加強高中物理問題教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)

趙占兵

摘 要：文章基于科學(xué)探究素養(yǎng)視角，探討高中物理問題教學(xué)策略。教師在教學(xué)實踐中要注重教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計、提問時機以及問題解決過程中的具體策略，形成“以問領(lǐng)學(xué)”的課堂氛圍，只有這樣，才能促使學(xué)生在物理課堂中逐步形成和發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理;問題教學(xué);科學(xué)探究素養(yǎng);情境創(chuàng)設(shè)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2021）24-0094-02

作為高中物理核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力的體現(xiàn)和重要組成部分，科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)主要表現(xiàn)為問題、證據(jù)、解釋以及交流等方面。問題教學(xué)法圍繞教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境開展，能夠有效引導(dǎo)并促進學(xué)生深入探究學(xué)習(xí)，多角度認(rèn)知物理，使學(xué)生在體驗物理知識生成和發(fā)展的過程中更好地掌握物理知識，開發(fā)思維，提升解決問題的能力，培養(yǎng)和發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

一、著眼情境創(chuàng)設(shè)，增強問題意識

科學(xué)探究素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)重難點以及科學(xué)探究過程，而課程目標(biāo)決定教學(xué)重難點，教學(xué)重難點又直接影響著教學(xué)活動的設(shè)計。因此，在教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)中，教師應(yīng)根據(jù)課程具體內(nèi)容，不斷細(xì)化科學(xué)探究素養(yǎng)目標(biāo)，并將細(xì)化后的教學(xué)目標(biāo)融入到所創(chuàng)設(shè)的問題情境之中。例如，在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“生活中的圓周運動”時，教師可參照問題意識、實驗探究、分析論證、交流合作等科學(xué)探究素養(yǎng)，結(jié)合日常生活中汽車通過橋梁時普遍采取限速的現(xiàn)象，設(shè)計如下教學(xué)目標(biāo)：能夠猜測出汽車通過橋梁時為什么會采取限速措施，限制時速與哪些具體因素有關(guān);能夠根據(jù)生活現(xiàn)象和猜想，設(shè)計相關(guān)猜想探究實驗;能夠發(fā)表自己的見解與看法，并能與其他同學(xué)和教師進行交流合作;能夠科學(xué)分析實驗現(xiàn)象，解釋所得出的結(jié)論。

“問題感”是評價問題情境的主要指標(biāo)之一。因此，教師應(yīng)在分析課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，充分了解學(xué)生的興趣愛好，創(chuàng)設(shè)出符合學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的問題情境。例如，在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓第二定律”時，教師可將探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系納入本節(jié)課程，并創(chuàng)設(shè)出汽車、摩托車競賽的情境，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中分析出影響加速度的因素可能有哪些。

二、注重問題設(shè)計，激發(fā)探究欲望

為了追求問題的有效性、科學(xué)性與合理性，教師應(yīng)全面分析學(xué)生的認(rèn)知水平和知識儲備，并利用物理知識與生活經(jīng)驗之間的矛盾點，促使學(xué)生產(chǎn)生探究矛盾內(nèi)因、解決矛盾的心理需求。例如，在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”時，由于生活經(jīng)驗的積累，如自行車用力蹬時才會動，大部分學(xué)生會認(rèn)為“物體因為受到力的作用而獲得速度”“力才是物體運動的原因”。而牛頓卻認(rèn)為若物體在不受力的情況下將會一直動下去，顯然，在這樣的矛盾性問題的引導(dǎo)下，學(xué)生的思維會更為活躍，問題意識也會不斷增強。

同時，針對課堂上教學(xué)重難點不突出，部分學(xué)生對物理學(xué)習(xí)興趣不濃等問題，教師可根據(jù)對科學(xué)探究素養(yǎng)的分析，將教學(xué)重難點以問題串的形式呈現(xiàn)，并給予學(xué)生充足的思考分析時間。例如，電場強度一直是學(xué)習(xí)的難點，為逐步引導(dǎo)學(xué)生深入探究電場強度，教師可設(shè)計如下問題串：如何探測電場？如何探測出空間中某點的電場？如何應(yīng)用探究電荷探測出空間中某點的電場？如何應(yīng)用探究電荷受力分析表征出電場某點的性質(zhì)？如何應(yīng)用物理量表征電場某點的性質(zhì)？此外，學(xué)生對物理知識會有多種多樣的理解，教師也不可能預(yù)測到所有的情況，因此，務(wù)必要敏銳地捕捉到課堂上學(xué)生的每一個互動反應(yīng)，秉持鼓勵優(yōu)先的原則，靈活處理不在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)的學(xué)生提問與回答。例如，在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”時，當(dāng)教師提問“為什么在受到平衡力或不受力時物體的狀態(tài)均不發(fā)生改變”時，某學(xué)生的回答為：受到平衡力和不受力時兩者作用的效果一樣。顯然，這樣的回答超出了預(yù)設(shè)范圍。教師應(yīng)肯定學(xué)生對所學(xué)知識的反饋，如“你的想法很有創(chuàng)意，但應(yīng)該更進一步地挖掘一下”“你思考的角度很獨特，是不是忽略什么問題了”。在此基礎(chǔ)上，利用氣球引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體受到平衡力和不受力時作用一樣，可能會導(dǎo)致物體的形狀發(fā)生改變。這種靈活處理隨機問題的方式能糾正學(xué)生的片面認(rèn)知，鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，讓學(xué)生真正成為課堂的主人。

三、緊扣提問時機，深化探究素養(yǎng)

教師應(yīng)按照“不憤不啟，不悱不發(fā)”的原則，在學(xué)生心理處在“憤”、能力處在“悱”的狀態(tài)時進行提問。在具體實踐中，教師可在課程的導(dǎo)入環(huán)節(jié)結(jié)合上一節(jié)課程的主要內(nèi)容，設(shè)置一些輕松精彩的問題。例如，上一節(jié)課是學(xué)生籃球比賽，學(xué)生的注意力還處在比賽的狀態(tài)，因此，教師可以通過“怎么投籃最準(zhǔn)”引出曲線運動課程內(nèi)容。并且，在課程結(jié)束時，為了順利過渡到未學(xué)課程，教師應(yīng)最大限度地注重所設(shè)問題與日常生活的結(jié)合，促使學(xué)生在實際生活中進行探究學(xué)習(xí)。例如，在組織學(xué)生學(xué)習(xí)完交變電流的物理量之后，教師可設(shè)置如下問題：搜集有關(guān)交流電流的電器，并認(rèn)真閱讀使用說明書，理解什么是電感和電容，以及兩者分別代表的物理意義，從而有效引出“電感和電容對交變電流的影響”等學(xué)習(xí)內(nèi)容。

同時，教師還可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生具體情況，在教學(xué)重難點處設(shè)置問題。例如，在組織學(xué)生突破曲線運動方向這一難點時，教師可要求學(xué)生回憶下雨天轉(zhuǎn)動傘柄時，雨滴的飛行方向有什么特點，加深學(xué)生對曲線運動方向的理解，順勢突破教學(xué)難點。

四、聚焦解決過程，發(fā)展探究能力

實驗探究能力是科學(xué)探究能力的重要組成部分，但高中物理大多以演示實驗與學(xué)生分組實驗為主，而要求學(xué)生獨立完成的探究實驗少之又少。因此，針對該現(xiàn)象，教師應(yīng)注重學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，并按照如下設(shè)計思路進行方向性的引導(dǎo)，如圖1所示。值得強調(diào)的是，為了引導(dǎo)學(xué)生真正厘清實驗原理，教師既可以從實驗?zāi)康某霭l(fā)探討多種實驗方案，也可以從現(xiàn)有實驗器材著手，有效引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有器材分析實驗原理，并且還可以結(jié)合先進實驗器材對原有實驗進行創(chuàng)造性設(shè)計，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，發(fā)展學(xué)生探究能力。

例如，在重力加速度的測定實驗中，教師結(jié)合實驗?zāi)康?，?chuàng)設(shè)了如下三種實驗方案，并要求學(xué)生結(jié)合實驗器材進行探究，分析出每種實驗方案的優(yōu)劣之處。

a.小鐵球從一定高度落下，測定下落的時間，即根據(jù)h=gt2，求得g=。

b.應(yīng)用天平測定物體質(zhì)量，利用彈簧測力計測出重力大小，即根據(jù)G=mg，求得g=。

c.利用單擺法測重力加速度即根據(jù)ma切=-mgθ，求得g=4π2。

同時，在物理實驗探究中，除了掌握相關(guān)知識外，學(xué)生的實踐操作以及對相關(guān)實驗儀器的熟練應(yīng)用能力對于學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的形成具有重要影響。因此，教師還應(yīng)通過演示實驗、實驗示范操作等方式促使學(xué)生習(xí)得正確的操作方法。然后，要求學(xué)生在不違反安全性原則的前提下進行探究。值得強調(diào)的是，為了保障探究結(jié)果的科學(xué)性，教師應(yīng)及時對個別操作性步驟進行分析和指導(dǎo)，促使學(xué)生有效理解實驗探究的實質(zhì)。

五、結(jié)語

總之，教師應(yīng)在具體實踐中注重教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計、提問時機以及問題解決過程中的具體策略，形成“以問領(lǐng)學(xué)”的課堂氛圍，只有這樣，才能促使學(xué)生在物理課堂中逐步形成和發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

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