高中物理教學中創(chuàng)設(shè)問題情境的策略解讀

王世運

進入高中階段課程學習節(jié)奏加快,物理知識學習對學生思維能力提出更高要求。同時物理問題的解決方式越來越多元化,涉及的原理也要相互區(qū)別,如何完善學生學習思維,推動學生對物理知識的理性探究,將學生學習積極性充分調(diào)動,成為高效課堂構(gòu)建的核心一環(huán)。

一、 高中物理教學存在的問題分析

(一)學生思維不容易被調(diào)動

高中階段物理知識前后銜接緊密,對學生邏輯思維能力要求較高,同時物理的很多概念帶有抽象性,如電場、磁感線、磁場與電磁感應(yīng),還有很多概念帶有極大的相似性,像左手定則與右手定則、動能定理與動量定理,這些都使得物理學習的難度逐步加大。很多學生知識掌握不夠扎實,同時帶有一定的羞澀心理,畏懼犯錯,因此在課堂上不能積極表達,使得物理教學出現(xiàn)了很嚴重的課堂沉默問題。學生學習思考的熱情不能被有效調(diào)動,課堂上不能出現(xiàn)新的聲音,學生的實際學習需求教師難以捕捉,按照教師預設(shè)來推進教學過程,學生在物理學習中有很強的被動性,而且在一些創(chuàng)新性問題學習中學生頻頻遇到障礙。

(二)物理實驗思維不能有效被調(diào)動

實驗是物理學習的有效工具,實驗也是幫助學生加深認知、推進學以致用的有效途徑。通過實驗可以考查學生知識掌握情況,也能培養(yǎng)學生團隊意識,還能通過實驗的思路、用品產(chǎn)生改進,實現(xiàn)實驗創(chuàng)新,對實驗中出錯的環(huán)節(jié)有效反思,也能推進學生思維完善有效進步。實驗對學生動手操作能力有非常高的要求,是助力學生全面發(fā)展的重要一環(huán)。但當前高中物理實驗本身課時有限,還有一些學生對實驗帶有一定的排斥心理,不能積極動手操作,因為畏懼錯誤不能積極與同學、教師交流,更有部分學生單純將實驗當成了一項必須完成的任務(wù),帶有極強的敷衍心理。學生對實驗理解不夠透徹,實驗參與的積極性不高,對實驗缺乏反思總結(jié)意識,影響了問題探究能力的綜合發(fā)展。

(三)學生對教師講解依賴心理較強

進入高中階段,知識學習節(jié)奏加快,很多學生也有高考壓力,他們迫切渴望在教師指導下快速掌握知識,學到一些物理問題解答的技巧和方法。還有一些學生喜歡通過物理解題來提高成績,在遇到一些障礙時,習慣于聽從教師的講解尋找解決思路。久而久之很多學生在遇到問題時不能積極主動思考,迫切渴望從教師那里獲得標準答案,掌握規(guī)范解題思路。學生自身對問題缺乏足夠的重視,對一些解題思路機械記憶,對一些物理模型不求甚解,這樣就會使學生養(yǎng)成惰性思維,影響學生物理學習的連貫性。而且在一些新問題、新情境、新知識學習中,學生容易困于固定模式,單純聆聽教師的講解,缺乏自己的獨立判斷,不能獲得新奇學習體驗。這樣學生學習的主動性會逐步降低,對新知識的渴望與拓展缺乏積極性,很難突破自身思維障礙,獲得一些新發(fā)現(xiàn),在一些綜合性問題解答中學生也容易失去信心。讓學生跳出對教師的依賴,融合于個人探究、獨立思考、合作對話,實現(xiàn)對新知識的掌握,推進物理高效學習,成為調(diào)動學生學習積極性的有效切入點。

二、 高中物理課堂問題情境創(chuàng)設(shè)的重要作用

(一)激活學生學習求知欲

被動理解物理知識會給學生帶來較強的學習枯燥感,而且容易使學生在學習中昏昏欲睡。教師只有結(jié)合學生感興趣的問題來創(chuàng)設(shè)問題情境,引領(lǐng)學生對物理概念趣味探究,鼓勵學生積極表達自己的個性認知,才可以使課堂上出現(xiàn)更多不同聲音。教師循序引導,讓他們問題思考的角度進一步開放,對問題情境所涉及的物理模型、物理概念有效理解,鼓勵學生進行合理的質(zhì)疑討論,這可以抓住學生好奇心,培養(yǎng)學生良好語言表達意識,并能彰顯學生學習能動性,助力授課過程高效推進,學生也能在問題探究中完善思路,掌握物理學習的科學方式。

(二)有利于提高學生自信

進入高中階段,學生步入青春期,帶有一定的羞澀心理,在表達質(zhì)疑過程中缺乏自信,會影響問題探究。教師可通過問題情境創(chuàng)設(shè),提出有價值的問題,讓學生積極思考,合理分析,并為學生提供一個思辨的空間,讓他們克服懼怕心理,嘗試說出自己的觀點,對主體問題進行合理的拆分,從多個角度推進學生深度探究知識關(guān)聯(lián)。教師還應(yīng)對學生不理解、不明確的一些概念進行細致區(qū)分講解,為所有學生提供一個平等展示的舞臺,讓學生在課堂學習中可以有足夠的自信與更強的參與感。學生也能結(jié)合教師的引導,不斷調(diào)整思路,建立理性思維。

(三)有利于推進物理教學做合一

陶行知先生生活教育的核心理念是培養(yǎng)學生實踐意識。加深學生物理理解,推進學生學以致用,也需要立足物理課堂,創(chuàng)設(shè)問題情境,指向生活問題,引領(lǐng)學生開放探究,鼓勵學生提出設(shè)想,完善思路,嘗試實踐,從生活的角度學習物理,應(yīng)用物理,總結(jié)升華。讓學生主體性價值充分彰顯,擺脫對教師教導的依賴,推進學生學習過程的自學自悟,使其在實驗、解題中融會貫通,實現(xiàn)對重點內(nèi)容的掌握,同時讓學生在學習中更加自主。還能提高學生自身的執(zhí)行能力、管理意識,助力學生獲得良好的學習探究體驗,靈活駕馭各類物理綜合問題。

三、 物理課堂問題情境創(chuàng)設(shè)的基本原則

(一)適度引導

核心素養(yǎng)理念下,物理教學要為學生的生活適應(yīng)和社會融入而服務(wù),因此物理課堂問題的創(chuàng)設(shè)也要貼近學生最近發(fā)展區(qū),從激發(fā)學生學習潛能的角度開展適度引導,讓學生能力水平達到一個較高的層次,又要避免問題過難,打擊學生學習積極性。問題情境的創(chuàng)設(shè)要能有效引起學生的注意,還要貼近學生當前認知基礎(chǔ),促進學生向前突破。教師要善于結(jié)合學生已有的經(jīng)驗來創(chuàng)設(shè)問題情境,給予學生適度的思維點撥,幫助他們完善知識建構(gòu),讓學生自身思維得到有效鍛煉。同時教師要關(guān)注學生能力水平,幫助他們建立學習自信,并結(jié)合一些簡單問題的能動性探究,讓學生掌握物理學習有效方法,助力學生嚴謹治學態(tài)度循序養(yǎng)成。例如,學習自由落體的相關(guān)知識,教師就可以結(jié)合實際生活,讓學生想一想,重的物體自由下落時速度會比較快,而輕的物體由于受到空氣阻力下落速度會比較慢。假設(shè)將重物與輕物捆綁在一起,它的下落速度會產(chǎn)生怎樣的變化?這樣的問題帶有極大的開放性,需要學生說出自己的觀點,再闡述自己的理由。教師對學生適度引導,就能讓學生對問題的認知角度變得更全面,而學生自身也能通過對問題的討論,學會分類探究。貼近最近發(fā)展區(qū),進行適度的引導,實現(xiàn)了新舊知識的有效關(guān)聯(lián),學生學習自信穩(wěn)步建立。

(二)漸次深入

物理問題情境的創(chuàng)建要貼近學生能力基礎(chǔ)恰當設(shè)計問題,但是不同的學生在學習基礎(chǔ)、經(jīng)驗理解、問題思考等多個層面存在一定的差異性,教師設(shè)計的問題未必能貼近每一個學生的能力基礎(chǔ)。有些學生認為比較簡單的問題,對一些潛能生來講可能會比較困難。在這類學生學習表達的過程中,教師就要由淺入深,漸次深入地為學生提供有效引導,將一個整體性問題拆分成幾個小的方面,讓學生一步一步去解答,通過從簡單到復雜、從感性到理性、從淺表到核心的循序探究,讓學生由易而難,層層理解。這樣既可以幫助學生整合學習思路,又能循序?qū)⑿轮R納入自身認知結(jié)構(gòu),可以更好地兼顧大多數(shù)學生的學習基礎(chǔ),提高學生學習表達的積極性。例如在學習電磁感應(yīng)的相關(guān)知識時,就可以從電場入手先讓學生闡述自己的認知,表述對電場強度的判斷。接著讓學生思考由閉合電路一部分在磁場做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,讓學生理解切割磁感線的運動和強弱會影響感應(yīng)電流的大小。通過類比模擬,再結(jié)合電磁感應(yīng)的定義,讓學生將電與磁之間建立關(guān)聯(lián),循序漸進中實現(xiàn)對核心概念的理解。

(三)生活體驗

物理來源于生活,而物理研究的問題又高于生活,所以學生會感到理解比較困難。問題情境的創(chuàng)設(shè),就要幫助學生從抽象理解向生活感知有效過渡。改變物理學習與生活實踐相脫節(jié)的問題,選取生活中的素材來創(chuàng)設(shè)問題,推進學生將物理所學概念進行生活應(yīng)用。激活學生物理思維,鼓勵學生自主實驗,對物理中學習的理論進行驗證,讓物理走向生活。立足生活讓學生積極思考,消除物理學習的距離感,為學生靈活變通、自主應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。以圓周運動學習為例,可以結(jié)合生活中最基本的原地轉(zhuǎn)圈,讓學生對圓周運動的線速度、角速度進行區(qū)分。再結(jié)合生活中常見的洗衣機脫水,衣服會貼近外壁,讓學生理解向心力的產(chǎn)生,而圓周運動中的周期、頻率等知識則可以結(jié)合學生在數(shù)學中學到的概念進行類比和區(qū)分。調(diào)用學生已有的生活經(jīng)驗,推進規(guī)律分析、模型探究可以使教育彰顯藝術(shù)性,課堂也能變得生動有趣,對促進學生良好觀察意識的養(yǎng)成大有裨益。

四、 高中物理課堂創(chuàng)設(shè)問題情境的策略

(一)結(jié)合實驗引出問題情境

物理學習要凸顯教學做合一,實驗可以培養(yǎng)學生良好動手能力,完善學生學習思維,激發(fā)學生探究欲望。教師可通過對實驗的論證分析,讓學生掌握物理學習的科學方法,具備嚴謹治學精神,樹立科學責任意識。這樣可以使整個學習節(jié)奏更加緊湊,學生學習獲得感也能穩(wěn)步提升。通過實驗創(chuàng)設(shè)問題情境,可以考查學生對實驗原理的理解。結(jié)合實驗細節(jié)讓學生明白實驗設(shè)計的有效方法,學會類比推理。結(jié)合實驗結(jié)果也可以讓學生進行有效探究獲得初步結(jié)論。這些都是提高學生問題意識、激發(fā)學生學習積極性的有效手段。

結(jié)合實驗可以考查學生對實驗原理是否能夠有效理解,如結(jié)合游標卡尺讀數(shù),就可以設(shè)計問題,讓學生嘗試讀數(shù),理解游標卡尺測定長度的原理。結(jié)合實驗細節(jié)設(shè)計問題可以結(jié)合勻變速運動出現(xiàn)的一段紙帶,讓學生推測物體是否做了勻變速直線運動,如何求加速度、平均速度。這些都屬于結(jié)合實驗來設(shè)計問題的方式,也與新高考改革的趨勢相吻合,能夠有效激活學生物理學習思維,指引學生學會科學探究,助力學生掌握物理科學體驗。

(二)類比分析引出物理問題

新課標理念指引下,物理教學要讓學生關(guān)注前沿信息,從生活運用的角度理解物理,運用物理來對具體的問題進行類比分析。這是提高學生問題解決意識的重要方面,也能讓學生對物理課堂所學的一些公式定理展開運用。課堂上教師可以適當引入前沿物理問題,有效創(chuàng)設(shè)情境,推進直觀理解。例如結(jié)合飛船對接變更軌道的問題,讓學生結(jié)合萬有引力定律學會計算飛船運行的角速度、線速度。再比如當前很多飯店都引入了無人配餐車,無人配餐車在運行過程中的服務(wù)范圍、配送速度、運動軌跡都可以讓學生從物理的角度進行分析探究。還有,現(xiàn)在很多家庭中都已經(jīng)使用了天然氣壁爐,天然氣壁爐的工作原理是什么,它的點火條件、功率,都可以讓學生進行實際的測算。這類問題凸顯了物理與生活的緊密關(guān)聯(lián),可以讓學生跳出單純的接受性學習,觀察生活來有效解答。在自主探究中理解一些物理量的意義,突破單純的接受性學習,讓學生豐富探究,還可以鼓勵學生來創(chuàng)設(shè)新問題,在小組內(nèi)部合作對話共同探究。這些都可以為學生帶來良好學習體驗,也能推動學生更好地感受科技服務(wù)生活的便利性,進一步增強學生物理學習的信心與使命感。此外也可督促學生運用所掌握的知識進行一些科技創(chuàng)新活動,助力學生核心素養(yǎng)穩(wěn)步提升。

(三)學習物理史探究問題

高中物理涉及了大量的物理史知識,體現(xiàn)了物理學家自身的奮斗精神,也為學生展示了曲折而全面的物理探索過程,對幫助學生掌握研究方法、理解知識來龍去脈有重要作用。物理課堂上教師要對物理史資源有效挖掘,并嘗試創(chuàng)設(shè)問題情境啟迪學生借鑒科學家的研究思路,推動對各類問題有效探究,磨煉學生意志,豐富學生科學認知。以萬有引力知識為例,讓學生開動腦筋想一想是否可以借助萬有引力來測算出地球的質(zhì)量,引出卡文迪許引力常數(shù)。結(jié)合卡文迪許測出的引力常數(shù)這一科學知識,讓學生對卡文迪許的實驗思路嘗試分析和概括,理解卡文迪許的放大實驗法。通過對物理史資源的充分挖掘,愉悅學生學習體驗,助力學生科學素養(yǎng)穩(wěn)步提升。

(四)信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)問題情境

物理課堂可以讓學生進行直接動手實驗,還可以借助電子實驗、虛擬仿真實驗,豐富學生的學習體驗,將物理知識直觀形象地呈現(xiàn)給學生。為了避免學生出現(xiàn)眼高手低的問題,只是對實驗過程看一看,而不能有效理解,教師可以借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學生在觀看他人實驗的同時,對實驗的原理有效理解,對實驗中一些重難點有效把握,培養(yǎng)學生良好的觀察分析意識,提高學生的學習能力。通過信息技術(shù)還可以將一些細節(jié)放大,將一些抽象理論升華,降低學生問題理解的難度,增強學生學習探究的熱情。以彈力和彈簧伸長的探究性實驗為例,就可以通過電子實驗讓學生有效觀看,再讓學生嘗試去自主動手實驗。再比如平拋運動的實驗是考試中經(jīng)?？疾榈?。教師可以先讓學生借助實物來完成實驗過程,再結(jié)合信息技術(shù)對平拋運動的軌跡進一步分析,并結(jié)合坐標系讓學生嘗試計算小球飛行的時間、小球的初速度、小球拋出點距離地面的高度。圍繞一個具體的實驗延伸多個問題,創(chuàng)設(shè)具體實驗創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學生在理解實驗的基礎(chǔ)上,進行數(shù)據(jù)的推演,真正將平拋運動的概念吃透弄懂。學生再遇到類似的問題時,才能快速做出反應(yīng),逐步探究分析,提高學習成就感。

總之,高中物理課堂問題情境的創(chuàng)設(shè)要為學生自主學習、思維完善、問題解決能力發(fā)展而服務(wù)。立足課堂教師要對學生學習需求有效捕捉,通過問題情境調(diào)動學生學習積極性,結(jié)合問題的思辨分析,引領(lǐng)學生從生活角度完善科學思維,推進學以致用。還要結(jié)合實驗鼓勵學生類比推理,對物理史有效理解,借助信息技術(shù)應(yīng)用設(shè)計具體問題,以創(chuàng)設(shè)問題情境服務(wù)學生綜合性問題解決。鼓勵學生討論分析,豐富學生探究的視角,促進學生綜合素養(yǎng)穩(wěn)步提升。