加強高中物理問題教學，培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)

張 夢

(陜西省西安市經(jīng)開第一中學 陜西西安 710000)

物理是一門較為抽象的學生，對學生的邏輯思維能力和科學探究能力都有較高的要求，特別是高中物理。相關調(diào)查也顯示部分高中生對物理學科存在畏難心理，在一定程度上也影響著物理學習的效果。針對這種情況，教師要結合學生學情和實際的教學內(nèi)容，科學合理的設置問題，激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生克服困難，掌握物理知識。

一、高中物理問題教學的開展前提

（一）尊重學生的主體地位

教師在實際的高中物理問題教學過程中首先需要做到尊重學生的主體地位，這也是教學的基礎。首先，教師要根據(jù)學生的學情和實際情況提出問題，激發(fā)學生的科學探究興趣。其次，教師要合理設置問題的難度，避免因為問題太簡單，不利于學生的思維發(fā)展，或者是問題太難，打消學生的學習積極性，要致力于讓學生在思考和探究問題的過程中，思維能力得到鍛煉和發(fā)展。最后，教師要從不同層次的學生入手，保證設計的問題面向全體學生，充分發(fā)揮問題教學法的作用[1]。

（二）設置的問題要具備一定的延伸性和趣味性

第一，教師要加強對物理教材的分析，在問題創(chuàng)設上要做到立足于物理教材，又要延伸至教材外，實現(xiàn)物理理論知識和實踐的結合，全方位激發(fā)學生的主觀能動性，保證學習的效果。第二，我國高中物理教材中的很多知識和學生的實際生活相聯(lián)系，因此，教師在設計問題時，需要結合物理知識在學生生活中的實際用處，將教材中的重點、難點知識和學生的現(xiàn)實生活結合起來，讓學生在解決問題的過程中真實地體會到物理知識在現(xiàn)實中的作用，從而提高學生的知識應用能力，深化學生的科學探究素養(yǎng)。第三，教師在設置問題時還需要保證趣味性，利用問題吸引學生的注意力，讓學生積極主動參與教師創(chuàng)設的問題情境。譬如，教師可以將物理知識和學生現(xiàn)實生活中經(jīng)常會接觸的事情以及電影片段等相結合，提高學生進行科學探究的積極性，激發(fā)學生的求知欲望，最終促進學生的全面發(fā)展，深化課堂教學效果。

二、加強高中物理問題教學，培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的策略

（一）結合具體教學內(nèi)容，創(chuàng)設直觀化的問題情境

在教學中為了促進學生對物理知識的學習，教師要結合具體的教學內(nèi)容和學生的學情，創(chuàng)設直觀化、形象化的問題情境，激發(fā)學生的學習興趣，降低學生對物理知識的學習難度，發(fā)展學生對物理知識和物理現(xiàn)象的認知能力。這就需要教師在實際教學中明確問題情境的創(chuàng)設。可從以下幾個方面入手：第一，分析學生的實際情況，將物理知識和學生的日常生活聯(lián)系起來，創(chuàng)設生活化的問題情境，加強對學生的引導，讓學生將物理知識和自己的實際生活聯(lián)系起來，從而提高學生的知識應用能力；第二，學會科學的利用物理實驗，通過物理實驗為學生創(chuàng)設直觀化的物理教學情境，使學生在做實驗的過程中感受到物理科學的神奇魅力，從而培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)，在探究中滿足自己的好奇心和求知欲[2]。

例如，在人教版高中物理必修一“靜摩擦力”這部分內(nèi)容的教學中，教師采取了問題教學法。在正式開始授課之前，教師挑選兩名學生開展夾玻璃球的比賽，在十秒鐘之內(nèi)夾玻璃球多的一方獲勝。幾秒鐘過去之后學生們發(fā)現(xiàn)其中一名同學無論如何變換方法還是很難加起玻璃球，而另一名學生則輕而易舉地夾了好幾個玻璃球。學生都非常疑惑，紛紛相互探討其中的原因，緊接著教師給學生演示“筷子提米”“課本拔河”等趣味實驗。在學生都倍感疑惑時，教師創(chuàng)設了直觀性的問題情境，追問學生：為什么其中一位同學用筷子能夾那么多的球？為什么裝米的瓶子搖搖晃晃仿佛要掉下來卻沒有掉下來？為什么兩本書的每一頁交叉在一起之后，我們用力去拔卻很難將兩本書分開呢”學生在直觀的問題情境中展開了熱烈的討論，教師則趁機引入了本節(jié)課的重點內(nèi)容“靜摩擦力”。有了之前的問題教學鋪墊，學生對靜摩擦力的概念和物理特性的理解也更加深刻，無形中也深化了自己的科學素養(yǎng)，可見此次教學有效。

（二）結合學生學習能力，創(chuàng)設層次化問題情境

學生在學習過程中，知識建構是從簡單到復雜、從淺到深、從抽象到具體的，是一個循序漸進的過程。因此，教師在創(chuàng)設問題情境時，還需要結合學生的實際學習能力，秉持著以學生為本、教學要面向全體學生的原則，創(chuàng)設層次化的問題情境，加強師生之間和生生之間的互動，讓不同層次的學生都可以在問題情境中完成思考，最終促進學生的均衡、全面發(fā)展。另外，教師要分析高中生的整體認知規(guī)律，準確把握學情，設置富有創(chuàng)造性和層次性的問題，充分調(diào)動學生的思維，激發(fā)學生的學習興趣，促使學生完成科學探究，實現(xiàn)培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的教學目標[3]。

例如，在人教版高中物理選修“閉合電路的歐姆定律”這部分內(nèi)容的教學中，為了讓學生更好地理解閉合電路中能量之間轉化關系以及路端電壓和負載之間的關系，教師在課堂教學中采用了問題導學法。教師先準備了兩個電壓為1.5V的電池，然后將它們串聯(lián)起來，給額定電壓為2.5V的三個呈并聯(lián)狀態(tài)的小燈泡供電，同時在三個之路中都設置了開關，如圖1所示。在正式開始教學時，教師將開關S1關閉，其他都斷開，這個時候，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出的光更亮了，學生也感到十分驚奇。針對這種情況，教師創(chuàng)設了問題情境：為什么只關閉S1開關的時候，燈泡變得更亮了？學生在教師提出的問題下進行了積極思考，得出了電源電壓遠遠大于一個小燈泡的額定電壓的結論。緊接著，教師將開關S2也閉合，讓學生仔細觀察，小燈泡L1的亮度是否出現(xiàn)了變化，在這個過程中，學生經(jīng)過討論又得出了電源電壓不會變化，L1和L2是并聯(lián)，所以L1不會發(fā)生亮度變化的結論。最后，教師又將S3也閉合，讓學生觀察L1和L2的亮度變化，引導學生進一步思考：閉合回路中，電路中的電源發(fā)揮了什么作用？通過設置層次性問題，學生逐步明白了電源兩端電壓之所以可以發(fā)生變化，主要原因在于電源本身。整個教學過程是循序漸進的，教師從簡單的閉合電路入手，讓學生直觀的感受電源開關斷開或者連接時對燈泡亮度的影響，進而讓學生分析在閉合電路中自變量、因變量以及不變的量，進而不斷深化學生的學習效果。即便是學習能力較弱的學生也可以在教師創(chuàng)設的問題情境中完成思考，學生的科學探究素養(yǎng)也得到了最大限度地提升。

圖1

（三）結合具體的教學目標，創(chuàng)設問題情境

在應用問題導學法時，教師要結合具體的物理教學目標，創(chuàng)設問題情境。第一，教師要保證可以教學的有效性，要學會通過問題引導，讓學生逐漸靠近學習目標，在不知不覺中完成教學目標；第二，教師設置的問題要具有一定的指向性，例如，教師設置的問題要可以解釋相關物理概念、物理公式或者是可以指導學生解題，讓學生在思考問題的同時，完善自己的物理知識體系，深化自己的科學探究素養(yǎng)[4]。

例如，在人教版高中物理必修二“外力做功與物體動能變化的關系”的教學中，教師分析了這部分內(nèi)容的教學目標，在此基礎上創(chuàng)設了問題情境。在引入新課之前教師給學生播放了一些視頻與圖片：風力發(fā)電、足球比賽等，由此激發(fā)探究興趣的同時，引導學生思考：風力發(fā)電效率和什么因素有關，足球所擁有的能力又和什么有關？由此將學生的思維指引到本節(jié)課所要學習的內(nèi)容中。接著教師通過演示實驗來創(chuàng)設問題情境。如圖2所示，教師將繩子的一端系在小車上，然后把另一端跨過定滑輪系在重物上，再將重物放開。教師還在桌面上鋪了一條毛巾，讓小車在水平面上運動，最后再毛巾上運動一段距離后停下。在實驗演示結束以后，教師為學生創(chuàng)設了問題情境：物體動能的變化究竟是因為什么力做功發(fā)生的呢？目的是讓學生理解物體動能變化，要求學生分析整個過程中，小車在水平面上的動能發(fā)生了什么變化。另外，為了保證學生的探究順利，教師還對學生進行了分組，讓學生以小組的形式進行探究，最終學生經(jīng)過小組討論，總結出在第一個演示實驗中，小車的動能變大，這個時候是拉力在做正功，而在之后的實驗中，小車的動能就變小了，是因為毛巾也就是合外力在做負功?？偠灾?，教師的整個過程都是結合教學目標安排的，演示實驗也是為了揭示物理道理，創(chuàng)設的問題情境也是為了學生可以通過思考問題得出物理結論，教學過程較為成功。

圖2

（四）分析學生的最近發(fā)展區(qū)，創(chuàng)設問題情境

相關專家學者經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學生的認知能力在發(fā)展過程中始終遵循連續(xù)性，因此，教師在創(chuàng)設問題情境，培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)的時候，也需要注意分析學生的最近發(fā)展區(qū)，在此基礎上創(chuàng)設問題情境，讓學生在思考和解決問題的過程中產(chǎn)生學習知識的動力[5]。

例如，在人教版高中物理必修二“機械能守恒定律”這部分知識的學習中，教師分析了學生的最近發(fā)展區(qū)，總結出學生關于這部分知識內(nèi)容的疑問，如：用機械能守恒定律解決的問題也能用動能定理解決，于是對提出機械能守恒定律的必要性產(chǎn)生了質(zhì)疑。針對學生的疑問，教師創(chuàng)設了問題情境：用一根繩子的兩端分別系上重物，重量是1千克和2千克，然后將繩子懸掛在滑輪兩側，從靜止狀態(tài)開始，滑動了1米以后，速度是多少？在教師創(chuàng)設的問題情境下，學生先嘗試使用動能定理或者是牛頓運動定律解決，結果發(fā)現(xiàn)雖然也可以解決問題但是卻無法理解具體過程。這個時候，教師引導學生關注動能的變化量以及重力做功以及重力勢能改變之間的關系，再要求學生從機械守恒的角度入手，學生的思維馬上就得到了啟發(fā)，迅速解決了問題。此外，可以給學生舉典型例題：如圖3所示，在長為l的輕桿中點A和端點B各固定一質(zhì)量為m的球，桿可繞軸O無摩擦轉動，使桿從水平位置無初速度釋放.求當桿轉到豎直位置時：

圖3

1.A、B速度分別多大？

2.桿對A、B兩球分別做了多少功？

通過對上述典型問題的解決，使學生領悟到涉及滿足機械能守恒條件的多體系統(tǒng)問題，用機械能守恒定律解決體現(xiàn)出了優(yōu)越性。

三、結束語

綜上所述，在高中物理問題教學中，教師要注意尊重學生的主體地位，設置的問題也要具備一定的延伸性和趣味性?？梢詮膭?chuàng)設直觀化、層次化的問題情境、結合具體的教學目標和結合學生的最近發(fā)展區(qū)創(chuàng)設問題情境等方面入手，完善教學設計，讓不同層次的學生在思考和探究問題的過程中都能得到一定程度的發(fā)展，幫助學生形成完善的科學探究素養(yǎng)。