创设情境分层设置问题驱动

钱毅俊 张飞

[摘   要]结合苏州市十三五重点课题的教学实践、研究，文章通过创设真实情境建构知识，分层设计转化知识，结合情境运用问题驱动内化知识，开展高中物理教学，并基于情境创设和问题驱动的教学思想，设计基于目标的系列情境、问题，帮助学生在深度参与、体验中掌握知识、提高能力。

[关键词]情境;问题;驱动

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）05-0054-02

情境是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能得到发展。

问题驱动教学可以描述为：基于学生已有认知水平和课程标准，在教学过程中围绕学科核心概念、重要规律或者科学探究主题，创设具有学科特色的情境，设计出连贯的、逐级递进的问题序列，以进阶式问题作为学生认知学习中的一个个脚踏垫，搭建一条学习路径，驱动不同层次学生的认知思维向着更高的水平不断进阶。实际教学中，可通过分层设置、问题驱动提高学生的素养。

一、教学现状分析

（一）教师的教学现状分析

1.重知识传递，轻自我加工

学习金字塔理论表明，讲授式教学中由于学生处于听讲的地位，是被动的，两周后学生对学习内容的平均保留率只有5%。主要原因是讲授式教学缺乏学生对知识的自我加工和内化。

2.重结果，轻过程

物理概念讲授的时间占课堂时间的20%，而习题训练所花费的时间却为80%。这种教学模式缩短了学生的认知过程，在加快了教学进度的同时，忽略了学生思维能力的培养。教学过程中以物理概念、知识本位为主，忽略了概念的形成过程及过程的讲解，导致在课程教授中“重结果”的现象非常严重。

（二）学生的学习现状分析

1.懂思路，但不结合实际情境处理问题

在学习过程中，大部分学生能够明白教师讲解的例题，知道解题思路。但是当学生独立面对问题时，往往不能把所学知识、处理问题的思路与实际物理情境相结合。

例如，在高一物理静摩擦力的学习中——静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。看似很好理解，学生一听就明白，但是学生在处理问题时常常只注重运动趋势方向，而忽视了相对性。尤其是在处理传送带问题中如何判断物体受到的静摩擦力方向时，不能结合实际理解相对谁有运动趋势。

2.懂方法，但不能抓住本质独立解题

调查发现，许多学生知道要解决该问题需运用到哪些知识点，可实际操作时发现，想法很多，思路很乱，感觉哪个角度都可下手，抓不住问题的本质，最后在解题中兜圈子，把简单问题复杂化，甚至错误化。

例如，高一物理必修2“生活中的圆周运动”，解题思路——找圆心、定半径、列方程，学生很容易上手分析，但在最后列方程时遇到了困难，受力分析后不知道选择哪个方向进行正交分解。学生没有抓住解决问题的方法实质——牛顿第二定律，分解相关矢量——前两步已明确圆心、半径。

3.懂模块，但不会综合运用

在调查中发现，面对一个复杂的问题学生找不到突破口，不能利用所学知识发现突破口或转化为熟悉的知识、模型去解决，而当教师把问题分解為几个小的知识块，让学生解决时，往往能得到相应的结果。

例如，请实地估测自行车受到的摩擦力。（学生面对此问题束手无策，但换成图1中右图的模型时，学生则很容易理解）

二、教学实效提升策略研究

（一）创设真实情境，在认知冲突中引入课题

物理问题不是简单的现象加问号，而是观察加质疑。学习过程是学生建构自己的知识、经验的过程，通过新旧知识经验的相互作用发展自己的知识经验。引发原有的认知结构的调整和变化，从而建立新的认知结构。这就启示我们：在创设情境时要充分利用学生已有的前科学概念，让学生的前概念在情境中曝光，引发其认知冲突，这样创设的情境才有效。

[教学片段1]《牛顿第一定律》教学中的情境创设

生活情境的再现——超市手推车和风吹树的场景（如图2）。

设计意图：生活经验支持此种理解，由学生的元认知引发思考。

真实实验演示——讲台上推小车

问题设置：为何运动？→为何停止运动？→车经历了哪几个物理过程？

（二）创设实验情境，设置分层问题，有效开展物理教学

1.创设实验情境，驱动问题解决，提高学生实践能力

通过实验情境将学生吸引到问题上来，此时，学生必定会对问题进行主动分析思考，寻求答案。但学生的知识水平和思维能力有限，尤其是对新知识还是一片空白。此时，教师应营造自主探究氛围，为学生提供足够的时间和空间，变传统的被动接受式学习为积极、主动的探索式学习。同时教师应创设一个实践活动环境，促进学生动手实践，培养学生手脑结合的能力，使学生在实践活动中学会新知。

2.创设交流情境，驱动问题剖析，提升学生思维层次

交流中突出学生的主体地位，发挥学生的主观能动性和聪明才智，调动学生的学习积极性，使学生在交际应用中轻松、愉快地学习，在不断地学和用中培养能力。交流中以学生为主体，以反向思维和发散思维为特征，由小组或全班成员围绕特定的论题辩驳问难，各抒己见，互相学习，主动获取知识，由会解答问题上升到能解决问题。

[教学片段2]《牛顿第一定律》理想实验的教学情境创设

想：PPT展示，水平面上运动的物体会停下来，是因为受到摩擦力的缘故，减小摩擦，物体会滑得更远吗？

推：如果没有摩擦力呢？——学生推理

（学生自然会想到，会越滑越远）

问：会不会一直滑下去呢？如何验证你的想法呢？（驱动学生思维，没有摩擦的平面是找不到的，怎么办？转换实验环境，将小球挂起——如图3所示的摆球。）

学生：1.等高;2.针的位置不一样，小球在另一端的位置不一样。

师：是这样吗？眼见未必为实。（学生通过平面作图得到第二幅图（如图4），验证所观察到的现象）

投影第三幅图（取学生处理的图，用白纸把摆线遮拦）如图5，让学生去想象、推理。学生在已有认知和书本图像的暗示下，自然会想到轨道。

演示：小球沿轨道下滑（伽利略理想实验演示装置）。

现象——不同高度实验，学生描述现象。

原因——学生交流分析。

推理——学生交流回答，得出结论。

（三）分层设置问题驱动，回眸体验情境

知识体系的构建来自于学生的体验，体验是学生学习的权利。教师通过问题引导教学，要给学生充分思考、体验的时间和空间。学生没有体验，就发现不了问题，解决问题的能力更无从谈起，更谈不上深度学习。

[教学片段3]《探究力、质量、加速度的关系》

在实验设计环节中，需要解决两个问题：第一，拉力就是合外力吗？第二，如何提供恒定的拉力并测得其值？这里可以通过回忆实验情境、设置问题链的方式展开讨论并完善实验方案。

问题1：为了研究简单，想用弹簧秤的拉力作为合外力，如何“消除”摩擦力？

问题2：如果没有条件减小摩擦力，有没有办法“平衡”摩擦力？如何“平衡”？

问题3：如何判断滑块做匀速直线运动？

问题4：用弹簧秤拖动长木板上的滑块使其做匀加速运动，弹簧秤的读数稳定吗？

问题5：能否用一个恒定不变的力来替代弹簧秤？如何测定拉力？

问题6：小车做加速运动时悬挂的沙桶和沙的重力等于运动小车的拉力吗？

让学生在体验中发现问题、提出问题、不断完善问题的解决方案，才能真正理解本实验中的两个关键点：为什么要平衡摩擦力及如何平衡？为什么要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量？当把理论知识与实验情境相结合，对实验进行了很好地剖析和加工时，学生才能深刻地理解原理、掌握知識。

物理因情境而丰富，习题因情境而复杂，让知识通过丰富的情境呈现，分层创设蕴含深层问题的物理情况，揭示物理问题的根源。通过对真实情境的创设、分析、探讨，去掉情境的外衣，勾画解决问题的模型，可让学生在情境中建构知识、转化知识，实现从生活走向物理，把知识、方法转化为内在的素养。

[   参   考   文   献   ]

沈志斌.中学物理教学问题探讨[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2015.

（责任编辑 易志毅）