浅谈高中物理科学探究问题情境创设的途径

摘 要：科学探究既是物理课程的目标，又是物理课程的重要内容，更是物理学科的核心素养之一。科学探究始于发现问题和提出问题，没有问题就没有探究。问题来自情境，因此在科学探究中如何创设问题情境至关重要。

关键词：高中物理;科学探究;创设问题情境

一、 科学探究问题情境创设的意义

我国《普通高中物理课程标准（实验）》将“科学探究”列入“课程目标”、“内容标准”和“实施建议”之中。“科学探究”既是物理课程的目标，又是物理课程的重要内容，更是物理学科的核心素养之一。科学探究始于发现问题和提出问题，没有问题就没有探究。而问题来自情境，创设好的问题情境既能使学生在想办法解决问题的过程中产生新的问题，又能激发学生对学习物理的兴趣、同时对学生思维的开发及学生问题意识的培养都有好处。所以问题情境的创设在科学探究中起着非常重要的作用。所谓问题情境是指学生接触的学习内容与自己原来的认识不平衡或产生冲突，从而唤起他们对解决问题的追求，并产生积极的探究欲望，进而促使他们更主动投入学习的心理状态。那么创设问题情境的途径有哪些呢？笔者根据多年的教学经验总结了以下几点肤浅认识。

二、 科学探究问题情境创设的途径

（一）利用学生已有的日常生活经验创设问题情境

高中物理的很多知识来源于日常生活，高中学生已具备一定知识和生活经验，有些学过的知识和生活经验对新知识的学习是谐进的，而有一些学过的知识和经验与即将要学习的知识是冲突的，教师要在了解学生已有的知识经验的基础上，找好物理知识与生活经验的结合点，创设问题情境进行科学探究，更好地激发学生的好奇心和兴趣，点燃学生思维的火花，提升学生探究学习的热情。

例如，在探究静摩擦力方向时，一个木块放在水平传送带上随传送带一起向右作匀速、加速、减速运动，此时，如果分析静摩擦力方向，那么学生是很难理解的。这时可引导学生创设如下熟悉情景：木块随水平传送带上向右匀速，就像你坐在匀速向右行驶的汽车上，你相对车有向左或向右倾的趋势吗？如果汽车突然向右加速或突然刹车向右减速情况又如何？通过创设这样学生熟悉的问题情境，学生思维被激活，从已有的经验很容易分析出静摩擦力的方向。

又如，在探究《闭合电路欧姆定律》规律教学中，新课引入设计如图1所示的演示实验。教师先闭合开关S、S3和S4，电动机正常转动，灯L3发光，同时在黑板上记下电压表的示数。接着师问：当我再依次闭合S2、S1时，L3、L3和L2灯的亮度怎样变化？电压表示数呢？电动机还会正常工作吗？生答：灯亮度不改变，电压表示数不变，电动机照样正常工作（我们初中老师讲了很多遍的，一般错不了）。师问：真的像你们所说的一样吗？此时老师请一位同学上讲台协助老师记录，老师先闭合S2，结果出乎学生的意料，L3变暗，电压表示数变小，电动机转速变慢，当闭合S1时，L3、L2变暗，电压表示数又变小，电动机竟然不转了。学生看到此很震惊。师问：灯变暗、电压表示数变小及电动机转速变慢最后不转说明它们两端电压变小，那谁偷了它们两端的电压呢？这与学生已有的知识及日常生活经验相互矛盾，因此会促使学生大脑积极思考：是谁偷了它们两端的电压？

（二）利用实验来创设问题情境

物理是一门以实验为基础的学科，物理实验有直观性、真实性、趣味性，对学生有非常大的吸引力，容易激发学生学习物理的兴趣和求知欲，因此，物理教师应充分发挥实验的作用，利用实验创设与探究内容相关的问题情境。

例如，在“探究感应电流产生的条件”教学前，师问：请学生思考假如给你导线和发光二极管组成的闭合线圈，把它放在电磁炉面板上，发光二极管能发光吗？生答：不能。师问：如果给电磁炉通电呢？学生很好奇到底能不能发光？接着教师演示过程，发光二极管还真的发光了。师问：发光二极管为什么能发光呢？生答：有电流通过发光二极管。师问：线圈中的电流是如何产生的呢？此时，学生浓厚的探究兴趣和强烈的学习动机就被调动起来了。

又如，在探究“摩擦力”新课引入教学中，教师手里拿着一根木棒，引导学生想象一下：让一位力气相对大的男同学与一位力气相对小的女同学单手握住木棒争抢，谁抢到木棒谁胜，同学们猜想一下，谁可以抢到木棒获得胜利呢？学生们依据自己积累的日常生活经验答：肯定男同学获胜啦。师问：为什么？生答：男同学力气大。师问：力气大就一定可以抢到木棒取得胜利吗？接着教师让一男一女两位同学上讲台完成小实验，老师在课前把油抹在棒的一端，让一个力气相对大男同学握住这端，让一个力气相对小的女同学握没抹油的一端。两人争夺，结果女同学轻松获胜，同学们大笑后疑惑。这时教师应不失时机提出下列问题：（1）男同学为什么会输呢？（2）这根木棒是不是一根“魔棒”？在前面二个问题分析完后，继续提出问题：（3）决定胜负除了本身力气大小之外，还跟什么有关？（4）哪个同学受到的摩擦力大呢？（5）摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？

（三）通过新旧知识的联系创设问题情境

通过“新旧知识的结合点”创设问题情境往往最能够激发学生的学习兴趣，促进学生思维的发展。

例如，在功的一般计算公式推导与理解时，教师创设以下问题情境：（1）如图2所示，人用水平力F推箱子在水平面上勻速前进了s，力F做的功是多少？（2）如图3所示，人用竖直向上的力F提着箱子在水平面上前进了s，力F做了多少功？（3）前面的表述中有“在水平面上前进了s”，高中学习位移后我们可以如何表述？（4）如图4所示，箱子在斜向上恒力F（与水平面夹角为任意夹角θ）作用力，位移为L，你能推导功的表达式吗？（5）是否还有不同的推导方式？（6）如图5所示，箱子在水平路面位移为L，阻力f做的功又是多少？

又如，在探究“牛顿第三定律”规律时，教师可创设以下问题情境：甲乙两位同学进行拔河比赛，按照作用力与反作用力的原理，甲受到的作用力与乙受到的反作用力大小相等，甲乙不会分出胜负，实际情况总有一方会最后获得胜利，影响胜负的因素是什么？比赛结果是否违背牛顿第三定律呢？通过这种联系新旧知识联系来创设情境的方式，能够不断完善学生的认知结构。

（四）利用对自然现象的观察创设问题情境

自然现象中包含丰富的物理知识。作为教师要引导学生观察自然现象并从这些现象中创设探究问题情境。看到阳光下的肥皂泡五颜六色引发学生思考：阳光下吹出的肥皂泡为什么会呈现出五颜六色的花纹？看到闪电引发学生思考：雷电是怎样产生的？闪电为什么是弯弯曲曲的？看到天上的云引发学生思考：为什么晴天看到的是白云，阴天看到的是乌云？看到大海引发学生思考：为什么大海每天都会涨潮退潮？通过列举学生熟悉的自然现象以及过程的实例情境对培养学生的问题意识有重要作用。

（五）利用多媒体技术创设问题情境

多媒体在教学中已普遍广泛应用，很多物理知识、物理现象、物理过程等在课堂上不方便演示，这时我们可以通过多媒体辅助教学展示出来，再现物理情景、创设问题情境。

例如，《万有引力定律的应用》有关于地球同步卫星规律探究教学中，摸不着看不到，很少学生亲眼见过地球同步卫星的发射过程及在同步轨道的运行情景，此时教师利用多媒体播放相关视频。接着教师根据地球同步卫星在同步轨道运行视频设计以下问题：（1）地球同步卫星定义是什么？（2）我国的武汉城市的上空有没有地球同步卫星？为什么地球同步卫星一定在赤道正上空？（3）地球同步卫星的运行周期T为多少？（4）如果已知地球半径R，地球同步卫星的轨道高度h为多少？是否为定值？（5）地球同步卫星的运行速率v为多少？是否为定值？（6）综合以上总结出地球同步卫星的运动特点有哪些？一个个问题由浅入深、前后衔接，驱使学生逐步深入思考，积极思考。

总之，问题情境可以激发学生学习兴趣和求知欲，作为教师应根据教学内容结合自己的经验，在核心素养指导下创设合适的问题情境，不断引导学生发现问题、提出问题、解决问题，充分开发学生的思维、潜能，从而为培养学生的创新能力铺垫。

参考文献：

[1]中学物理教材编写组.普通高中课程标准试验教科书物理（选修3-2）[M].济南：山东科学技术出版社，2007.

作者简介：罗腾火生，福建省龙岩市，福建省长汀县河田中学。