问题：初中物理教学培养科学思维的有效载体

许辉勇

物理学科核心素养的提出引起基础教育界的关注，在初中物理教学中如何落实是个难题。“学起于思，思源于疑。”学习是从问题开始的，设计有价值的问题是培养学生科学思维的重要条件和保障。从目前的物理教学实施来看，仍存在为“考试”而教，不注重学生科学思维的培养，在教学中提出的问题往往只需要学生对知识进行简单的记忆即可，问题设置随意性强，问题之间缺乏管理，更缺乏深层次的认知功能和驱动价值，无法培养学生的高阶思维。笔者认为，以问题作为思维的有效载体开展初中物理教学，能够有效驱使学生主动学习与深度学习，培养学生的科学思维。

一、以问题为有效载体的初中物理思维课堂能有效驱动学生深度学习

1.纵观物理学史，物理的奥妙在于不断发现和解决问题。其中，产生的问题就是物理探究学习的核心之源，人的思维能力的提升在问题的发現与解决中得到发展。因此，物理教学的过程应当是一个不断发现问题并合逻辑地解决问题的过程。在教学中，教师应围绕发现的问题进行施教，通过问题的合理解决来引导学生进行合理的探究，并且建立起学生的科学思维习惯，这是初中物理教学改革的努力方向。

2.心理学认为，在逐渐发展初中生的创造性思维和批判性思维的同时，这些思维却存在表面性、片面性和经验性。部分初中生在初接触物理时感到有趣，学习情绪高涨。然而，随着物理学知识中抽象思维的内容逐渐增加，学生逐渐感到无趣、枯燥进而选择放弃。究其原因，初中生的思维处于由形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，对抽象概念的理解，通常需要借助事物的表象作为支持加以辅助理解。因此，在物理教学中教师应提供丰富的感性材料让学生在真实的物理情境中发现问题、提出问题，在解决问题的驱动下，教师应做好问题链引导，并且结合物理的知识与方法，让学生自主合作解决所面对的问题，在有意义的问题情境中学习物理，锻炼科学思维。

二、以问题为思维载体的初中物理教学

1.内涵。

认知心理学认为：“问题是这样的一种情境，个体想做某件事，但不能马上知道对这件事所采取的一系列行动，就构成问题。” “问题”是学生在真实情境中发现的，是能够驱使学生为了解决问题而自动学习所处的情境。以问题为思维有效载体的初中物理教学，就是把物理学习设置到真实的有意义的物理情境中，以学科的问题为线索，以教师的问题为导引，通过有内在联系的问题链让学生自主、合作解决真实性问题，学习蕴含于问题之中的知识，有效建构知识体系，实现学习的有效迁移和能力的有效提升。

2.教学架构。

以问题为思维有效载体的初中物理课堂，教师需创设从真实、连续、螺旋上升的环环相扣的问题链，整合将学的知识内容，为学生搭建问题阶梯，一步一步对问题进行推进，帮助学生在探究、分析、论证和交流等一系列活动中形成自主学习的动机和欲望，通过教师的即时反馈、引导，帮助学生分析和解决问题的过程中习得知识与方法，逐步培养出问题解决的能力，最后达成教学目标，其教学架构如图1所示。

为使学生思维活动既连贯又不乏跃迁，问题链中所设问题之间要具有紧密的关联性、递进性和逻辑性。其中各个问题应按其发挥的作用可以具体划分为以下四个问题，即情境问题、探究问题、子逻辑链问题和应用问题。作为问题的起始点，情境问题是学生在现实物理情境中发现的问题，能有效引起学生的学习兴趣;探究问题是问题链中的核心问题，往往是教学重点;根据学生的不同认知结构和能力水平，子逻辑链问题将学生难懂的主干问题分解成多块更细小的问题，是最终问题的解决的脚手架;应用问题能够对学生的问题解决，即学习进行评价。

3.教学策略。

（1）创设情境，引发思维

创设问题情境的本质，是创设一种使学生原有的知识与需要掌握的新知识发生强烈冲突的场景，从而激发学生探索的兴趣和动力。初中物理创设问题情境可以通过现实中的实例、实验、模拟情境等途径。创设与学生生活紧密相关的并能激起其兴趣的问题情境，能够有效让学生内在潜概念与新问题之间的思维进行碰撞，摩擦出学生的情感认同与探究渴望的火花，以唤起他们强烈的学习兴趣与积极的学习动机。

案例1：粤沪版九下“从永磁体谈起”问题情境的创设

教师展示磁悬浮地球仪，学生提出情境问题：是什么神奇的力量让地球仪悬浮在空中？

真实的物理情境问题激发学生的学习热情，启迪学生的思维。

（2）问题导向，实验探究

以有意义的问题解决为导向的学习活动富有挑战性和探索性，能够形成学生探究问题的积极心理。以问题解决为导向，逐层推进学生的“发现问题、猜想与假设、设计实验与制订方案、收集证据、解释、交流与评估”等系列环节，让学生在活动中基于证据进行解释、评价，协助学生问题解决，同时让学生在验证解释自己对概念的理解、对观点的解释等思维活动中充分体验运用知识的成就感，进一步激励学生探究与学习的热情的同时，培育学生的科学思维。

案例2：粤沪版九下“从永磁体谈起”探究问题的设置

探究问题1：磁体上各部分磁性都相同吗？

学生利用条形磁体、铁屑、大头针等实验仪器设计实验、探究磁体的磁性。

探究问题2： 如何让静止在水平桌面上的大磁针转动起来？

学生们设计出各种实验，有用手拨动的，有用口吹的，有用磁体靠近小磁针的等。

探究问题3： 既然磁场具有一定的方向，那么如何确定磁场周围不同位置的磁场方向？

学生实验：①在一条形磁体周围不同的位置放置更多小磁针。② 将条形磁体放在平面磁针板中间，轻轻敲击磁针板。③将条形磁体放于玻璃板上，并在其周围均匀撒上铁屑，敲动玻璃板。④ 在纸上仿照着铁屑（或小磁针）的分布画出几条曲线，这些曲线代表磁场，并把每条曲线都标上方向。

教师演示实验：将一条形磁体置于磁感线立体演示模型中，学生观察小磁针排列。

学生在探究问题下开展实验、基于证据解释、合作交流，由“点”到“线”，由“面”到“体”，逐步建立“磁感线”的物理模型，同时发展学生渐变的思维和从丰富的实际情境中抽象出简单的物理模型的科学思维，领会科学理论是从观察到推论的科学本质观念。

（3）问题驱动，搭建台阶

为使学生的思维连续而不跃迁，创造解决问题的条件，在“知识的疑难点、思维的发散点、概念的生成点”上设问与追问，通过子问题链给学生搭建一级级的学习台阶。

案例3：粤沪版九下“从永磁体谈起”子问题链的搭建

在学生设计出各种实验如“有用手拨动、用口吹、用磁体靠近磁针”等“让静止在水平桌面上的磁针转动”的实验后，教师引导学生结合实验进行类比。

子问题链：

① 磁针由静止状态变为运动状态，说明了什么？

② 用手拨动磁针转动，是什么对磁针施加力的作用？

③ 用口吹磁针转动，是什么对磁针施加力的作用？空气看得见吗？

④ 用口吹磁针转动，是看不见的空气对磁针施加力的作用。那么用磁铁靠近磁针使其转动，是什么对磁针施加力的作用？

在“磁场”概念的生成点通过子问题链设问与“知识的疑惑点”追问，帮助学生领悟与运用“类比”的方法认识磁体也像手、空气一样对小磁针产生了力的作用，有效驱动学生进行科学思维。

（4）迁移应用，评价学习

物理来之于生活，运用于社会，善用物理知识解决实际遇到的问题的这一过程是对知识深入理解的过程，也是对学习的过程更深层次的领悟。

案例4：粤沪版九下“从永磁体谈起”应用问题的设置

研究完磁场之后，教师提出应用问题1： 地球附近的指南针为什么总是指南北？学生自主讨论得出结论。

课后，提出应用问题2：学生根据提供“条形磁铁、大头针、圆形塑料片和一杯水”自制指南針，后续进行交流与展示。

通过迁移应用，不仅可以对学生“问题解决的过程”进行检验，及时评价学生的学习，同时也让学生体会“成功解决新问题”的成就感，有助于学生感受物理知识在实际中的应用，进一步激发学生的学习兴趣和思维能力的发展。

以问题作为启发思维的核心载体开展初中物理教学，有利于让学生更深层次把握知识的内涵和外延，以便思维能力的开发，提升核心素养。

编辑/魏继军