“问题?探究?建构”教学模式的实践与思考

曾长兴

《普通高中物理课程标准（实验）》指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实践、勤于思考.建构主义认为：“学习不应该被看成是对于教师授予知识的被动接受，而是学习者以自身已有的知识和经验为基础主动的建构活动”.培养学生学习物理的兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，是我们教学实践的重点和难点.“问题·探究·建构”教学模式充分发挥学生的主体作用，激发学生对物理的学习兴趣和学习热情，对提高学生的探究能力，促进学生进行创造性地学习具有极大的意义.

1 “问题·探究·建构”教学模式的基本结构

“问题·探究·建构”教学模式，就是在新课标以人为本的教学理念和建构主义理论的指导下，教师围绕教学目的、重点难点，创建一个学生熟悉的“问题”情境，引导学生在“探究”中自主、合作学习，帮助学生“建构”起有意义的知识，促进学生的认知、技能、情感全面发展的一种教学模式.该教学模式根据学生已有的知识或经验，将物理知识转化为物理问题，将物理问题融合到具体的情境之中，师生双方围绕问题进行多元、多角度、多层次的探究和建构.

“问题·探究·建构”教学模式的教学程序：问题→探究→建构.“问题”是指学生在日常生活、学习中发现并提出有价值的科学问题或由老师创设的问题情景；“探究”是指学生对自己或教师提出的问题进行主动的自学、探讨、交流；“建构”是指学生在探究过程中感受、理解、掌握物理知识的本质，形成物理模型以解决现实问题.

“问题·探究·建构”教学模式的教学目标：让学生在熟悉的问题情境中发现和提出问题，并能在新的问题情景中寻求解决问题的方法，让学生在问题解决的过程中养成自觉的学习态度和自主学习的习惯，最终形成合理的认知结构和完善的能力结构.

2 “问题·探究·建构”教学案例分析

“向心力”一节是高中物理粤教版必修二第二章第2节内容，该节内容的重点是如何帮助学生构建向心力的概念以及探究向心力的大小，难点是运用向心力知识解释有关现象，解决实际问题.现用“问题·探究·建构”教学模式实施课堂教学，教学过程设计如下：创设情境，激起思维→自主探究，引出问题→体验感悟，构建新知→诱导发现，实验探究→拓展提高，建构模型.

2.1 创设情境，激起思维

亚里士多德说过“思维自疑问和惊奇开始.”在教学过程中，教师紧扣教学内容，借助实验和多媒体创设情境、设置悬念，有效地调动了学生的求知欲，把学生引入知识的海洋.

情境1 教师手持开口水杯演示“水流星实验”， 如图1所示，提问：能否做到让水杯口朝下而水不流出呢？

情境2 教师播放一段“双人花样滑冰”片段，如图2所示，提问：女运动员为什么不沿直线飞出去而沿着一个圆周运动？

围绕本节课的教学目的、重点难点，教师分别利用实验和视频，从生活实际创设问题情境，培养学生把生活与物理联系在一起的习惯，“水流星”演示实验现象使学生产生悬念，激发好奇心和探究欲望，“双人花样滑冰”让学生获得情感体验，增强民族自豪感.

2.2 自主探究，引出问题

物理学是一门自然科学，研究的是我们身边的一些事物，让学生利用身边的物体设计小实验，更能激发学生的学习兴趣.在上述情境下，教师没有马上得出向心力的概念，而是先抛出以下问题：

问题1 要使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，可以怎么做？

问题2 小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动受到哪些力？是什么力使小球做匀速圆周运动？这个力有什么特点？

通过自主探究，学生在观察、体验、感悟中思考小球做匀速圆周运动受到的合外力是哪个？这个力起到什么作用？这些问题将学生带入实验探究的物理情况中，为更深入地开展思维和探究活动提供基础和动力.学生分小组进行小球做匀速圆周运动的简易实验，然后小组交流，展示自己的实验成果，如图3所示.

2.3 体验感悟，构建新知

教师在学生发现问题后，并没有立即给出向心力的概念，而是向学生展示如图4所示的自制“向心力演示仪”，引导学生体验、探究：

探究1 如何用1个乒乓球提起一个盛有水的矿泉水瓶？

探究2 改变乒乓球的质量、转动半径、转速，讨论影响向心力大小的因素有哪些？

归纳总结：（1）向心力的方向时刻指向圆心；（2）向心力不是某一具体的力，其实是圆周运动的合外力；（3）向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小.

教师通过情境、问题、探究，顺利而自然地让学生经历了向心力概念的建构，让学生深刻地理解向心力的概念.同时，学生在体验的过程中感悟到影响向心力大小的因素，更重要的是培养了学生的提问意识和探究能力.

2.4 诱导发现，实验探究

上述实验，只能定性地得出影响向心力大小的因素，为了进一步定量地探究向心力的大小F与物质的质量m、转动的角速度ω、转动半径r的关系，教师展示“向心力演示器”如图5所示，通过视频让学生掌握仪器是如何工作的，最后让学生四人一组定量验证，并最终得到F=mω2R或F=mv2R.

学生亲历实验验证的过程，体验成功的乐趣，提高了学生的动手能力，激发了学生的学习兴趣，也培养了学生养成严谨、细致、耐心的实验素养和团结协作的团队精神.

2.5 拓展提高，建构模型

向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力，这在教学中是个难点，但同时也为物理模型的建立提供了生动的素材.为强化和检测学生对向心力的掌握情况，教师设计如下问题：

问题1 行车拐弯、老鹰在天空盘旋、小钢球在碗中沿碗壁作圆周运动时，其向心力有什么特点？

问题2 “水流星”和“双人花样滑冰”的运动有何区别？

教师引导学生对自行车拐弯、老鹰在天空盘旋、小钢球在碗中沿碗壁作圆周运动进行受力分析，再将上述“实物”去伪存真化为质点，最后引出圆锥摆这个物理模型，让学生感受一次物理模型的建立方法；通过分析“水流星”和“双人花样滑冰”的运动，帮助学生构建竖直平面和水平面内的圆周运动模型.这样的教学，解决问题的过程是由学生自主感悟和建构的，而不是由教师“塞”给他的，学生不但巩固所学知识，而且能够构建物理模型，解决实际问题.

3 基于“问题·探究·建构”教学模式的思考

3.1 教学反思

本节课应用“问题·探究·建构”课堂教学模式，通过一系列的问题，让学生逐渐感悟、探究、建构向心力的概念.教学设计跟新课程的教学理念“从生活走向物理，从物理走向社会”相一致，让同学感受到物理就在我们身边，进一步激发了学生学习物理的兴趣.

纵观整个教学过程，笔者觉得本节课的成功之处在以下几个方面.首先，教师注重问题引导和实验探究，让学生在已有经验的基础上构建知识，教学过程符合学生的认知规律.在上课过程中，笔者每提出一个问题，都会给学生引导、讲解并给学生留出一定的思考时间，这充分体现了学生的主体性.其次，学习过程注重创设物理情境、充分挖掘生活物品进行实验，使学生感到科学就在身边，视频、微课、投影仪等仪器的使用更让学生对科学产生亲近感.比如，绳拉小球转动、乒乓球提矿泉水瓶、向心力演示器都让学生产生极大的兴趣.再次，注重师生交流、生生互动.在课堂中，学生实验探究活动多，探究时间长，充分实现了学生的主动学习、合作学习和探究学习.

3.2 “问题·探究·建构”教学模式的优势

要想获得有意义的知识，应该让学生置身问题情境中对知识进行主动性建构，提示真实的生活情境在学习中的内在意义，以促进知识的迁移.“问题·探究·建构”教学模式的精髓是教师引导学生置身于精心设计的问题情境中自主探究和知识建构，该教学模式充分发挥了学生是学习的主人的特点.显然，它与传统的讲授、演示等教学方法相比，是一种更积极的学习方式.它不但能有效地培养学生的发散思维，而且提供给学生充分的动手实践、自主学习的机会，能大大激发学生的好奇心与求知欲，并使学生在深入理解科学知识的同时，提高了实践能力和创新精神.

3.3 采用“问题·探究·建构”教学模式应注意的问题

（1）注意实效性原则.教学模式只是一种重要的教育科学研究方法，由于教学建模过程中是针对具体的实际问题进行归纳、总结、概括和抽象，所以任何一种教学模式都有它的局限性.因此，在教学实施过程中，教师应根据学生的实际情况和学科知识的特点，有意识地将这种教学模式结合具体的教学内容转化为不同的教学方法加以应用，并在应用中进一步总结、调整，从而使教学模式不断地完善.

（2）坚持以教导学.解决课堂教学有效性问题的关键在于，既要真正提升学生的主体性，又要努力发挥好教师的引领作用.教学中，教师应充分发挥角色的主导性，导趣、导思和导行相结合，让自己成为问题情境的创设者、学生兴趣的激发者，学生建构知识意义的促进者、学生良好情操和健全人格的培育者.

（3）注重问题设计.首先，问题设计应具有情境性，融有情境的问题更能引发学生的思考；其次，问题设计应具有针对性，教师要根据学生已有的知识水平和教学内容，紧扣学生学习主题设计问题；第三，问题应具有启发性，符合学生的“最近发展区”，让学生“跳一跳摘到桃子”；第四，问题应具有新异性，要有思维含量，要能激发学生的兴趣，要能提高学生的能力，要能在学生心里造成一种悬而未决但又必须解决的求知状态，从而培养学生的问题意识.