优化“课堂问题”促使学生物理思维生成

刘柳如

摘 要：针对在高中以问题驱动法进行物理教学实践过程中出现的低效，无法激起学生思考的兴趣等问题，提出了解决的办法，并通过几个实践案例来说明如何设计问题，如何把设计的问题更好地在课堂上实施，让学生在思考解决问题的过程中掌握物理知识、生成物理思维方法。

关键词：课堂问题;物理思维;实践案例

一、引言

“问”是人的天性，刚会说话的孩童总有提不完的问题，他们天性就会以“问题”为开端来探索世界。他们心中的疑问会驱使他们不断地求知，不断地学习。只要有“问”，他们的学习就会自觉地进行。古人云：“学起于思，思源于疑。”自然科学和社会科学家鲍波尔也说过：“正是问题激发我们去学习、去实践、去观察。”爱因斯坦也说过：“我没有什么特殊的才能，不过是喜欢寻根刨底地追究问题罢了。”所以学习从问题开始，思维从问题开始。要让学生形成科学思维，刨根问底的追问很重要。

物理课堂也应以问题为主线来设计，以问题为核心来规划学习内容，这样就能让学生在思考问题、解决问题的过程中自主建构知识，并逐步形成自己的科学思维方式。

二、问题驱动课堂存在的问题及解决办法

笔者所在学校是生源较差的高中，学生基础普遍不好，所以问题的设计除了要遵循目的性、层次性、适切性、启发性、全面性的原则以外，还要更多地考虑学生的学情。笔者在实践过程中发现有时自己设计的目的性很强，也比较适合大部分学生的问题，提出来后得到的学生回应甚少，有时会冷场。深究其原因，主要存在如下问题：

（1）问题出处比较生硬、枯燥。就知识问问题，没有激起学生的兴趣。

（2）核心问题不够突出，导致学生思维的目的性不强。

（3）核心问题下的过程问题的用词太术语化，语句太长，学生要反复读问题才能知道问什么。

（4）学生对核心问题下的过程问题回答后没有进一步追问或总结提示回归核心问题。

针对这样的情况，笔者所在的科组进行了研课，来解决上述问题。在实践后初步总结了一些解决办法：

（1）把问题情景化。问题的来源可以有很多，但来源于情景的问题，尤其是学生感兴趣的情景，学生思考的积极性会提高。

（2）核心问题突出化。核心问题不能太多，但一定要突出，所以核心问题一般要长时间呈现在课件上或板书在黑板上或印在学案上。

（3）过程问题用语简单化。过程问题与核心问题不同，尽量用短问句，以达到共鸣、激发兴趣、强冲击的效果。

（4）问题递进化。核心问题之间应该有递进的关系，过程问题更应该以追问的形式进行。在学生意犹未尽时及时追问，在学生以为解决了问题而沾沾自喜时加以追问。

（5）及时对问题总结提升。在一串问题后，一定要有总结提升，回归核心问题。

三、实践案例

下面是三节实践课的部分片断，有些在第一次实践时能达到较好的效果，如高三的《带电粒子在等效场中的圆周运动》，有些在第一次实践时效果不好，经过讨论修改后也取得了较好的效果，如高一的《静摩擦力》，高二的《焦耳定律》。

1.案例1：高二《焦耳定律》“电流做功”教学片断

目的：让学生知道用电器中电能可转化为内能和机械能等其他形式的能，而且电能的转化是通过电流做功实现的，从而在复杂的用电器中提炼出电流做功的模型，顺理成章地推导出电流做功的公式。

核心问题：电能的转化是通过什么力做功实现的？

过程：把核心问题融入情景中。首先向学生展示电热水壶，上课前插上电，让它烧水，展示电风扇、充电器。

师：电热水壶消耗了电能，这些电能变成什么能了……电风扇呢？……充电器呢？……

师：在使用过程中都有一个共同特点，电流流过了用电器，电流流过用电器有做功吗？

师：电流就是电荷定向移动，什么力驱使电荷移动？

师：所以电流做功实质上是什么力做功？电场力做功电势能怎样变化？

把核心问题放到具体的用电器情景中，学生的眼球马上被吸引住了。再把核心问题用简单的问题串层层引导，学生通过回答这一连串的问题，就形成了很清晰的思维过程——电场力驱使电荷定向移动、做功，电能转化成其他形式的能，所耗电能就应该等于电场力做的功，从而从各种各样的用电器中抽象出一段导线电流做功的模型。学生初步生成“建模”的物理思维。下面推导电流做功公式就顺理成章了。

2.案例2：高一《静摩擦力》“静摩擦产生条件”教学片断

目的：让学生探索静摩擦力产生的条件以及静摩擦力的方向。

原来的教学设计：

情境：请两个同学握着一根竹竿向两边拉（两位同学的手和竹竿没有相对滑动）

问题1：两个同学拉竹竿时，手和竹竿之间有没有相对滑动？手和竹竿之间有摩擦力吗？是什么摩擦力？

问题2：手和竹竿之间没有滑動，为什么它们之间会有摩擦力？

问题3：两位同学在拉竹竿时，手相对竿的运动趋向哪个方向？手所受的静摩擦力哪个方向？

问题4：你是怎么判断它们的相对运动趋势的？

这几个问题是印在学案上的问题，老师在课堂上口头也是这样提问的，但学生回答的主动性不强，课堂气氛沉闷。上述的4个问题应该是过程问题，上课老师没有把核心问题印在学案上，反而是将一连串的过程问题印在上面，学生的思考方向不明确。问题之间没有递进过渡，比如回答了第一个问题有静摩擦力后马上就问为什么会有摩擦力，学生一下肯定答不上来。课后经过讨论，分析了原因，做了如下调整。在第二个班上的时候效果好了很多。

核心问题：静摩擦力产生的条件是什么？如何判断静摩擦力的方向？

情境：换一根大竹竿（大竹竿更能感受到手与竹竿间的是摩擦力而不是拉力）。一端固定在墙上（比两个同学对拉好控制一点）。一位同学握竹竿用力扯，但保持手掌与竹竿相对静止。

过程：

师：你感受到竹竿对你的手掌有摩擦力吗？

生：有。

师：是静摩擦力还是滑动摩擦力？

生：静摩擦力。

师：为什么你说是静摩擦力而不是滑动摩擦力？

生：手没有滑动。

师：相对谁没有滑动？

生：相对竹竿。

师：如果没有这个摩擦力，你的手会向哪运动？

生：向后。

师：真的吗？请保持这个姿势，听我命令：放手。

众生：笑。

师：同学们，没放手之前，竹竿对他手掌的摩擦力向哪？

众生：向前。

师：没有了这个摩擦力，手掌会向哪边运动，我们就说手掌有一个向哪边运动的趋势。而静摩擦力方向就是与这个趋势相反。（总结回归核心问题）

师：放手了，静摩擦力就没有了，说明两个物体之间要有静摩擦力的前提是两物体间先要有什么力？

生：压力。

师：两物体间有了压力就一定有静摩擦力了吗？如果我用力握竹竿，但不做向后倒的动作，手掌与竹竿间有静摩擦力吗？

生：没有。

师：这说明要有静摩擦力，除了两物体间要有压力，还要有相对运动趋势。而静摩擦力就是与这个相对运动趋势相反。（总结回归核心问题）

通过这一生动的情景和一串短问句，学生自然地生成了“假设”的物理思维方法。

3.案例3：高三《带电粒子在等效场中的圆周运动》

目的：让学生掌握用等效法简单地解决带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题。上课老师对本节课的问题设计是典型的递进追问的设计，课堂效果好，学生掌握到位，初步形成了等效的思维方法。

核心问题1：在重力场中，小球在竖直平面的圆轨道上运动，最高点的受力如何？运动速度怎么求？

核心问题2：在不同方向的匀强电场中，不计重力的带电粒子在圆轨道内运动，等效最高点在哪？在最高点受力如何？速度怎么求？

核心问题3：在考虑重力的情况下，在不同方向的匀强电场中，带电粒子在圆轨道内运动，等效最高点在哪？在最高点受力如何？速度怎么求？

围绕这三个核心问题，老师设计了层层递进的情境，一步步地引导学生运用等效的思维方法解决问题。

情境1：重力场中小球在竖直光滑圆轨道内运动。

情境2：竖直向下的电场中，带电粒子在竖直光滑圆轨道内运动，若恰能过最高点，则带电粒子在最高点受力如何？速度为多少？

变式1：电场改为水平向右，等效“最高点”在哪？若恰能做圆周运动，在“最高点”的速度多大？

变式2：电场改为竖直向上，等效“最高点”在哪？若在“最高点”时对轨道的压力等于电场力，那么在“最低点”时对轨道的压力多大？

情境3：竖直向下的匀强电场中，带电小球（考虑重力）在竖直光滑圆轨道内运动，若恰好通过最高点，则带电小球在最高点受力如何？速度如何？在最低点时速度如何？

变式1：把电场换成竖直向上，若mg>qE时。

变式2：把电场换成竖直向上，若mg

情境4：水平向右的匀强电场中，电场强度为，质量为m的带电小球在竖直光滑圆轨道内运动，若恰能做完整的圆周运动，“最高点”在哪？速度多少？通过“最低点”速度为多少？

最后是一道综合训练题。

通过这样增加或改变条件，递进追问，学生的思维一步一步深入，最后从综合训练题的完成情况可知，学生已初步掌握了这种等效的思维方法，解题效率得到提高。

四、反思與启示

在刚应用问题驱动教学法的时候，经常会走入一个把问题泛化的误区，教师一味追求以问题的形式进行课堂教学，生怕问题问得不够多，结果设计的问题多起来后连最核心的问题都丢弃了。所以在设计了很多问题后我们也要懂得如何舍弃一些无效的、低效的问题，让问题真正成为学生物理思维生成的催化剂。还有，我们教师一般是自己设计问题，如果能设计一些情境让学生自主生成问题，将更能促成学生物理思维的形成。

参考文献：

高秀丽.“问题驱动教学法”在高中物理教学中的实践与思考[J].物理教学探讨，2014（11）：6.