问题驱动在高中物理实验教学中的应用

杭周强

摘 要：问题驱动是一种以问题为核心的教学方法。学生的行为是在教师的问题引导下进行的，教师的教和学生的学都集中在问题上。本文在分析问题驱动的概念及意义的基础上，探讨了问题驱动在高中物理实验教学中的应用，旨在培养学生的学科素养。

关键词：问题驱动;高中物理;实验教学

【中图分类号】G【文献标识码】B

【文章编号】1008-1216（2020）06C-0031-02

实验是高中物理教学的重要组成部分，需要精细设计、有序实施。而讲授式、结论式的实验教学方式虽然精细，但都忽视了学生的学习主体作用。《普通高中物理课程标准》（2017版）中提出，要培养学生的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度等核心素养，教师可以采用问题驱动的方式引导学生在实验中发现问题、分析问题并解决问题，从而发展学生的物理核心素养。

一、问题驱动的概念及意义

（一）问题驱动的概念

问题驱动是以问题为动能，推动学生学习的一种教学方式。近年来，许多教师尝试将问题驱动应用到基础教育教学中，发挥其积极的教学价值。物理实验是建立在一个个问题的提出和解决之上的。以问题为驱动的教学模式可以整合实验教学中的各个元素，使实验教学更为系统化、合理化。

（二）问题驱动的意义

问题驱动在高中物理实验教学中的应用具有两方面意义：1.发展学生问题解决能力。问题驱动的核心就是问题。教师可以针对实验流程提出一个又一个的问题，引导学生在解决这些问题的过程中完成实验操作。学生解决问题的能力自然得以发展。2.发展学生主动学习的意识。在问题驱动模式下的高中物理实验教学中，学生的主动性得以发挥。教师提出问题后不再干预太多，学生自己想方设法去解决问题，在解决问题中主动学习，学生探究的意识会逐步得到提升，有利于学科素养的培养。

二、问题驱动在高中物理实验教学中的运用

在高中物理实验教学中应用问题驱动教学策略，关键在于问题和实验过程的融合。下面从三个方面探讨高中物理实验教学中的问题驱动的应用。

（一）实验设计中的问题驱动

在物理实验教学中，许多高中物理教师并不重视实验的总体设计，而是直接将实验方案的细节告知学生。这种教学方法看似效率较高，实质上并不能发展学生真实的实验能力。在以问题驱动为核心的高中物理实验教学中，教师可以使用问题来驱动学生开展实验设计，从而发展学生的实验能力。

比如，在“验证机械能守恒定律”实验教学中，教师可以通过问题驱动的方式引导学生开展实验设计，从而得出理想的实验方案。首先，教师和学生复习机械能守恒定律的推导过程，再据此复习机械能守恒的条件。完成这些环节后，教师问：“这个只是我们通过理论推导所得到的结论，能不能设计实验来验证一下结果呢？”教师要求学生分组讨论，进行实验方案的设计。学生通过分组讨论得出了两种实验方案：一是借助自由落体运动验证;二是使用单摆来验证。第一种是教材中指定的实验方案，第二种则是学生创造性设计出来的拓展实验方案。教师再提出问题：“你们设计的实验方案的具体细节是怎样的？需要使用哪些实验器材？”教师让各个小组的组长来回答。在各组长回答后，教师提供实验器材，让学生按照他们所设计的方案来实验。

在本次实验教学中，避免了直接告知学生实验细节的弊端，让学生自己去设计，突出了学生实验设计的主体性。之后，教师再通过问题驱动学生详述他们设计方案的细节，这样可以将学生所设计的实验方案细化，保证后续实验的可操作性。教师要培养学生的问题意识，以问题引领学生设计实验的过程、环节和步骤。

（二）实验原理中的问题驱动

实验原理是指实验方案所遵循的理论基础。没有实验原理的支撑，学生的实验操作将缺少针对性，无法达到实验的目的。因此，在高中物理实验教学中，教师要让学生深入理解实验原理，做到原理和实验相结合，让实验能“贴着地面”展开，从而培养学生的科学精神和科学态度。

比如，在“伏安法测电阻”的实验教学中，教师可以使用问题驱动来引导学生认识实验原理。在实验前，教师提出问题：“伏安法测电阻的原理是什么？”由于学生在初中已经接触过这个实验，他们会脱口而出：“欧姆定律。”教师进一步提问：“在实验过程中，我们采用了两种电流表的连接方式，有什么不同呢？两种方法会对实验结果造成什么影响？”教师提出问题之后，引发学生热烈讨论。在讨论的过程中，学生发现：电流表的两种接法的最大区别在于对实验结果的影响。外接法使测量值偏小，内接法使测量值偏大。在学生明白内接法和外接法所带来的误差后，教师再提出问题：“那我们如何选择外接法和内接法呢？”教师再给学生讨论的时间。由于学生有了之前分析的经验，很快探究并分析出来如下结果：如果是大电阻采用内接法较好，如果是小电阻则采用外接法较好。至此，学生对本实验的原理已经获得了十分清晰的认知。

可见，在本次实验教学中，教师并不急于将实验原理和盘托出，而是以问题为驱动，引导学生自主探究、分析。学生通过独立思考和分组讨论的方式，分析清楚了实验原理。因为明确了实验原理，学生后续的实验操作在有序推进。可见，问题驱动的教学方式能引导学生厘清实验步骤，为实验过程的开展提供理论支撑。

（三）实验操作中的问题驱动

实验操作是具体实验方案的实施，学生在实验操作中可能会遇到许多问题，解决这些问题是发展学生创新精神和实践能力的关键。许多教师对学生的真正实验过程并没有过多的关注，主要原因是学生在实验操作中遇到的问题多且杂，教师无法对每一名学生的操作进行指导。针对这个问題，教师可以使用问题驱动的方式，引导学生发现实验操作中存在的核心问题，并提出解决核心问题的方法。学生以问题为驱动，结合具体的实验操作环境进行深入且富有创造性的思考，为实验操作寻找最佳方案。

比如，在进行“探究力的合成方法”实验教学时，教师可以采用问题驱动的方式引导学生抓主要问题，推进实验操作。这个实验的原理比较简单，实验步骤也相对较少，但是，在操作中需要注意的问题却相当多。在实验初，教师可以提出这样两个主要问题：“使用两个弹簧秤拉橡皮筋的时候，需要记录哪些信息？使用一个弹簧秤拉橡皮筋的时候，需要记录哪些信息？”在学生实际操作了一段时间后，教师再提出核心问题：“两个弹簧秤拉力的夹角是不是必须选择特殊角？”在学生完成实验操作后，教师进一步提出启发性问题：“你们在白纸上已经记录了许多数据，采用什么方法才可以探究出力的合成的方法呢？”在学生采用力的图示将实验中的三个力图示之时，教师继续追问：“怎样才能找出这三个力之间的关系？”从而引导学生一步步明晰操作要领，发展实验素养。

在本次实验教学中，教师提出了一些关键问题来驱动学生关注自己的操作，帮助学生提升了实验操作能力，同时内化了实验原理。

三、结束语

综上所述，在核心素养培养目标下，问题驱动是高中物理实验教学的有效方法，教师可以在实验教学中加以创造性运用，从实验的设计、原理、操作等方面来突出问题驱动的实践性和有效性，培养学生在实验前、实验中和实验后的问题意识，发展其分析问题和解决问题的能力。问题驱动教学并不一定只提出一个问题，教师可以结合具体的实验过程和步骤提出多个问题，并以问题为引领，逐步推进实验向纵深展开。在实验教学中经常采用问题驱动，既可以彰显学生的学习主体作用，也可以培养学生的探究精神，培植学生科学态度。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]赵洁.浅谈问题驱动在高中物理教学中的应用[J].新课程学习（中），2014，（10）.

[3]沈云燕.问题驱动在高中物理真学课堂中的应用[J].数理化解题研究，2018，（27）.

[4]陈太冲.任务驱动教学法在高中物理教学中的应用[J].读与写（教育教学刊），2017，（1）.

[5]黄景秋.高中物理实施“问题驱动课堂”的教学实践[J].教育教学论坛，2014，（2）.