例谈在中学物理课堂中培养学生的问题意识——以“自感”教学片段为例

杨清源

（北京市八一学校，北京 100080）

例谈在中学物理课堂中培养学生的问题意识
——以“自感”教学片段为例

杨清源

（北京市八一学校，北京 100080）

在高中物理核心素养的表述中明确要求培养学生的问题意识，本文分析了培养学生问题意识与提问能力的意义，提出了培养学生问题意识和提问能力的基本程序，并以高中物理“自感”一课的3个教学片段为例，分析了培养学生问题意识与提问能力的具体策略.

培养；问题意识；自感

学问学问，不仅要“学”，还要会“问”，只学不问，不是学问.我国传统的学习理论很注重对学生问题意识的启发和培养，比如孔子认为“疑是思之始，学之端”，要求自己和学生“每事问”“不耻下问”；宋代张载认为“学则须疑”，“于不疑处有疑，方是进矣”；韩愈在《师说》中指出“师者，所以传道、授业、解惑也”，其中“惑”即为学生的问题……培养学生的问题意识和提问能力历来受到教育家的关注和提倡.

在2003年版《普通高中物理课程标准》中对科学探究及物理实验能力的基本要求为“能发现与物理学有关的问题；从物理学的角度较明确地表述这些问题；认识发现问题和提出问题的意义”；［1］正在修订的《普通高中物理课程标准》（征求意见稿）提出了物理核心素养，其中指出“具有科学探究意识，能在不同情境中提出可探究的物理问题，合理猜测和假设，具有发现问题、提出问题的能力”.由此可见，培养学生的问题意识和提问能力，已经从国家层面提出了具体要求.科学探究也是源于问题，培养学生的问题意识成为当下中小学教师的最重要的任务之一.

1 培养学生问题意识的策略

一方面，教师应该通过事例和史实让学生认识到“发现问题和提出问题的意义”，增强学生提出问题的主人翁意识.

纵观物理学史，有很多经典的发现都源于敏锐的观察和思考，源于问题与质疑.奥斯特之所以提出电流的磁效应，是因为他发现了通电导线旁边的磁针发生了“异动”；开普勒之所以提出行星运动的轨迹是椭圆，是因为他发现了如果用匀速圆周运动模型来计算行星运动，其结果与第谷观测数据将有不可容忍的8′误差；在天文研究中之所以提出天王星的外面还存在着一颗新行星（海王星），是因为发现了天王星的实际轨道和计算结果有偏离……通过这些事例和史实，让学生领悟到问题在物理学习和物理探究中的价值和意义，这既有利于发挥学生的主体作用，也有利于激发学生的学习动机.

另一方面，教师在平时的课堂中应该为培养学生的问题意识和提问能力创设条件：营造和谐氛围让学生敢问；创设问题情境让学生想问；指导提问方法让学生会问；培养探究思维让学生善问；采用激励评价让学生乐问.

然而，现在的教学中，通常是教师精心设计问题，或者形成具有较好逻辑关系的问题链条，但这些都是教师提出的问题，学生仅仅是回答问题，这样的课堂难以体现和培养学生的问题意识，也难以激发学生的批判性思维.学生只有在不断地试图提出问题、克服困难努力解决问题的过程中，才能成为教学过程中的主动参与者、知识的积极探求者、丰富情感的体验者，个性品质也能得到锻炼与提高.

针对以上两方面的教学策略，笔者认为，培养学生问题意识和提问能力可以按以下的程序进行：①创设问题情境（自然现象，实验，学史，作业，故事，习题等）→②学生观察、实验、思考→③学生发现问题或者产生疑惑（产生想了解更多东西的内在冲动）→④学生提出问题或提出质疑→⑤对学生提出的问题进行归类与分析→⑥师生共同评价和筛选问题（初步分析与判断），确定研究对象→⑦对相关问题建立物理模型→⑧处理物理模型（运用各种具体方法）→⑨讨论结果与应用.在以上⑤－⑨过程，又可能会发现新的问题，可以循环，螺旋式上升，这基本构成了问题式教学的“学习全过程”.

按照上述流程，我们可以从第①开始，由学生主动参与课堂，突出学生的主体地位.当然，教学过程也不能少了教师的主导作用，比如，在第④环节，教师根据学生提的问题，可以追问“你是怎么想到这个问题的”，第⑥环节中，对于某些超出了当时课堂研究范围的学生问题，教师可以站在更高位进行审视和评价，指出问题的价值，为今后的学习做好铺垫.

2 培养学生问题意识的案例

笔者在平时的物理课堂中，对培养学生的问题意识和提问能力做了一些尝试，下面以高二“自感”一节中的3个教学片段为例，谈谈自己的一点做法与体会.

2.1 教学片段1——创设问题情境，让学生有问题可问教师介绍图1电路的各实验元件后，教师演示实验，并重复3次，提问学生：你看到了什么？你看出了什么？——学生先会描述现象，L1灯马上亮，L2等逐渐亮，最后一样亮.之后，教师鼓励学生提出问题，关于此实验你想了解什么问题？学生发散思维，提出了很多问题，例如，为什么有这个现象？电路各个元件在此电路中分别起什么作用？这个现象有专属名称吗？此现象受哪些因素影响？涉及能量问题吗？灯泡亮度显示的是粗略现象，“微观”过程是怎样的呢（电流图像），能否演示？这个现象有何价值，在哪些方面可以利用，在哪些地方要防止呢？闭合开关时候现象非常明显，断开开关时候为什么没有特殊现象呢？它与其他哪些知识相联系呢……

图1

此教学片段中，教师通过实验，先给出一个学生可以感知的现象（灯泡亮度变化），在此基础上，学生发散思维，提出各种问题，之后教师与学生一起分析问题，筛选出探究的主要问题，即学习内容——探寻现象产生的原因.创设问题的情景的方式有很多，包括自然现象，物理实验，物理学史，生活故事，习题错解等等，我们可以充分利用各种情景的价值，激发学生的问题意识.这个过程，既有提出问题时候的发散思维，又有分析归纳整理问题的逻辑思维，这种探究本源的科学思维，正是我们教学中需要的，也是培养批判性思维的所需.

2.2 教学片段2——肯定学生提问，让学生感受到提问乐趣

学习自感原理后，为解答学生的显示“微观”过程的问题，教师在电路中相应位置分别串接两个同型号的电流传感器A1和A2，如图2所示，再次实验，屏幕显示电流随时间的变化如图3所示，这与学生的预估不同，学生很惊讶，随即提出问题：为什么电流达到稳定值之前，电流都有一个小尖峰呢？自感现象本身就是这样的吗？是误差吗？是传感器过于敏感的正常波动吗？

图2

图3

教师对学生的发现给予充分肯定，肯定学生的质疑精神和敏锐的观察能力.教师重新实验，依然如此，说明不是偶然现象，鼓励学生继续观察、思考和讨论.此时有学生认为，既然两个支路的电流都有电流尖峰，说明与两支路共同点有关，会不会是灯泡影响呢？将灯泡短接，再次实验，发现电流图像中的小尖峰没有了（如图4），重复实验，依然如此，说明该电流的波动是灯泡引起的.进一步分析得知，电流尖峰其实与灯泡的灯丝电阻变化有关，当电灯泡电流增加，灯丝温度瞬间升高很多，导致灯丝电阻变大，从而有引起电流变小的趋势，这与小灯泡的伏安特性曲线的规律是吻合的.

学生能根据现象，发现问题，提出质疑，是多么的了不起！教师再次对提问的学生进行表彰，一方面肯定其发现问题提出问题的意识和能力，另一方面肯定问题的重要性，因为这些问题给大家带来了一次小小的探究，不仅复习了相关的知识，也对通电自感现象也有了更深刻的感性认识，这让提问学生从中感到了提问的幸福与快乐.

对于学生在课堂上提出的某些问题，即使教师当时无法解释，或者与本课堂内容无关，也应给予学生充分肯定，让学生感受到提问的乐趣，也许某些发现或质疑对学生而言是质的飞跃，或许是真问题，在物理学史中有很多伟大发现都是源于这些“小问题”.

2.3 教学片段3——鼓励审视问题，提高学生提问质量

在前述的传感器实验中，笔者是先停止传感器采集数据，后断开电路开关，暂时不显示断电自感电流变化，目的是保留悬念.学习了通电自感相关知识后，教师引导：我们学习完了通电自感，知道了通电自感的相关知识，大家还有什么问题，或者由此联想到什么问题？教师提示学生思考之后提问.学生通过思考，根据逆向思维容易想到还有断电自感！关于断电自感，学生又进一步提出：如何检验？如何设计实验？有什么意义……为解决这些问题，学生设计实验，运用通电自感的知识在头脑中自行勾画断电自感的图像……之后，教师再分别做断电自感灯泡闪亮实验和用传感器显示断电自感电流变化实验，学生以此来检验自己的想法，并对自己的想法进行反思与修正，如图5所示.经过提问前的思考，学生的问题不再是盲目的，而都是些有针对性的问题，学生的问题质量高了，学习效率也自然高了，学生的思维能力也自然而然的得到提升.

图4

图5

演示断电自感实验并学习相关理论后，教师组织全班学生前后手拉手，构成一个M型大串联，再与变压器的一个线圈并联，做了一个“千人震”游戏，如图6.学生兴奋之余，马上有学生想到安全问题，为了保证人的安全，应该在人串联的支路上串联开关，并且先断开此开关，后断开干路开关，之后又有学生提出问题，有没有利用这种现象的呢？其实这就是老式日光灯的原理.

学生的这一系列问题与分析，充分说明学生的思维处于发展状态，通过教师的引导，学生提出问题的质量也越来越高，学生在提问与解决问题的过程中，知识得到建构，思维得到发展，能力得到提升.

3 结束语

高中阶段，教师有必要培育宽松的教学环境，创设一些问题情境，让学生在观察和体验后有所发现和有所联想，进而提出问题或产生质疑，学生在这样宽松的学习氛围中敢于提出问题，善于审视问题，勤于思考问题，精于分析问题，乐于解决问题，从而构成“学习的全过程”和完整的思维链条.在这个“学习的全过程”中，学生的再发现、再创造的能力自然会得到提高.当然，我们可能无法在每一节课中完成前述图表中的各个环节，但只要教师每节课都给予学生提问的可能和机会，让学生主动地探索问题，日积月累，学生的提问意识和提问能力就会逐渐提高，学生的科学思维就会得到发展，学生在这方面的核心素养自然就会得以提升.

图6

1 中华人民共和国教育部.普通高中－物理课程标准［M］.北京：人民教育出版社，2003.

2017－02－23）