刍议高中物理问题驱动教学的构建策略

福建省仙游县郊尾中学 陈丽钦

通过高中物理教学，学生应该具备的的学科素养包括物理观念、科学思维与态度、实验探究等几个方面。在物理课堂教学过程中，教师要注重将这些学科素养融入到其中，以助力学生养成科学品质。其中“体验式教学”“探究式教学”“问题导学”等教学模式相继出现，为提高物理课堂教学效率的提高产生了积极的影响。本文就问题驱动模式下的高中物理课堂教学策略，进行研究与探讨，以期能够为物理教师采用问题式教学方法提供参考与启示，提高高中生对物理的学习积极性。

一、问题链式深入教学

问题链教学模式，最早称为“PBL（problem based learning）教学模式”，主要是指在课堂中以问题为导向进行教学，促进学生对知识的主动探索并进行自主构建的过程。该模式主要是让学生具备自主学习的能力，激发学生学习的内部动机。问题链教学法就是建立在该模式的基础之上让教师能够把学习目标和教学内容整体设计成一个有组织、有逻辑，各个小体之间相互独立，整体上又是层层递进的问题模式，在学生们解决问题的过程中，既体现出主动学习和探索的过程又增强了科学性思想的渗透。

高中物理的学习包括教师教学与学生自学，而教学主要包括理论课程与实验课程，这两种课堂在教学形式上有一定的区别，但是在问题链教学法下，都需遵循大同小异的课堂组织形式。课堂教学就是指在一定的时间内，将学习目标转化成一些收敛特性的问题链，将所有的问题节点全部都能够在课堂上展现出来，而让学生进行提出疑问、分析问题、提出解决措施等对各个问题进行解决。

霍尔顿曾说过，无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范，力学之于物理如同骨骼之于人体。因此，以高中物理人教版第一章描述运动的教学为例，教师可以把相关的知识点设计成一系列的问题进行构建，如：

问题1：日常生活中，你见过哪些物理运动，它们的状态是什么样的？请你描述出来。

问题2：你认为描述的这些运动有哪些共性呢？

问题3：在描述一个物体的运动时，是否可以忽略该物体的形状、大小等，把它看做是一个“点”呢？

问题4：在描述同一个物体运动的状态时，不同的人描述出来的状态为什么不一样？

问题5：如果要准确地描述出物体运动的位置，你认为有什么办法？

通过一系列的问题，让学生们从熟悉的日常生活开始，到不断地深入地探索出描述机械运动的几个要素，质点、参考系和坐标系等。由浅及深，层层引导，让学生们在潜移默化中对知识点进行主动的自我建构，以便将所有的知识形成一个有机的整体。

二、问题情境式沉浸教学

学习始于疑问，当学生开始对某个现象的存在产生疑问时，那么其就具备去学习的基本动机了。新课改大力提倡学生才是课堂的主体，教与学的最终落脚点都是学生是否对所学的知识有所理解。因此，情境式教学法应运而生。它主要是指，在高中物理教学的过程中，通过创设出学生日常生活中熟悉的问题情境，通过问题的引导以及情境的渲染，让学生进行自主的探索，从而最终能够学习到所有的知识点；其次也更能够激发学生的学习热情。

高中物理教学课堂中应用问题情境式的教学法，中心的目标就是通过让学生探索问题、解决问题。这种教学法与问题导向最重要的区别就是它是由学生熟悉的情境开始的，而不是突如其来地、生硬地提出问题，在熟悉的情境中获取学生们的共鸣，从而引起学生对问题的探索欲望和学习积极性。然后，在不断地思考问题，运用熟知的物理知识解决问题，最终提高学生的分析问题、解决问题的能力。

设计问题情境的方式也有很多种，首先，选取生活中常见的生活现象或者物体来进行设置。例如，在学习《阻力》时，可以通过举例鸟类的身体结构有什么特殊之处？飞机的外形设计又是如何减小阻力的？我们日常的汽车为什么要设计成流线型？你还知道日常生活中哪些增加阻力或者减小阻力的现象？通过代入生活中常见的事物来对抽象的概念进行更为深入的理解。其次，可以通过在课堂上演示的实验来进行情境设置。物理是一门研究自然科学的学科，对我们的日常生活有很大的启发和作用，因此，物理学习中也存在很多实验。例如，在学习《自由落体》时，教师可以设计在课堂上演示相关的自由落体实验，通过在真空筒中两物体的自由落体速度、自然环境中两物体的自由落体速度等现象提出问题，为什么会存在这样的现象呢？引导学生自主探索，激发学生的学习兴趣并能让学生们主动地寻求现象存在的科学解释。最后，可以通过一题多解来创设问题情境。物理这门学科各个知识之间的联系是十分紧密的，因而物理题目往往存在多种解法，从不同的角度去看问题就会存在不同的解题思路。教师进行教学过程中也可以多多利用这一优势，锻炼学生们举一反三的能力。如在探索物体的运动规律时，不仅仅会描述物体的运动状态，还要理解在不同的情况下物体的运动状况，在电场中与在磁场中的运动有什么不一样呢？由此，可以让学生能够学会全面地思考问题。

三、问题教学与现代教育技术的融合

新时代的到来，不仅仅让生活发生了翻天覆地的变化，教学与学习方式也已经随之而改变。如今，在高中物理的教学中，不可或缺的是现代教育技术的参与。现代教育技术不仅让我们以更生动的方式学习知识，还能让我们从多种途径获取更多更先进的知识信息。因此，在课堂中运用现代化的教育技术，显著地提高了课堂教学的效率。学生可以通过多种信息进行学习，在课堂上对重难点知识进行深入理解和运用。

就目前而言，现代教育技术主要包括多媒体、微课、电子白板、雨课堂等APP的开发等，给学生的课堂学习带来高效的感受。同时，现代教育技术的发展，对老师也提出了更高的要求，教师不再是获得知识的唯一来源，而是帮助学生学会学习的辅导者。教师更要将物理知识全面地吃透，在学生有疑问的时候能够有效地帮助学生辨别知识的准确与否。要选择出重难点知识，通过设计具有引导力的问题，来引导学生的学习；然后，借助现代教育技术，对知识进行更为直观的展示，让学生能够更加直接地接收到知识点。

例如，在学习《万有引力与航天》这一章节时，教师通过描绘天体运动的相关现象时，学生可能不能完全地理解相关的知识点，如开普勒行星运动定律、太阳与行星间的引力、万有引力定律等的理解和应用。在学习较为复杂、抽象且离我们生活比较远的知识时，教师可以在课前将讲解天体运动的微课小视频发送给同学们进行观看，让学生们在上课前能够对天体运动和万有引力有基本的理解和想法。课堂上教师再围绕知识难点提出问题，比如一种通信卫星需要“静止”在赤道上空的某一点，因此它的运动周期必须与地球自转周期相同，那么估算一下通信卫星离地心的距离大约是月心离地心距离的几分之一？学生通过视频软件理解定理的同时，通过自主探究，运用所学的知识解答问题，深入理解知识的重难点，以提高物理教学效率和质量。

四、以学生为中心的问题式教学

课程改革要求把课堂还给学生，还给学生并不是学生来决定课堂，而是将学生作为课堂的中心点，教师需要围绕这个中心点来进行上课。简而言之，就是教师要把学生的疑点和难点作为教学重点，让学生理解知识、运用知识。因此，以学生为中心的问题式教学法就是在课堂有限的时间中，教师引导学生提出有价值的问题，引导学生进行自主探讨，寻找问题的解决方法。以学生为中心，就是学生提出对于所学知识存在的疑问，学生自主探索出问题的答案，相比传统课堂教学中教师提问、学生回答的模式，更加充分地发挥出了学生的主观能动性和解决问题能力的养成。因此，以学生为中心的问题式教学就是在教师的引导下，学生能够积极地发现问题、主动地提出问题、全方位地分析问题、高效地解决问题。

例如，在学习《曲线运动》时，教师可以通过一系列生活中常见的物体做曲线运动的现象让学生初步地认识曲线运动，如运动员投标枪、扔铅球、游乐园的过山车、大摆锤等，物体的运动轨迹最后呈现出来的都是曲线，因此我们把不是直线的运动成为曲线运动。运动员扔铅球时，铅球在运动员的牵引力作用下做曲线运动，即运动员放手的一瞬间，铅球就会立刻飞出。由扔铅球实验可以看出，不同的方式时刻，铅球飞出的方向也不一样。因此，做曲线运动的物体，不同时刻的速度具有不同的方向。那么在扔铅球的实验中，教师可以让学生们开展自主提问，学生们踊跃提问，有问：“那么怎么做物体会做直线运动，怎么做物体就会做曲线运动呢？”有的问：“曲线运动不同时刻所受的力不同的话，那怎么表示运动时物体所受到的不同的力呢？”有的问：“曲线运动在生活中有哪些应用呢？”学生们提的问题，教师通过引导学生进行分析和思考，可以通过再次实验、可以通过假设演示等多种途径，得出问题的答案。因此，在学习过程中，学生发挥其主观能动性，对所学知识存在疑问的地方进行提问，然后由教师引导学生进行解决问题，而不是把答案直接告诉学生，要让学生对所学的知识做到“知其然且知其所以然”。

五、问题任务式实验教学

物理是一门建立在实验基础上的自然学科，实验是物理课堂教学的重要途径。教师给学生布置探究实验任务，学生带着任务开展小组合作的探究性实验，提高问题解决能力和动手实验操作能力。如高二选择性必修第一册《重力加速度》的学习中，教师给学生布置“用单摆测量重力加速度”，测量所在地区的重力加速度的实验探究任务。在实验思路设计、实验装置的装备以及实验操作的开展上，教师给予学生充分的自主性，让学生以3～5人的合作小组来进行任务驱动的物理实验活动。

在此过程中，学生基于物理学家惠更斯推导出的单摆周期计算公式，在摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式得g=4π2l/T2，同时探讨要测量出重力加速度，需要测量出那些物理量？如何来设计实验装置和选择实验器材？如何能够有效地减小实验误差，提升实验的精度？在问题的驱动下，学生的探究实验有了比较清晰的方向和思路，也知道在实验过程中需要规避哪些“陷阱”。如摆长的测量中，摆长为线的长度与小球半径之和，实验过程中容易忽略小球半径从而造成误差，因而在测量之时，除了要精确地量出摆线的长度，还要测量出小球的半径的大小，这是实验的第一个难点。在没有专门的游标卡尺帮助测量的情况下，学生想出借助侵入水中测量球体积，再根据球体积计算公式推导半径的实验方法，提高了精度。在周期测量过程中，测量单摆做多次全振动的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值。实验过程中对各个物理量的测量都做到精益求精，尽量地减少误差、提高精度，各个实验小组都圆满地完成了运用单摆测量重力加速度的实验任务。以任务探究实验为契机，以问题驱动学生小组合作学习，提高了学生的学习自主性，增强了学生物理实验素养。

总之，学起于思，思源于疑。问题是思考的动力，也是驱动课堂教学的力量。高中物理课堂教学，要充分发挥问题的作用与价值，采用问题驱动式教学策略来调动学生物理思维，提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力，以问题驱动教学，提升素养。