高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境的實踐研究

吳林青

問題情境是指教師將教材的知識點以問題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，讓學(xué)生在尋求，探索解決問題的思維活動中掌握知識技能，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。新課標(biāo)多次提及“問題情境”?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》要求：“努力創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生探究欲望的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計、分析論證、反思評估等能力。”“通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用已有的概念和規(guī)律分析常見的碰撞、機(jī)械振動、機(jī)械波等現(xiàn)象，建構(gòu)彈性碰撞、簡諧運動、單擺等模型，學(xué)會用守恒定律解決問題的方法?！薄澳茉谑煜さ膯栴}情境中根據(jù)需要選用所學(xué)的恰當(dāng)?shù)哪Ｐ徒鉀Q簡單的物理問題。”“物理規(guī)律的探究需要創(chuàng)設(shè)問題情境?！薄皠?chuàng)設(shè)真實而有價值的問題情境，采用主體多元、方法多樣的評價方式，客觀全面地了解學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r?！薄皠?chuàng)設(shè)有利于學(xué)生討論、探究的真實問題情境，評價學(xué)生在真實學(xué)習(xí)環(huán)境中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的表現(xiàn)水平?！睂W(xué)生的思維總是由問題開始的，在解決問題中得到發(fā)展。高中物理教學(xué)的過程就是一個不斷創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生的思維在對問題的思考與探究中得到促進(jìn)和發(fā)展的過程。在此，筆者就高中物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境作了一定的實踐研究。

一、聯(lián)系社會生活創(chuàng)設(shè)問題情境

新課程要求，物理教學(xué)要加強與生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系。物理教學(xué)中許多概念、規(guī)律都是建立在對生活現(xiàn)象觀察的基礎(chǔ)之上，但具有很強的抽象性。這些抽象的知識會給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來一定的困難，在物理課堂教學(xué)中，緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實際，從學(xué)生的生活經(jīng)驗和已有的知識出發(fā)，利用生活實例創(chuàng)設(shè)情境，將物理概念、規(guī)律還原到學(xué)生熟悉的實際生活中，就能夠激發(fā)學(xué)生興趣，喚起學(xué)生原有的認(rèn)知與生活體驗。例如，在學(xué)習(xí)角速度概念時，學(xué)生提出：既然用線速度可以描述圓周運動快慢，為什么還要引入角速度描述圓周運動快慢呢？我們可以創(chuàng)設(shè)月球和地球辯論的情境。地球說：“月球繞地球做圓周運動每秒鐘走過的弧長為0.99千米，而我地球繞太陽做圓周運動每秒鐘走過的弧長為29.78千米，所以我跑得快！”月球說：“我繞地球轉(zhuǎn)一圈只需要28天，而地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈需要一年365天，所以我跑得快！”地球與月球說得都有道理，由此可見，僅僅用線速度來描述圓周運動的快慢是不夠的，還需要從另一個側(cè)面描述圓周運動快慢。因此，要引入角速度這個物理量來描述圓周運動的快慢。此例子雖然比較簡單，但體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)下情感態(tài)度與價值觀的目標(biāo)，以自然界的奇妙引入，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲，引導(dǎo)學(xué)生去探究科學(xué)，探索科學(xué)。

二、利用物理實驗創(chuàng)設(shè)問題情境

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，各種物理實驗以其直觀性、形象性為學(xué)生提供了豐富的感性材料，使其充滿著趣味性、思維性、挑戰(zhàn)性、探索性和創(chuàng)造性，能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。利用實驗內(nèi)容的魅力創(chuàng)設(shè)問題情境，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，有利于教師引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題，從而揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)、探究物理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。例如，在講《力的分解》一節(jié)時，取一個質(zhì)量較大的鉤碼放在桌子上，手拿細(xì)線問學(xué)生：“要把鉤碼用手里的細(xì)線提起來，是用一根線易斷呢還是兩根線易斷？”按照學(xué)生的生活經(jīng)驗，當(dāng)然是一根線易斷。但實驗演示的結(jié)果是：用一根細(xì)線可以將鉤碼穩(wěn)穩(wěn)地提起；用兩根同樣的細(xì)線（故意使兩線間有一較大夾角）提鉤碼時，細(xì)線斷了。“為什么兩根線的效果反而不如一根線呢？”學(xué)生產(chǎn)生了強烈的思維沖突，進(jìn)入了憤悱狀態(tài)，認(rèn)知的矛盾上升為學(xué)習(xí)的動力。這一實驗現(xiàn)象也為消除教學(xué)疑點――合力不一定大于分力，提供了佐證。

三、通過認(rèn)知矛盾創(chuàng)設(shè)問題情境

在學(xué)習(xí)物理知識之前，由于日常生活的積累，學(xué)生對自然界中的物理現(xiàn)象有了自己的認(rèn)識，先入為主的生活經(jīng)驗在學(xué)生的思維中形成觀念，這就是所謂的前概念。在教學(xué)的過程中，利用學(xué)生的前概念意識和物理實驗結(jié)果的矛盾激化學(xué)生的問題意識。如在《力的分解》這一節(jié)中，教師先出示一個大砝碼（比平時實驗用的鉤碼大得多，在學(xué)生頭腦中形成一個砝碼很重的概念）和三根細(xì)棉線。問學(xué)生是用一根棉線提砝碼時線會斷，還是用兩根棉線提砝碼時線會斷？學(xué)生很快就回答是用一根線會斷。教師做實驗，結(jié)果用一根棉線可緩慢地、穩(wěn)穩(wěn)地把砝碼提起來，而用兩根棉線提砝碼時（有意加大兩棉線之間的夾角，大于120°）可以看到棉線斷裂，不能把砝碼提起來。學(xué)生對實驗的結(jié)果感到愕然，帶著濃厚的興趣思考為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？此時教師組織學(xué)生進(jìn)行探究活動，尋找問題的答案。

四、結(jié)合物理學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題情境

物理學(xué)史包括科學(xué)知識與科學(xué)研究的方法以及物理學(xué)家忘我的精神和為之奮斗的歷程。結(jié)合物理學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題情境，既可以讓學(xué)生深刻感悟物理學(xué)家在探索物理知識過程中所經(jīng)歷的艱辛和挫折，從而給予學(xué)生啟迪和教育，也能使學(xué)生獲取科學(xué)的研究方法，使學(xué)生感受到探究物理的樂趣。例如，在教學(xué)《萬有引力定律》這一節(jié)時，我向?qū)W生設(shè)置了如下問題情境：我們都生活在地球上，那么你們是否思考過該如何測出地球的質(zhì)量？你們利用萬有引力定律猜想一下牛頓是如何獲得答案的？牛頓曾經(jīng)做過這樣一種設(shè)想：如果一個人站在山頂上，沿著水平方向扔出一顆石頭，那么，由于石頭所受引力的作用，石頭會沿著一條拋物線落在地上。但是，如果使石頭的初速度得到不斷增加，石頭就會飛得越來越遠(yuǎn)。那么，如果初速度增加到一定程度，那么石頭以后的運動情況會如何？這樣，通過結(jié)合牛頓的設(shè)想向?qū)W生提出問題，既能讓學(xué)生體會到科學(xué)家忘我的探索精神，也能促使學(xué)生積極開動腦筋對問題展開思考，并且體會到探究物理的樂趣。

總之，作為高中物理教師，我們要在教學(xué)過程中積極創(chuàng)設(shè)符合教材內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)知特點的問題情境，以此來激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。