初中物理問題鏈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略

趙東明

摘? 要：問題鏈?zhǔn)墙處煘橐龑?dǎo)學(xué)生思考而設(shè)計(jì)的問題組。文章基于初中物理教學(xué)內(nèi)容，分別論述了教師在導(dǎo)入、講解和練習(xí)環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)的問題鏈類型，力圖培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的思考和認(rèn)知能力，提高初中物理教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：初中物理；問題鏈；思維引導(dǎo)

學(xué)貴知疑，大疑大進(jìn)，小疑小進(jìn)。學(xué)生在教學(xué)過程中產(chǎn)生的疑問是教師教學(xué)的導(dǎo)向，更是學(xué)生進(jìn)步的方向。初中物理教師要了解學(xué)生的學(xué)情，以學(xué)生的問題為中心開展課堂教學(xué)。問題鏈?zhǔn)墙?gòu)以問題為中心的課堂教學(xué)的法寶，指將學(xué)科知識(shí)設(shè)計(jì)為一個(gè)或多個(gè)問題組，讓學(xué)生在思考和解決問題的過程中發(fā)展問題意識(shí)、建構(gòu)新知并提高問題解決能力。問題鏈的類型多樣，如引入性問題鏈、探究性問題鏈、遞進(jìn)式問題鏈、轉(zhuǎn)換性問題鏈、遷移性問題鏈等。不同的問題鏈具有不同的作用。據(jù)此，教師可以將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生學(xué)情相結(jié)合，在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)多樣化的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決問題，建構(gòu)物理新知，提高初中物理教學(xué)質(zhì)量。

一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)引入性問題鏈

引入性問題鏈指教師為引入教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的一組問題。有效的引入性問題鏈可以調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性，使其全神貫注于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，為深入探究物理新知奠定基礎(chǔ)。

例如，在教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書·物理》八年級(jí)下冊(cè)（以下統(tǒng)稱“教材”）“浮力”這節(jié)課時(shí)，為了使學(xué)生理解“浮力的方向”相關(guān)的問題，教師可以先在教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境：將一個(gè)乒乓球放入玻璃水缸中。然后設(shè)計(jì)引入性問題鏈。

問題1：將乒乓球壓入水中，再放手，會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？為什么？

問題2：漂浮在水面上的乒乓球受到了幾個(gè)力的作用？

問題3：平衡力相關(guān)的知識(shí)可以分析水面上乒乓球的受力情況嗎？

問題4：在這個(gè)過程中（將乒乓球壓入水中，再放手，乒乓球漂浮在水面上），施力物體是誰？力的方向是怎樣的？

浮力的方向是本節(jié)課的難點(diǎn)。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，展示直觀現(xiàn)象，并就此提出問題。在問題鏈的作用下，學(xué)生審視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并遷移生活經(jīng)驗(yàn)，分析放手后乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況、乒乓球向上或向下運(yùn)動(dòng)的原因、浮在水面的乒乓球的受力情況、施力物體和力的方向。學(xué)生從宏觀到微觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)，逐漸認(rèn)知浮力的方向。部分學(xué)生可能由于片面性思考而產(chǎn)生問題：浮力的方向都是向上的嗎？對(duì)此，教師可以組織實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證浮力的方向，借此推動(dòng)課堂教學(xué)發(fā)展。

二、講解環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)多樣化問題鏈

1. 探究性問題鏈

探究性問題鏈指教師設(shè)計(jì)的培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力的一組問題?？茖W(xué)探究過程大致包括提出問題，建立猜想，設(shè)計(jì)方案，獲取事實(shí)與證據(jù)，得出結(jié)論，交流和評(píng)價(jià)?？茖W(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方式，亦是發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑，在物理教學(xué)中起著重要作用。教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合物理教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)探究過程設(shè)計(jì)探究性問題鏈，講解物理問題，使學(xué)生建構(gòu)全面、系統(tǒng)的物理知識(shí)體系。

例如，在教學(xué)教材“壓強(qiáng)”這節(jié)課時(shí)，教師展示圖片：茫茫雪地中的兩個(gè)人，對(duì)雪地的壓力是差不多的，但是站在雪地上的人陷到雪地里了，站在滑板上的卻沒有。基于此，教師結(jié)合影響壓力作用效果的因素與科學(xué)探究過程，設(shè)計(jì)探究性問題鏈。

問題1：從圖片中可以看出，壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？

在此問題的作用下，學(xué)生審視圖片，提出猜想，如壓力的作用效果可能不只與壓力大小有關(guān)。

問題2：從剛才的圖片中大家有哪些發(fā)現(xiàn)？

受到問題的驅(qū)動(dòng)，學(xué)生觀看圖片，發(fā)現(xiàn)：直接站在雪地上的人，腳與雪地面的接觸面較小，很容易陷入雪中；滑板與雪地面的接觸面較大，人站在滑板上不容易陷入雪中。

問題3：在探究兩個(gè)不同因素對(duì)壓力作用效果的影響時(shí)，可以使用什么樣的方法？

在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生遷移物理認(rèn)知，聯(lián)想到控制變量法。

問題4：可以用什么來反映壓力的作用效果？

部分學(xué)生聯(lián)系本節(jié)課內(nèi)容，試著作答——物體的變形程度。

問題5：根據(jù)猜想，大家可以設(shè)計(jì)什么實(shí)驗(yàn)方案？選用什么實(shí)驗(yàn)材料？如何操作？

借助問題，學(xué)生遷移實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與小組成員交流，確定實(shí)驗(yàn)器材，如壓力小桌、砝碼、海綿等。同時(shí)，學(xué)生積極討論，探尋實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)1：將壓力小桌放在海綿上（桌腿壓在海綿上）；實(shí)驗(yàn)2：在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上，將砝碼放到壓力小桌上；實(shí)驗(yàn)3：將壓力小桌倒放在海綿上（桌面壓在海綿上），并將砝碼放在壓力小桌上。在不同情況下，觀察海綿的變形情況。

問題6：通過實(shí)驗(yàn)，大家可以得出什么結(jié)論？

學(xué)生與小組成員合作交流，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)2中海綿的變形效果比實(shí)驗(yàn)1明顯。實(shí)驗(yàn)1中海綿的變形效果比實(shí)驗(yàn)3明顯。由此得出結(jié)論：影響壓力作用效果的因素有壓力和受力面積。

在解決問題的過程中，學(xué)生自覺進(jìn)行了科學(xué)探究，積極思考，產(chǎn)生各種觀點(diǎn)，并與他人交流，深化觀點(diǎn)，逐漸解決問題，掌握本節(jié)課知識(shí)，鍛煉了學(xué)生的思維能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力等。

2. 遞進(jìn)式問題鏈

遞進(jìn)式問題鏈?zhǔn)且灾R(shí)間的邏輯關(guān)系為基礎(chǔ)，按照從特殊到一般的原則設(shè)定的一組問題。遞進(jìn)式問題契合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維情況，便于學(xué)生發(fā)揮自主性，逐漸解決問題，掌握知識(shí)。因此，教師可以依據(jù)知識(shí)間的聯(lián)系及學(xué)生的認(rèn)知情況，遵循由特殊到一般的原則，分解某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出有聯(lián)系的問題鏈，借此降低學(xué)習(xí)難度，促使學(xué)生積極探究。

例如，在教學(xué)教材“力”這節(jié)課時(shí)，教師通過分析教材，確定“力的概念”是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。力的概念是具有抽象性的內(nèi)容。學(xué)生在形象思維的影響下，往往通過與直觀事物互動(dòng)逐步建構(gòu)認(rèn)知。立足于此，教師設(shè)計(jì)遞進(jìn)式問題鏈。之后，在新知講解環(huán)節(jié)，教師依據(jù)教學(xué)需要，在交互式電子白板上展現(xiàn)馬拉車的畫面，并用生動(dòng)的語言進(jìn)行描述，將學(xué)生帶入直觀場景中。在此之際，教師設(shè)計(jì)如下問題鏈。

問題1：在此畫面中，馬在做什么？

在視覺作用下，學(xué)生很容易給出答案：馬在拉車。

問題2：馬在拉車時(shí)用了力。在生活中，大家見過哪些與之類似的現(xiàn)象？

學(xué)生紛紛遷移生活經(jīng)驗(yàn)，描述各種事例，如拉著行李箱前進(jìn)、抬起課桌等。

問題3：這些事例有哪些共同之處？

在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生回顧所有事例，并有針對(duì)性地進(jìn)行分析，有所發(fā)現(xiàn)：所有事例中都是物體A作用于物體B；物體B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。

問題4：物理上的力是什么？

學(xué)生進(jìn)行思考，從物理的角度分析和歸納物理上的力的特點(diǎn)，試著總結(jié)力的概念，即力是使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的外因。

在學(xué)生自覺表述力的概念后，教師結(jié)合物理教材內(nèi)容，用規(guī)范的語言描述力的概念。

由此可見，教師設(shè)計(jì)、應(yīng)用遞進(jìn)式問題鏈，可以使學(xué)生獲得研究問題的經(jīng)驗(yàn)，透過直觀的生活現(xiàn)象逐漸得出物理結(jié)論，理解物理概念，由此建構(gòu)深刻認(rèn)知。在解決問題的過程中，學(xué)生積極思考，鍛煉了思維能力和歸納總結(jié)能力等。

3. 轉(zhuǎn)換性問題鏈

轉(zhuǎn)換性問題鏈指教師聯(lián)系學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)換設(shè)問的方向或提問的方式，設(shè)計(jì)有助于學(xué)生突破思維瓶頸的一組問題。學(xué)生在思考物理問題時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到瓶頸，教師可以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換性問題鏈，將陌生的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的問題，從而降低問題解決難度，促使學(xué)生遷移解決問題的經(jīng)驗(yàn)，逐漸了解問題的本質(zhì)，升華物理知識(shí)認(rèn)知。

例如，在教學(xué)教材“動(dòng)能和勢(shì)能”這節(jié)課時(shí)，許多學(xué)生在探究“動(dòng)能大小的影響因素”時(shí)陷入如“無法表示出小球的動(dòng)能大小”的困境。在此前的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了“物體可以對(duì)外做功，則物體存在能量”的知識(shí)點(diǎn)。據(jù)此，教師可以循序漸進(jìn)地設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換性問題。

問題1：動(dòng)能是什么？動(dòng)能和能量有怎樣的關(guān)系？

在此問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生轉(zhuǎn)換思路，思考動(dòng)能與能量的關(guān)系。

問題2：一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。那么我們要如何判斷小球的動(dòng)能大??？

借此問題，教師引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)“小球推動(dòng)木塊”，讓學(xué)生觀察、分析木塊被推出的距離，以判斷小球的動(dòng)能大小。

問題3：在現(xiàn)實(shí)生活中，哪些現(xiàn)象可以說明具有動(dòng)能的物體可以對(duì)外做功？

學(xué)生可能聯(lián)想到：風(fēng)力吹動(dòng)帆船前進(jìn)，急速的水流沖擊發(fā)電機(jī)的旋葉，等等。

問題4：在“小球推動(dòng)木塊”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯越有利于觀察。那么，運(yùn)動(dòng)的小球?qū)κ裁次矬w的做功現(xiàn)象會(huì)比較明顯？當(dāng)木塊被推得遠(yuǎn)時(shí)，表示小球的動(dòng)能是越大？還是越?。?/p>

學(xué)生觀察木塊移動(dòng)的距離，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)得越遠(yuǎn)，表示小球做的功越多，這說明小球具有很大的動(dòng)能。

通過應(yīng)用轉(zhuǎn)換性問題鏈，學(xué)生及時(shí)轉(zhuǎn)換探究思路，遷移已有認(rèn)知，著力探究物理新知，借此實(shí)現(xiàn)了意義建構(gòu)，同時(shí)發(fā)展了思維能力和問題解決能力，有利于提高物理學(xué)習(xí)水平。

三、練習(xí)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)遷移性問題鏈

練習(xí)環(huán)節(jié)是學(xué)生遷移課堂認(rèn)知于新情境解決問題的活動(dòng)。通過練習(xí)，學(xué)生可以學(xué)以致用，增強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。遷移性問題鏈指教師以學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)，為使學(xué)生理解理論知識(shí)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用情境而設(shè)計(jì)的一組問題。有效的遷移性問題鏈可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題情境的聯(lián)系，融會(huì)貫通，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

例如，在教學(xué)教材“杠桿”這節(jié)課后，學(xué)生學(xué)習(xí)了杠桿的五要素及其尋找方法?，F(xiàn)實(shí)生活中有許多與杠桿有關(guān)的現(xiàn)象，教師可以將其與學(xué)情相結(jié)合，先展示空調(diào)外機(jī)示意圖（如圖1），再設(shè)計(jì)遷移性問題。

[室

外

機(jī)][圖1]

問題1：按照?qǐng)D1的方式將空調(diào)外機(jī)懸掛在室外墻壁上，為什么空調(diào)外機(jī)掉不下來？

面對(duì)此問題，大部分學(xué)生無法直接解決。于是，教師提出第二個(gè)問題。

問題2：圖中的三角形支架，相當(dāng)于我們學(xué)過的哪個(gè)物理模型？

通過這兩個(gè)問題，學(xué)生遷移物理認(rèn)知容易聯(lián)想到杠桿，教師再繼續(xù)提問。

問題3：怎樣看出是杠桿？

在問題的作用下，學(xué)生試著作圖，畫出力和力臂，借此在真實(shí)情境中識(shí)別杠桿。同時(shí)，學(xué)生借助圖形，找尋支點(diǎn)和力臂，感受杠桿模型的本質(zhì)。

問題4：杠桿有五要素。圖中杠桿的五要素在什么位置？

綜合如上問題，學(xué)生在圖中標(biāo)注支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。

教師設(shè)計(jì)遷移性問題鏈不僅使學(xué)生及時(shí)應(yīng)用了課堂所學(xué)，解決了生活中的物理問題，還使學(xué)生積累了生活經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展了物理應(yīng)用能力和問題解決能力，有利于提高課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。

總之，有效的問題鏈，貫穿物理課堂教學(xué)始終，推動(dòng)物理課堂教學(xué)發(fā)展，有利于學(xué)生體驗(yàn)多樣活動(dòng)，不斷解決問題，掌握物理知識(shí)，發(fā)展物理核心素養(yǎng)。對(duì)此，在實(shí)施初中物理教學(xué)時(shí)，教師要立足問題之于思維的重要性，聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情，有策略地設(shè)計(jì)不同類型的問題鏈。通過引入性問題鏈調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其進(jìn)入物理課堂，為進(jìn)行深入探究做好準(zhǔn)備；通過探究性問題鏈驅(qū)動(dòng)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，借助實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)物理結(jié)論；通過遞進(jìn)性問題鏈促使學(xué)生審視、分析生活現(xiàn)象，扎實(shí)掌握物理概念；通過轉(zhuǎn)換性問題鏈幫助學(xué)生突破思維障礙，順利地進(jìn)行探究，解決物理問題，建構(gòu)良好認(rèn)知；通過遷移性問題鏈促使學(xué)生靈活應(yīng)用物理所學(xué)，解決實(shí)際問題，加深對(duì)知識(shí)的理解。此外，在解決不同問題之際，學(xué)生會(huì)發(fā)揮科學(xué)思維、科學(xué)探究的作用，便于在掌握知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展物理核心素養(yǎng)，切實(shí)增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］李璐璐. 基于科學(xué)思維的初中物理教學(xué)問題鏈設(shè)計(jì)策略研究［D］. 蘭州：西北師范大學(xué)，2021.

［2］陶根來. 巧用問題鏈激活提高初中物理課堂效率［J］. 數(shù)理化解題研究，2020（35）.