水杯在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng)，持續(xù)操作十幾秒后，快速將杯口朝下，這時(shí)并沒有發(fā)生學(xué)生之前預(yù)想的現(xiàn)象，水并未傾撒出來。學(xué)生對(duì)這種現(xiàn)象感到十分驚奇，想要揭開“魔術(shù)”奧秘的欲望更加強(qiáng)烈。此時(shí)教師需要抓住時(shí)機(jī)，結(jié)合《向心力》的物理原理展開教學(xué)，以此引出本課的重點(diǎn)知識(shí)與向心力公式，在趣味問題情境的背景下，學(xué)生對(duì)“向心力”現(xiàn)象與原理的印象也將更加深刻。

通過創(chuàng)設(shè)趣味問題情境，學(xué)生可以直觀看到教師演示的“魔術(shù)”現(xiàn)象，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上會(huì)消除對(duì)抽象物理概念的恐懼，激發(fā)學(xué)習(xí)欲望，使嚴(yán)肅、緊張的物理課堂變得更加活潑有趣。

三、創(chuàng)設(shè)沖突問題情境，設(shè)疑驅(qū)動(dòng)探究

固化的思維定式會(huì)限制學(xué)生對(duì)新知識(shí)或物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)。高中物理教學(xué)中的許多概念與原理都會(huì)與學(xué)生的日常經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知產(chǎn)生沖突，教師需要協(xié)調(diào)好兩者之間的矛盾關(guān)系。教師可利用思維定式與物理事實(shí)的認(rèn)知沖突創(chuàng)設(shè)問題情境，在課堂中設(shè)置懸念，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探究問題的矛盾點(diǎn)。

以《自由落體運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)為例，教師可以為學(xué)生演示不同物體的落體運(yùn)動(dòng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象自主得出結(jié)論，以此構(gòu)成學(xué)生既定思維的認(rèn)知沖突。課堂上，教師首先可準(zhǔn)備一張卡片和一張紙片，卡片的質(zhì)量大于紙片的質(zhì)量。將實(shí)驗(yàn)環(huán)境盡量保持在一個(gè)沒有風(fēng)等外界動(dòng)態(tài)變化因素的狀態(tài)下，把卡片和紙片從同一高度同時(shí)自由放落，結(jié)果顯示：紙片的下落速度稍慢。學(xué)生由此得出結(jié)論“質(zhì)量大的物體下降的速度快”，認(rèn)為該結(jié)論與自身的日常經(jīng)驗(yàn)一致。接著，教師開始做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，這時(shí)將紙片揉成紙團(tuán)，紙片與紙團(tuán)的質(zhì)量相同，此時(shí)將紙團(tuán)與卡片同時(shí)從同一高度放落，最終結(jié)果令人詫異：雖然紙團(tuán)的質(zhì)量依然小于卡片，但是兩者的落地時(shí)間基本一致。這個(gè)結(jié)論與學(xué)生之前所得出的結(jié)論沖突。在此沖突現(xiàn)象下，教師可以將相關(guān)知識(shí)告訴學(xué)生：“自由落體運(yùn)動(dòng)下，物體下落的速度與質(zhì)量無關(guān)?！钡沁@一結(jié)論又與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生沖突，為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力，教師進(jìn)一步提問：“那么，你們是否應(yīng)該思考一下，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為什么和結(jié)論不同呢？”

對(duì)于教師的提問，學(xué)生可以通過合作交流共同探究矛盾的產(chǎn)生原因。學(xué)生在探究過程中，其心態(tài)類似于偵探解密，通過研究影響下落速度的因素找到關(guān)鍵點(diǎn)，在解決問題時(shí)體驗(yàn)自主探究的樂趣。

四、創(chuàng)設(shè)生活問題情境，深化理解

問題情境的設(shè)計(jì)原則重點(diǎn)說明貼近生活的重要性，物理知識(shí)源于生活，其現(xiàn)象在生活中大都有跡可循。為了讓課堂變得生動(dòng)，教師可將微觀抽象層面上或?qū)W生難以理解的物理原理通過遷移進(jìn)行解釋，利用日常生活場(chǎng)景幫助學(xué)生更容易地理解課堂中的物理知識(shí)。

以《能量守恒定律》的教學(xué)片斷為例，學(xué)生對(duì)守恒量的認(rèn)識(shí)不夠清晰，書本上所舉實(shí)例多與光能、熱能、機(jī)械能、動(dòng)能等有關(guān)，在無法觸摸、觀察的無形能量轉(zhuǎn)換背景下，學(xué)生更難理解這些物理知識(shí)。教師在課堂中通過引入生活中的可視化、可量化情景，引導(dǎo)學(xué)生用“能量守恒定律”解釋生活現(xiàn)象。首先，教師提問：“小明拿30元到便利店買文具，他買了5元的筆記本、16元的鋼筆，最終找回5元，小明覺得這個(gè)數(shù)字是不對(duì)的。同學(xué)們，你們能否嘗試用物理知識(shí)解釋小明發(fā)現(xiàn)問題的依據(jù)？”學(xué)生回答：“小明所購(gòu)買物品的價(jià)格與余下的錢之和是26元，根據(jù)守恒定律，雖然他經(jīng)歷了購(gòu)買物品的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，但是最終的總量應(yīng)當(dāng)保持不變，這種現(xiàn)象就叫作守恒現(xiàn)象?！苯處煂?duì)學(xué)生的回答表示認(rèn)可，進(jìn)一步對(duì)學(xué)生提出要求：“剛剛這個(gè)案例說明，守恒現(xiàn)象也可應(yīng)用在社會(huì)生活中。事實(shí)亦是如此，守恒定律適用于任何領(lǐng)域。那么大家再開動(dòng)腦筋，思考一下生活、生產(chǎn)或自然界中還有哪些守恒現(xiàn)象?！?/p>

遷移理論是物理課堂中適用的教學(xué)理論，教師通過生活問題情境的創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，幫助學(xué)生深化物理知識(shí)與原理，以此完成學(xué)科理論在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

總而言之，基于問題情境的教學(xué)方式是幫助學(xué)生提升學(xué)科素養(yǎng)的有效策略。在高中物理教學(xué)中，設(shè)計(jì)有效的問題情境需要準(zhǔn)確捕捉教學(xué)目標(biāo)，通過設(shè)疑、思考、實(shí)踐、解疑一系列過程驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探索，以此幫助學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知、深化理解。設(shè)計(jì)物理課堂中的問題情境時(shí)，教師需要嚴(yán)格遵循問題情境設(shè)計(jì)原則，突出物理學(xué)科的特點(diǎn)，通過創(chuàng)設(shè)趣味、矛盾與生活類問題情境簡(jiǎn)化的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)解釋物理現(xiàn)象，發(fā)掘?qū)W生的科學(xué)思維，促使其主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)，深化學(xué)生對(duì)抽象、復(fù)雜物理知識(shí)的理解。

[? 參? ? 考? ? 文? ? 獻(xiàn)? ]

[1]? 卞望來. 關(guān)于高中物理問題情境教學(xué)創(chuàng)新研究的案例分析[J]. 物理教師，2014（8）：16-18.

[2]? 劉思文. 問題情境設(shè)置在高中物理課堂教學(xué)中應(yīng)用研究[J]. 教育現(xiàn)代化，2017（34）：351-352.

[3]? 張朝良. 高中物理教學(xué)中如何創(chuàng)設(shè)有效問題情境[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考，2016（14）：65.

[4]? 代敬. 高中物理問題情境的創(chuàng)設(shè)與實(shí)踐[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（16）：7.

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