巧用問題鏈提升高中物理教學效果的策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2025）18-0068-03

高中物理與生活密切相關，因此，提升高中物理教學效果，培養(yǎng)學生的問題解決能力至關重要.“圓周運動”作為力學的重要組成部分，以其獨特的運動形式和豐富的物理內涵，為學生提供了深入理解力與運動關系的寶貴機會，但其相關概念比較抽象，涉及的計算比較復雜，給學生的學習造成一定困難.問題鏈是一系列精心設計、相互關聯(lián)、層層遞進的問題集合，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，引導他們從已知出發(fā)，逐步深入未知領域，還能夠在解決問題的過程中，鍛煉學生的邏輯思維能力和問題解決能力，將問題鏈應用于高中物理教學對促進學生概念建構與思維發(fā)展具有重要意義.

1高中物理問題鏈設計的要點

1. 1 堅持學科立場，明確學習目標

問題鏈的設計應始終圍繞高中物理學科的核心內容和教學目標展開.教師需要清晰把握課程標準的要求，明確每一節(jié)課或每一個教學單元的學習目標，確保問題鏈能夠緊密圍繞教學目標設計，提高問題鏈的針對性和有效性.

1.2創(chuàng)設問題情境，培養(yǎng)問題意識

問題情境是激發(fā)學生思考和興趣的重要手段.在設計問題鏈時，教師應注重創(chuàng)設貼近學生生活實際或具有趣味性的物理情境，讓學生在解決具體問題的過程中感受物理的魅力和價值，并將抽象的物理知識與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，進而在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程中逐漸增強問題意識和探究精神.

1.3 注重內在邏輯，設問應有深度

問題鏈中的每個問題都應承載特定的教學任務，或引導學生回顧已知，為新知識的學習鋪設基石；或激發(fā)學生思考，促使他們運用多學科的知識與方法綜合分析問題；或幫助學生揭示物理現(xiàn)象背后的深層邏輯，從而保證問題鏈的邏輯性和連貫性1.此外，教師應注重問題的開放性與啟發(fā)性，避免使用過于封閉或絕對化的表述方式，以激發(fā)學生的探索欲與創(chuàng)造力.

1.4設計形式多樣，追求功能各異

不同形式的問題可為學生提供多樣化的學習體驗，并滿足不同學習風格和能力水平學生的需求，既能有效激發(fā)學生好奇心與探索欲，又能促使他們從不同角度、不同層面去審視和理解物理知識[2].同時，教師應注重問題的功能性，盡可能使不同類型的問題承載不同的教學功能，并將這些問題穿插組成問題鏈，這有利于學生從低到高、從表層到深層、從簡單到復雜的思維發(fā)展，最終形成高效課堂.

2 巧用問題鏈提升高中物理教學效果的策略

2.1 設置引入問題鏈，強化整體感知

對于有難度的教學內容，教師的首要任務是激發(fā)學生的好奇心和探索欲，使學生快速進人學習狀態(tài)并對知識產生整體感知.引入問題鏈是開啟學生思維大門的鑰匙，通常以生活中的常見現(xiàn)象為載體，能夠迅速吸引學生的注意力，從而為后續(xù)深人學習鋪設基石[3].因此，教師在物理課程開始時，應精心構思引入問題鏈，使學生在好奇心的驅動下主動投人學習.

以魯科版高中物理必修第二冊第3章“圓周運動”為例（下文均以此版本此章節(jié)為例），教師應設計以下引入問題鏈.

問題1：請描述一個你在生活中看到的物體做圓周運動的例子.

問題2：你認為描述一個物體做圓周運動需要以下哪些要素（旋轉中心、旋轉方向、旋轉角度、圓周半徑、圓周角速度）.

問題3：物體的大小和形狀對它做圓周運動有影響嗎？請舉例說明.

問題4：當我們乘坐摩天輪時，為什么感覺到的是平穩(wěn)地上升而不是在做圓周運動？

問題5：如果我們將一個做圓周運動的物體簡化為一個點，那么在什么情況下這種簡化是合理的？

在上述問題鏈中，生活中的圓周運動現(xiàn)象對學生來說既親切又有熟悉感.學生可以從旋轉的風扇葉片、旋轉木馬、陀螺等現(xiàn)象出發(fā)，初步意識到描述圓周運動所需的要素，再通過層層遞進的問題，突出“簡化物體為質點\"這一概念的重要性.很明顯，問題5是整個問題鏈的核心，但是如果沒有前面四個引入問題作為鋪墊，學生直接將現(xiàn)實物體簡化為“點”的概念會顯得突兀且缺乏過渡.通過這樣的引入問題鏈，學生能夠自然過渡到圓周運動的正式學習之中.

2.2 設置遞進問題鏈，深度發(fā)展思維

遞進問題鏈是指按照一定的邏輯順序，從簡單到復雜、從基礎到深入提出一系列相關聯(lián)的問題，有利于學生循序漸進地掌握知識點，進而在復雜場景的知識應用中逐漸提升思維水平.在“圓周運動”的教學中，為了發(fā)展學生的思維，教師應遵循以下思路設置遞進問題鏈：首先，從圓周運動的含義和特點等基礎概念入手，引導學生理解基本原理，幫助學生建立對圓周運動的基本認知，為后續(xù)更深層次的學習奠定基礎[4].其次，教師應該深化問題層次，引導學生探討速度、角速度和周期等物理量之間的關系以及相互作用，以便讓學生更深入地了解各個物理量之間的聯(lián)系，從而更好地把握圓周運動的本質.再次，教師應該進一步擴展問題的范圍，如讓學生探討“一個物體在水平面上做勻速圓周運動時受到的向心力，以及改變物體質量或者運動速度時向心力產生的變化”，促使學生將抽象概念與具體的物理現(xiàn)象相結合，加深對向心力的理解.最后，教師應該設置綜合性問題，如分析“摩天輪上的乘客所感受到的向心加速度，以及空氣阻力影響下的真實圓周運動”，使學生在不斷思考中逐漸掌握更加深入的知識，并同步提升思維能力.

2.3 設置彈性問題鏈，強化自主創(chuàng)造

在面對復雜多變的學習任務時，具備創(chuàng)造性思維的學生更容易發(fā)現(xiàn)新的解決方案，并能夠更好地適應未來的挑戰(zhàn).彈性問題鏈是教學過程中教師根據(jù)學生的實際情況和需求所設計的靈活性和開放性問題.在彈性問題鏈下，學生可以在一定程度上自由發(fā)揮，提出自己獨特的見解，從而逐漸提升主動性和創(chuàng)造性.在“圓周運動”教學中，教師應設計如下問題.

問題1：在日常生活中，哪些現(xiàn)象可以視為圓周運動的例子？請列舉至少三個例子，并嘗試用物理語言描述這些運動的特點.

問題2：如果要設計一個模擬圓周運動的實驗裝置，請你描述這個裝置應該如何構造？需要哪些材料？

問題3：請設想物體正在做非勻速圓周運動的情境，嘗試描述這個物體的速度、加速度以及受力情況，并解釋其速度發(fā)生變化的原因.

上述問題給予了學生較大的思維空間.問題1中，學生可以通過觀察周圍環(huán)境中的旋轉門、旋轉木馬等常見物體，體驗和描述圓周運動；問題2要求學生發(fā)揮創(chuàng)意，設計實驗方案；問題3鼓勵學生在虛構的情境中應用所學知識，解釋復雜的物理現(xiàn)象，從而加深對非勻速圓周運動的理解.

2.4設置遷移問題鏈，促進知識遷移

遷移問題鏈是指能夠引導學生將已掌握的知識、技能或方法應用于新的情境或問題中的一系列問題的集合.在物理學科中，盡管物理現(xiàn)象紛繁復雜，但其背后的物理規(guī)律卻具有普適性和簡潔性.當學生能夠基于某一物理定理或定律，自主構建邏輯推理模型，并在現(xiàn)實中找到解決問題的新方法時，便實現(xiàn)了知識的有效遷移，達到了深度學習的層次.例如，在“圓周運動”的教學中，教師應設計以下遷移問題鏈.

問題1：請用自己的話描述什么是向心力，并給出一個日常生活中的例子來說明向心力的作用.

問題2：當一個物體繞固定軸做勻速圓周運動時，如何確定它所受向心力的大?。?/p>

問題3：實驗中常用哪些方法來測量向心力？

問題4：除了實驗室常用的測量方法外，還有哪些方法可以間接測量一個物體在圓周運動中所受的向心力？

在上述遷移問題鏈中，問題1從“圓周運動”的核心概念出發(fā)，讓學生用自己理解的語言來闡述基本的物理規(guī)律；問題2則遷移到這一規(guī)律的具體表現(xiàn)層面，即如何計算向心力；問題3遷移到驗證這一規(guī)律的實驗手段層面；問題4是整個遷移問題鏈的核心，要求學生基于問題1中提到的向心力概念，設計出新的測量方法.

2.5 設置探究問題鏈，強化問題解決

探究問題鏈是發(fā)掘物理現(xiàn)象本質、歸納物理規(guī)律的有效手段，能夠促使學生從物理現(xiàn)象、概念、定理等淺層學習過渡到深度學習.由此可見，探究問題鏈具有意義建構功能，能夠促使學生在探究過程中不斷補充舊知識體系，形成新的知識體系，從而利用新的知識結構順利解決問題.例如，在“圓周運動”的教學中，教師應設計如下探究問題鏈.

問題1：在勻速圓周運動中，物體的線速度方向是否始終沿軌跡的切線方向？為什么？

問題2：向心力的方向與物體運動的方向有何關系？它是如何影響物體的運動軌跡的？

問題3：如果將一個小球系在繩子的一端，然后在水平面內讓它做圓周運動，繩子上的張力與向心力之間是否存在直接關系？如果繩子突然斷裂，小球會如何運動？

問題4：排除所有理想化假設，考慮空氣阻力等因素，物體在實際的圓周運動中是否仍然保持勻速？如果考慮這些因素，物體的速度會發(fā)生怎樣的變化？

問題5：假設現(xiàn)在有一個質量為 m 的小球，用一根長度為 L 的輕繩連接，使其在豎直平面內做完整的圓周運動.為了保證小球在最高點不脫離軌道，需要滿足哪些條件？請設計一個實驗來驗證你的理論.

從上述探究問題鏈來看，問題5是整個問題鏈的核心，但其根本價值并不在于實驗設計的精確性，而在于引導學生通過探究過程，認識到圓周運動中涉及的各種力的作用及其相互關系，從而消除物理學中絕對理想化的狀態(tài)，這也是探究問題鏈的價值所在.

3 結束語

綜上所述，問題鏈的設計與實施不僅有助于激發(fā)學生的學習興趣，而且還能有效促進其思維能力的發(fā)展和知識的遷移應用.通過合理設置引入、遞進、彈性、遷移及探究問題鏈，教師能夠更好地引導學生掌握圓周運動的相關知識，從而提高高中物理教學質量.

參考文獻：

[1］馬海霞.高中物理教學中巧用“問題鏈”激活課堂的研究[J].甘肅教育研究，2024（09）：71-73.

[2]汪少宇.高中物理力學教學中使用問題鏈教學的策略[J].中學物理教學參考，2024，53（11）：50 -52.

[3］楊發(fā)茂.高中物理問題鏈設計策略研究[J].教育觀察，2024，13（08）：92-95.

[4］楊鳳樓.促進高中物理深度學習的“問題鏈”策略研究[J].物理教師，2021，42（06）：34-37.

[責任編輯：李 璟]