基于問題情境的高中物理教學(xué)策略研究

劉磊

作為一門對思維能力要求較高的學(xué)科來說，高中物理給很多學(xué)生帶來了學(xué)習(xí)上的困擾，為了解決這一問題，如何變抽象為直觀便成了高中物理教學(xué)研究的重要課題。本文從問題情境創(chuàng)設(shè)角度出發(fā)，對高中物理教學(xué)展開了相關(guān)的研究，旨在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進物理教學(xué)的長遠發(fā)展。問題情境創(chuàng)設(shè)是為了營造與問題有關(guān)的場景，讓學(xué)生在具體場景中去分析問題和解決問題，對于學(xué)生認知水平提升會有較大的幫助。問題情境創(chuàng)設(shè)作為當(dāng)下較為流行的一種教學(xué)方式，深得高中物理教師和學(xué)生青睞，故而教師要注重對問題情境創(chuàng)設(shè)的研究，以期為物理教學(xué)發(fā)展做出自己的一點貢獻。

一、基于故事情節(jié)，創(chuàng)設(shè)問題情境

高中物理多會給學(xué)生帶來嚴謹、枯燥的感覺，加之教師更傾向于教材文本的解讀，物理學(xué)科趣味性難以得到有效的體現(xiàn)。事實上，物理學(xué)科是一門既有趣又奇妙的學(xué)科，物理概念、定理和方法背后蘊含著一個個生動的物理小故事，在教學(xué)中，要想發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，除了知識與技能教學(xué)之外，教師可以借助物理故事培養(yǎng)學(xué)生觀察、推理、意志力等方面的核心素養(yǎng)?；谖锢砉适虑楣?jié)來創(chuàng)設(shè)問題情境，可以讓原本無味的問題看起來更加生動多彩，從而可以較好地實現(xiàn)寓教于樂的教學(xué)效果。

在講到“萬有引力定律”時，可以給學(xué)生講“蘋果落地”的故事，讓學(xué)生認識到觀察是物理學(xué)習(xí)中必不可少的基本素養(yǎng)，生活中每天都在發(fā)生著各種各樣的事情，這些事情在學(xué)生眼中或許早已經(jīng)見怪不怪，但是只要學(xué)生擁有觀察的能力，他們同樣會挖掘其背后蘊含的物理規(guī)律。同樣，在教學(xué)“單擺”時，教師也可以給學(xué)生講伽利略觀察教堂銅吊燈搖擺現(xiàn)象的故事，并提問：“是怎樣的素養(yǎng)讓伽利略認識到銅吊燈擺動時間與物體質(zhì)量無關(guān)而與擺長有關(guān)的結(jié)論的？”高中物理教學(xué)中類似的物理小故事還有很多，教師可以結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，精心選擇經(jīng)典的小故事講給學(xué)生聽，并在故事情境中設(shè)計對應(yīng)的問題，以更好地啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、基于生活經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)問題情境

“生活即教育”是陶行知先生提出的教育理念，也是新課程發(fā)展背景下備受教師和學(xué)生關(guān)注的教育理念，鑒于物理是一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科，物理學(xué)科中的諸多概念、原理和定律皆建立在基本生活結(jié)構(gòu)之上，若想達到理想的教學(xué)效果，教師就要借助學(xué)生的生活閱歷創(chuàng)設(shè)問題情境，在日常教學(xué)中潛移默化地滲透生活物理意識。基于生活經(jīng)驗的問題創(chuàng)設(shè)主要體現(xiàn)于兩個方面，一是要引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生去發(fā)現(xiàn)生活、觀察生活，了解生活中的物理現(xiàn)象;二是要讓學(xué)生運用課上所學(xué)習(xí)的物理知識去解決生活中的物理問題，二者融合貫通，為學(xué)生獲得良好的生活化學(xué)習(xí)體驗。

比如，在講到“失重與超重”時，由于失重與超重是一種比較常見的現(xiàn)象，如果教師在教學(xué)中僅以教材內(nèi)容為主，想必很難給學(xué)生帶來真實的學(xué)習(xí)體驗，在知識理解上也會存在難以逾越的鴻溝。教師在教學(xué)中可以結(jié)合生活中失重和超重的體驗，學(xué)生在乘坐電梯、乘車、坐過山車、玩跳樓機時都會出現(xiàn)失重和超重的現(xiàn)象，教師借助學(xué)生已有的生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)問題情境，會使學(xué)生理解更為透徹，記憶更為深刻。在講到乘坐電梯時，教師可以提問：“電梯剛啟動時，你會有什么樣的感覺？電梯即將停之前，你又會有怎樣的感覺？”如果說乘坐電梯給學(xué)生帶來的感覺并不是那么明顯，教師還可以讓學(xué)生說一說自己乘坐過山車的經(jīng)驗，講一講跳樓機突然上升和突然下降的感受，這種強烈的失重和超重感對于學(xué)生理解教材概念會有很大的幫助。

再比如，在講到“滑動摩擦力”時，考慮到自行車是學(xué)生比較熟悉的物品，利用自行車運動原理設(shè)計問題情境，幫助學(xué)生理解滑動摩擦力往往會達到事半功倍的教學(xué)效果。諸如“你知道自行車運動的基本原理是什么嗎？”“自行車運動過程中，兩個輪子分別受到哪些摩擦力？”“如何減少自行車輪胎受到的摩擦力？”“如果自行車受到的摩擦力為0，會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？”等問題，均可以在不同程度上引發(fā)學(xué)生對滑動摩擦力知識學(xué)習(xí)的好奇心。這種基于生活經(jīng)驗的問題情境創(chuàng)設(shè)為學(xué)生的想象提供了強有力的依據(jù)，遠比直接讓學(xué)生去想象和理解滑動摩擦力要有效得多。

三、基于實驗活動，創(chuàng)設(shè)問題情境

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，豐富多樣的實驗充分彰顯了物理學(xué)科的魅力，對于教材中提到的眾多演示實驗和求證實驗，教師應(yīng)該充分利用起這些實驗活動，并將問題情境創(chuàng)設(shè)融于感性的實驗材料和趣味的實驗過程中，以培養(yǎng)學(xué)生邏輯、推理、總結(jié)和創(chuàng)造的能力。

例如，在教學(xué)“自由落體運動”時，教師就可以借助一系列的小實驗幫助學(xué)生理解自由落體運動，同時在小實驗過程中添加一系列問題引發(fā)學(xué)生的思考，從而使得學(xué)生在問題導(dǎo)向下感受到自由落體運動的魅力，也在一定程度上達到活躍課堂氛圍的效果。在新課導(dǎo)入階段，教師可以拿起桌子上用剩的粉筆，將粉筆握在手中，然后松開手，讓粉筆自由下落。這一實驗簡單、直觀，教師可以從教室多個角度多次重復(fù)實驗，確保班級每一個角落的學(xué)生都可以清晰地看到整個實驗過程，然后提出問題：“你們發(fā)現(xiàn)這種運動有哪些特點呢？”在問題引導(dǎo)下再做進一步實驗重復(fù)，有學(xué)生會發(fā)現(xiàn)在此運動中，v0=0，也有學(xué)生觀察到粉筆豎直下落?；趯嶒灮顒雍蛦栴}情境，自由落體運動自然被帶入到學(xué)生的視野。接著教師可以拿起一張紙和一支粉筆，同時從同一高度自由下落，讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，很顯然，粉筆要比紙先落地。結(jié)合實驗現(xiàn)象，教師提問：“同學(xué)們，為什么粉筆要比紙先落地呢？”由于學(xué)生在之前并沒有了解過自由落體運動，直接感官經(jīng)驗告訴學(xué)生是因為粉筆比紙重，所以粉筆先落地。教師就此直接引出亞里士多德“物體下落快慢由物體重力決定”這一結(jié)論，并通過幾個小實驗驗證這一觀點的對錯。實驗一：將半張紙和一張紙同時從同一個高度自由下落（半張紙被揉成紙團），實驗現(xiàn)象為揉成團的半張紙先落地。提出思考問題：“半張紙比一張紙要輕，為什么會先落地呢？你認為這一現(xiàn)象與亞里士多德的觀點相背離嗎？”實驗二：將兩張相同的紙同時從同一高度自由下落（一張紙被揉成紙團），實驗現(xiàn)象為揉成紙團的一張紙先落地。教師同步提出問題：“你覺得亞里士多德的觀點錯在哪兒了？你認為影響物體下落快慢的因素有哪些呢？”就此引出牛頓管實驗。在自由落體運動教學(xué)中，教師所設(shè)計的問題皆基于實驗活動，通過一系列的小實驗活動和問題情境，引導(dǎo)學(xué)生一步步深入思考和探究，從而為自由落地運動教學(xué)效率提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

四、基于社會熱點，創(chuàng)設(shè)問題情境

所謂的社會熱點多涉及到政治、經(jīng)濟、科技等方面的信息庫，其中也包含眾多物理前沿信息，即目前物理學(xué)家關(guān)于物理研究的最新動態(tài)。高中物理屬于基礎(chǔ)物理，而現(xiàn)代物理研究又是建立在物理基礎(chǔ)之上的。新課程思想要求學(xué)生要做解決問題之人，“兩耳不聞天下事，一心只讀圣賢書”只會把學(xué)生培養(yǎng)成做題的機器。基于這一理念，筆者認為高中物理教學(xué)應(yīng)該適當(dāng)為學(xué)生打開社會熱點的“窗戶”，讓學(xué)生有機會從這扇“窗戶”中看到最新的、豐富的物理前沿信息，哪怕是無意間的一瞥，都會為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)注入鮮活的素材。將問題情境與社會熱點問題相結(jié)合，會在很大程度上趣化物理問題，對學(xué)生思維啟發(fā)、知識拓展會有很大的幫助。

如“萬有引力與航天”這一章內(nèi)容不僅為學(xué)生解釋了萬有引力定理的內(nèi)在本質(zhì)，更為學(xué)生講解了宇宙與萬有引力之間的關(guān)系，神秘的宇宙對于學(xué)生來說有著莫大的吸引力，而教材知識與前沿物理而言自然具有滯后性，無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，也無法在理論與現(xiàn)實之間搭建溝通的橋梁。在本章節(jié)教學(xué)中，教師可以為學(xué)生播放天宮課堂教學(xué)視頻，讓學(xué)生觀看神舟十三號宇航員在艙內(nèi)的生活寫實，同時結(jié)合視頻動畫設(shè)計問題：（1）在火箭上升時，這三名宇航員要承受多大的壓力？（2）為什么艙內(nèi)的物體都是漂浮著的？（3）在失重情況下，宇航員如何洗臉、喝水、用餐？（4）神州十三號是如何發(fā)射并達到預(yù)定軌道的？（5）宇航員在艙內(nèi)看到的地球是什么樣的？學(xué)生帶著這些問題去觀看天宮課堂會更有針對性，且在天宮課堂視頻和問題情境下，學(xué)生對于本章所學(xué)習(xí)的物理知識會更有興趣，對于浩瀚奇妙的宇宙也會更加向往。

五、基于基本學(xué)情，創(chuàng)設(shè)問題情境

物理是一門自然學(xué)科，所研究的內(nèi)容涉及到物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、物質(zhì)間相互作用以及實驗方法和思維。與初中物理學(xué)科相比，高中物理難度更大、復(fù)雜度更強，對學(xué)生思維能力要求也更高，給學(xué)生來了較大的學(xué)習(xí)困擾。尤其是高一學(xué)生，一旦在學(xué)習(xí)方法、思維和情感上不能做出快速轉(zhuǎn)變和適應(yīng)，初期學(xué)習(xí)中遇到的困難會對學(xué)生接下來的物理學(xué)習(xí)造成不可逆轉(zhuǎn)的負面影響。故而在問題情境設(shè)計中，教師不能為了提問而提問，要充分考慮學(xué)情，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)，認真研讀教材，基于基礎(chǔ)學(xué)情創(chuàng)設(shè)問題情境，才能真生發(fā)揮問題情境的教學(xué)指導(dǎo)作用。

對于高一學(xué)生來說，他們在學(xué)習(xí)與態(tài)度、情感與價值、自我管理、思維方式、學(xué)習(xí)心理等方面均表現(xiàn)出這一階段學(xué)生特有的個性，教師要依據(jù)本班學(xué)生實際情況，精心設(shè)計問題。如高一學(xué)生普遍缺少預(yù)習(xí)的習(xí)慣，那么教師在問題設(shè)計中就要考慮到學(xué)生的認知水平，盡量降低提問的難度，且可以在課前通過提問引導(dǎo)學(xué)生快速進入新知學(xué)習(xí)狀態(tài)。還有很多學(xué)生在課上聽講中容易出現(xiàn)注意力不集中現(xiàn)象，教師可以針對這一現(xiàn)象以提問的方式幫助學(xué)生集中注意力，將思維長時間駐足于課上知識學(xué)習(xí)中。所以說問題情境創(chuàng)設(shè)并非簡單的提問，教師要提出與不同階段學(xué)生相適應(yīng)的問題，以促進學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中可以獲得更好的發(fā)展。

綜上所述，情境創(chuàng)設(shè)作為一種新型的教學(xué)方法，在高中物理課堂教學(xué)中扮演了愈加重要的角色，其對學(xué)生物理認知和思維提升也起到了直接的促進作用。筆者堅信，基于多維角度的問題情境創(chuàng)設(shè)一定可以給學(xué)生帶來更為新穎、良好的學(xué)習(xí)體驗。