問題教學(xué)法在初中物理教學(xué)中的有效運(yùn)用

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，初中物理課程注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生提高分析問題、解決問題的能力。初中物理教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，并將真實(shí)問題情境作為學(xué)生開拓思維的載體。問題教學(xué)法，以問題為線索，引導(dǎo)學(xué)生自主完成探究性學(xué)習(xí)任務(wù)，深入理解知識(shí)的本質(zhì)與關(guān)聯(lián)，進(jìn)而形成物理觀念、科學(xué)思維等核心素養(yǎng)。初中物理課堂突出學(xué)生的主體地位，并根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)開展教學(xué)活動(dòng)。

一、概念界定及理論基礎(chǔ)

（一）主要概念界定

問題教學(xué)法，將課程知識(shí)以問題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生在解決問題的過程中，發(fā)展科學(xué)思維和探究能力。學(xué)生在探索解決問題路徑時(shí)，能更加深入地理解學(xué)科知識(shí)的本質(zhì)和關(guān)聯(lián)性，有助于發(fā)展智力、提升技能。問題教學(xué)法與科學(xué)探究之間存在某種關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、提出問題后，能選擇合適的知識(shí)內(nèi)容和方法，得到一個(gè)完整的解決方案和結(jié)論。在初中物理課堂上，問題教學(xué)法是一種教學(xué)方法，能有效提升教學(xué)質(zhì)量及學(xué)習(xí)效果。

（二）理論基礎(chǔ)

根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，問題教學(xué)法突出學(xué)生的主體地位，使其能在關(guān)注學(xué)習(xí)過程中主動(dòng)認(rèn)，建構(gòu)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。問題教學(xué)法在初中物理課堂上的應(yīng)用，其重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)分析問題，并聯(lián)系已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，積極建構(gòu)出新的物理知識(shí)體系。此外，問題教學(xué)法輔助學(xué)生形成學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生通過物理課程學(xué)習(xí)逐漸形成關(guān)鍵能力、必備品格和正確價(jià)值觀，深刻影響其對(duì)物理問題、現(xiàn)實(shí)問題的思考和解決能力。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)問題教學(xué)法的應(yīng)用，并引領(lǐng)學(xué)生完成新知的認(rèn)知和建構(gòu)目標(biāo)。

二、問題教學(xué)法在初中物理教學(xué)中的有效運(yùn)用策略

（一）創(chuàng)新理念，明確問題設(shè)計(jì)原則

在初中物理教學(xué)中，問題教學(xué)法的應(yīng)用并未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，教師應(yīng)創(chuàng)新理念，明確問題設(shè)計(jì)原則。結(jié)合初中物理學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，教師需遵循典型性、適度性、程序性等問題設(shè)計(jì)原則，并以開放、求異的教育理念，尊重學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展規(guī)律。在物理課堂上，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提問，挖掘?qū)W生身上的問題探究與知識(shí)應(yīng)用的潛力。

以滬科版八年級(jí)教材“聲的世界”的教學(xué)為例，教師需要圍繞重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)問題，并幫助學(xué)生主動(dòng)探究和掌握物理知識(shí)要點(diǎn)，使其找到正確的思路和方法。教師應(yīng)立足實(shí)際學(xué)情，合理規(guī)劃問題的延伸方向，例如聲音的產(chǎn)生與傳播、聲音的三大特性、超聲波與次聲波的實(shí)際應(yīng)用、噪聲控制的三個(gè)環(huán)節(jié)等。教師還應(yīng)遵循適度性原則，合理控制問題的數(shù)量和難度，循序漸進(jìn)地幫助、引領(lǐng)學(xué)生探究物理知識(shí)的本質(zhì)和關(guān)聯(lián)，使其在思考、分析問題時(shí)能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。此外，教師可設(shè)計(jì)與學(xué)生最近發(fā)展區(qū)有關(guān)的問題，運(yùn)用層遞式思維，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合問題展開探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。問題教學(xué)的“程序性”原則，與學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力發(fā)展達(dá)到“同頻共振”，才能達(dá)成提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率的應(yīng)用目標(biāo)。

（二）創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵(lì)自主發(fā)現(xiàn)問題

在初中物理教學(xué)中，直觀體驗(yàn)?zāi)芤l(fā)學(xué)生的思考，因此教師可創(chuàng)設(shè)生動(dòng)直觀的問題情境，密切聯(lián)系學(xué)生的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使其在抽象、建模、概括歸納過程中，增強(qiáng)問題解決能力。在問題情境中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，其主動(dòng)探索問題與物理知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，在發(fā)現(xiàn)、思考、分析問題過程中，逐步形成良好的科學(xué)思維和探究意識(shí)，教師也可借助問題提升學(xué)生的觀察能力、解決問題的能力。

1.創(chuàng)設(shè)問題情境。

教師結(jié)合情境構(gòu)建和認(rèn)知理論，引導(dǎo)學(xué)生在合適的情境中自主發(fā)現(xiàn)問題，從被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有利于學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)。在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，教師可聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際生活，讓學(xué)生在熟悉的場(chǎng)景中理解物理知識(shí)的本質(zhì)和關(guān)聯(lián)。

以“聲音的產(chǎn)生與傳播”的教學(xué)為例，教師創(chuàng)設(shè)富有生活氣息的問題情境，引發(fā)學(xué)生的探究興趣和思考意識(shí)。在播放大自然的鳥獸鳴叫聲、風(fēng)吹過樹林的聲音時(shí)，學(xué)生能閉眼沉浸式感受聲音的美妙。教師帶領(lǐng)學(xué)生走入聲音的世界，以小組為單位探究“聲音是如何產(chǎn)生的？”教師向?qū)W生示范，如何讓身邊的物體發(fā)出聲音，例如用手撕開紙張、將刻度尺按在桌子邊緣并彈壓、仔細(xì)聆聽筆在紙張上寫寫畫畫的聲音等。在學(xué)生探究問題時(shí)，教師應(yīng)聚焦于學(xué)生對(duì)物體振動(dòng)過程的觀察情況，并在學(xué)生選擇某一個(gè)聲源后，幫助其理解“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”這一物理結(jié)論。

2.設(shè)計(jì)問題支架。

在初中物理課堂上，教師應(yīng)從整體建構(gòu)、深度學(xué)習(xí)的角度，合理設(shè)計(jì)問題支架，使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、提出、分析、思考、解決問題的過程中，逐步提升科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。問題支架，具有邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、層次清晰、循序漸進(jìn)等特點(diǎn)，符合學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展規(guī)律。

在“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課中，教師引領(lǐng)學(xué)生探究聲音的產(chǎn)生、聲音的傳播、回聲三個(gè)重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容。在“聲的產(chǎn)生”課堂上，學(xué)生能對(duì)生活中的常見聲音產(chǎn)生探究興趣，并了解聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，身邊很多物品都可以成為聲源。在“聲的傳播”課堂上，學(xué)生將了解不同介質(zhì)中聲音的傳播速度是不同的，且影響聲波的大小。教師可從實(shí)際問題出發(fā)，設(shè)計(jì)一系列問題導(dǎo)學(xué)支架，幫助學(xué)生深化對(duì)聲音產(chǎn)生、傳播知識(shí)的理解。

問題1：聲音是由物體振動(dòng)所產(chǎn)生的，振動(dòng)停止時(shí)，還能聽到聲音嗎？

問題2：聲源并不是直接貼著耳朵，為什么能聽到聲音？

問題3：聲音在空氣中傳播的速度為340m/s，在海水中傳播的速度為1531m/s，在常溫水中傳播的速度為1500m/s，在軟木中傳播的速度為500m/s，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

問題4：站在100m賽跑終點(diǎn)的計(jì)時(shí)員，如果他聽到起跑的槍聲才開始計(jì)時(shí)，則他開始計(jì)時(shí)的時(shí)間比實(shí)際起跑時(shí)間大約晚多少？

問題5：兩個(gè)同學(xué)分別站在長(zhǎng)鋼管的兩端，其中一個(gè)同學(xué)用力敲擊鋼管的一端，另一個(gè)同學(xué)將耳朵緊緊貼在鋼管的另一端，他可能聽到幾次聲音？

在問題情境、問題支架的雙重影響下，學(xué)生對(duì)“聲音的產(chǎn)生與傳播”課程知識(shí)的理解更加深入，在思考、動(dòng)手操作、觀察體驗(yàn)過程中，主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)、新經(jīng)驗(yàn)。問題支架中的部分問題，可以由學(xué)生預(yù)習(xí)階段提供，這樣更能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，使其專注于理解物理知識(shí)的本質(zhì)和關(guān)聯(lián)。

（三）多向交流，跟進(jìn)學(xué)生解決問題

在教師的引導(dǎo)和啟發(fā)下，學(xué)生能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)并提出問題、主動(dòng)思考并分析問題。教師需要結(jié)合物理課程的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生自主進(jìn)行探究活動(dòng)，并在線上、線下兩個(gè)渠道與學(xué)生進(jìn)行多向交流，跟進(jìn)學(xué)生解決問題的過程。教師可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上發(fā)布探究任務(wù)，學(xué)生可選擇獨(dú)立完成或與同學(xué)合作完成，并在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑，拓展物理問題的多種解法。

1.依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)布探究任務(wù)。

在“聲音的特性”的教學(xué)活動(dòng)中，教師可依托“物理大師App”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，向?qū)W生發(fā)布“探究聲音音調(diào)、響度、音色三個(gè)特性及影響因素”的探究性學(xué)習(xí)任務(wù)。在物理課堂上，教師鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、提出問題，并結(jié)合已學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)思考、分析問題。

探究任務(wù)一：探究音調(diào)與頻率的關(guān)系。根據(jù)音調(diào)與頻率的關(guān)系式Tf，用相同的力度敲擊不同的玻璃杯，觀察聲音的高低變化，發(fā)現(xiàn)音調(diào)與發(fā)聲體的振動(dòng)頻率有關(guān)。

探究任務(wù)二：探究響度與振幅的關(guān)系。根據(jù)響度與振幅的關(guān)系式dBA，用不同的力度敲擊同一個(gè)物體，例如銅鑼，觀察分貝儀上顯示的響度變化情況，發(fā)現(xiàn)響度與發(fā)聲體的振幅有關(guān)。

探究任務(wù)三：探究音色與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)的關(guān)系。不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同，主要取決于發(fā)聲體的材料和結(jié)構(gòu)。金屬、木材、塑料等發(fā)聲體的音色不同，得出音色與材料有關(guān)。同一種發(fā)聲體材料，在改變結(jié)構(gòu)（如弦樂器的弦長(zhǎng)、張力等）后，音色的變化也非常明顯。

在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生可自主選擇探究任務(wù)的完成順序，并在模擬實(shí)驗(yàn)室中操作器材和材料，在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中鍛煉觀察、實(shí)驗(yàn)以及思維能力，在解決問題時(shí)正確運(yùn)用“聲音的三大特性及影響因素”的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

2.鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，拓展問題解法。

在初中物理課堂上，教師將問題作為師生互動(dòng)交流的切入點(diǎn)，更有利于激發(fā)學(xué)生的探究興趣和科學(xué)思維。教師鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑，從原有問題中發(fā)現(xiàn)新問題，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生問題發(fā)現(xiàn)與解決的能力。教師鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，能拓展物理問題的多種解法，增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。

在“聲音的特性”一課中，學(xué)生圍繞響度、音調(diào)和音色，開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，并從中發(fā)現(xiàn)三種聲音特性的關(guān)鍵影響因素，即響度→振幅、音調(diào)→頻率、音色→結(jié)構(gòu)材料。在探究過程中，學(xué)生從原有問題中發(fā)現(xiàn)一些新問題，例如：

問題1：兩個(gè)同學(xué)用同一臺(tái)鋼琴彈奏同一首曲子，影響曲子好聽與否的物理量是什么？（答案：響度）

問題2：擴(kuò)音器在生活中的廣泛應(yīng)用，與聲音的哪個(gè)特性有關(guān)？（答案：響度）

問題3：在演奏時(shí)，鋼琴和豎笛發(fā)出的聲音可能具有哪些相同特性？（答案：音調(diào)和響度）

問題4：在音樂會(huì)上，人們能夠區(qū)分不同樂器演奏的同一首樂曲，其依據(jù)是什么？（答案：不同的演奏樂器具有不同的音色）

在初中物理課堂上，學(xué)生能根據(jù)教師提出的問題，提出合理的質(zhì)疑，并從中發(fā)現(xiàn)一些新問題，這是學(xué)生具備創(chuàng)新意識(shí)、質(zhì)疑精神的體現(xiàn)。教師不僅要關(guān)注學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題的過程，還要關(guān)注學(xué)生解決問題的過程。教師需要有針對(duì)性地拓展物理問題的解法，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。

（四）創(chuàng)新思維，打造開放問題課堂

在初中物理教學(xué)中，問題教學(xué)法的廣泛應(yīng)用，旨在培育學(xué)生的核心素養(yǎng)和綜合素質(zhì)能力。從創(chuàng)新思維的角度，在物理課堂上應(yīng)用問題教學(xué)法，有利于學(xué)生科學(xué)思維與探究能力的形成與持續(xù)發(fā)展。教師應(yīng)打造開放、包容的課堂，鼓勵(lì)學(xué)生自主、合作解決問題，并從理性的視角引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，進(jìn)而增強(qiáng)問題意識(shí)和探究信心。

1.肯定質(zhì)疑精神。

在初中物理課堂上，教師需要為學(xué)生的質(zhì)疑精神給予肯定和支持。質(zhì)疑精神，是學(xué)生主動(dòng)思考與分析問題的內(nèi)驅(qū)力。初中生正處在好奇心、探究欲非常旺盛的學(xué)習(xí)時(shí)期，因此教師需要圍繞物理課程知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生提出相關(guān)問題，選用開放式的問題設(shè)計(jì)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考并參與探究活動(dòng)。

以“噪聲控制與健康生活”的教學(xué)為例，教師圍繞噪聲控制的三個(gè)環(huán)節(jié)，在課堂上與學(xué)生進(jìn)行交流探討，引導(dǎo)學(xué)生思考噪聲的來源、噪聲是如何傳播的、噪聲的接收和利用方式有哪些等。在課堂上，教師鼓勵(lì)學(xué)生列舉出經(jīng)常聽到的噪聲，例如車輛頻繁鳴笛的噪聲、房屋裝修時(shí)產(chǎn)生的噪聲等。學(xué)生在了解噪聲的來源、噪聲對(duì)生活產(chǎn)生的危害后，能逐步增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，并將噪聲污染與光污染、大氣污染等環(huán)境問題緊密聯(lián)系起來。當(dāng)學(xué)生提出質(zhì)疑時(shí)，例如有些噪聲并未對(duì)人體、生活產(chǎn)生威脅，此時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生收集相關(guān)資料，透過數(shù)據(jù)、圖表分析噪聲對(duì)人體器官、生活節(jié)奏、交通安全等方面產(chǎn)生的影響。教師在肯定學(xué)生的質(zhì)疑后，與學(xué)生共同探討，噪聲的來源與產(chǎn)生的危害有哪些關(guān)系，進(jìn)而提升學(xué)生的邏輯思維能力，并讓學(xué)生了解噪聲的判斷標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境條件、分貝值等因素有關(guān)。

2.鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)踐。

在初中物理課堂上，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從創(chuàng)新的視角參與實(shí)踐活動(dòng)。在開放的問題課堂上，教師關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)形成的表現(xiàn)，即學(xué)生是否具備物理觀念，在問題探究過程中是否運(yùn)用科學(xué)思維分析解題思路等。在創(chuàng)新的物理實(shí)踐活動(dòng)中，教師可以指導(dǎo)各小組學(xué)生探索物理知識(shí)的本質(zhì)及關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)能力的發(fā)展。

在“噪聲控制與健康生活”一課中，學(xué)生能了解控制噪聲的三種途徑，即從噪聲的源頭、傳播過程和接收三個(gè)環(huán)節(jié)防治噪聲。噪聲控制是保持生活健康的重要手段。多數(shù)學(xué)生能在物理學(xué)習(xí)、科學(xué)探究、實(shí)踐過程中，逐步增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)。教師向各小組學(xué)生布置“監(jiān)測(cè)環(huán)境噪聲”的實(shí)踐任務(wù)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)交通道路上的鳴笛噪聲、房屋裝修噪聲，并運(yùn)用專業(yè)的環(huán)境聲音監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)比不同聲音的強(qiáng)弱與頻率，綜合判斷噪聲污染的控制標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐過程中，教師要為學(xué)生準(zhǔn)備一些防噪音的耳罩，使其免受噪聲的危害，避免耳膜或聽力受損。各小組學(xué)生需要詳細(xì)記錄噪聲監(jiān)測(cè)時(shí)的真實(shí)情況，將數(shù)據(jù)、圖表整理出來，在課堂上與其他小組分享交流。在開放的問題課堂上，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐后是否增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，并對(duì)學(xué)生素養(yǎng)表現(xiàn)給予評(píng)價(jià)。

三、結(jié)語

綜上所述，問題教學(xué)法在初中物理教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用與遷移實(shí)踐能力，使學(xué)生能關(guān)注問題與物理知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)。教師應(yīng)創(chuàng)新理念，明確問題的各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。教師應(yīng)合理創(chuàng)設(shè)問題情境并設(shè)計(jì)問題支架，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題。在物理課堂上，教師與學(xué)生應(yīng)多向交流，跟進(jìn)學(xué)生解決問題的過程，并從培育學(xué)生創(chuàng)新思維的角度，打造開放的問題課堂。