在高中物理教学中应用问题教学法的策略研究

文/李艳春

引 言

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）提倡生本教育理念，要求教师选用适宜的教学方法，变“教学”为“引导”，促使学生变“要我学”为“我要学”。问题教学法是生本教育理念的实践体现，是实现《课程标准》要求的重要“法宝”。所谓的问题教学法是教师以教学内容为基础，设置相关问题情境，或引导学生自主发问，或引导学生解决问题的教学方法[1]。实践证明，有效应用问题教学法实施物理教学，可以让学生在问题的驱动下发挥自主性，亲身经历物理知识的探究过程，由此由浅入深地理解物理知识，顺其自然地锻炼物理探究能力、问题解决能力等，从而增强物理学习欲望，自觉学习物理。基于此，在高中物理教学中，教师要以《课程标准》为指导，灵活应用问题教学法。综观问题教学法内涵，问题情境、提出问题和解决问题是该方法的重中之重。因此，在高中物理教学中，教师要紧扣问题情境、提出问题和解决问题，有策略地引导学生探究物理。

一、创设问题情境，引发探究兴趣

（一）立足生活，创设问题情境

《课程标准》反复强调物理学科的生活性，指明了物理生活化教学方向。同时，建构主义者指出，知识源于生活，反映了生活，需要学习者体验生活，重新建构知识。所以，在物理课堂上，教师要探寻物理知识与现实生活的联系，以此为基础，创设问题情境，调动学生生活经验，使学生产生认知冲突，由此引发探究兴趣[2]。

以“摩擦力”的教学为例，现实生活中的摩擦现象无处不在，且学生对这些摩擦现象建构了认知。立足于此，在课堂导入环节，教师可以创设生活化的问题情境。例如，教师可利用课件呈现生活现象：航空母舰的甲板、轮胎的花纹、楼梯的防滑条等。结合这些内容，教师可提出问题：“观察这些事物，可以发现它们的接触面都很粗糙，这是为什么呢？”在问题的作用下，学生迁移生活经验和物理经验，轻松答出“摩擦”。基于学生的回答，教师可追问：“什么是摩擦？摩擦力是如何产生的？有几种摩擦力？”此时，不少学生产生探究兴趣，自主走进物理教材，探寻与摩擦力有关的内容。教师如此创设问题情境，在引发学生兴趣之余，还使学生走进了物理课堂，有利于推动课堂教学发展。

（二）根据旧知，创设问题情境

温故知新是重要的学习方式[3]。建构主义学习理论强调，有意义建构离不开学生的已有认知。在参与物理教学活动的过程中，学生受到教师的引导，建构了物理认知，为探究新知提供了方便。教师在物理教学中，要分析物理知识之间的关系，把握新旧知识联系，以此为基础，创设问题情境，为学生提供迁移旧知的机会，推动课堂教学发展。

以“向心力”的教学为例，在课堂上，教师可先利用PPT动画模拟匀速圆周运动，同时显示各个点的速度、方向。圆周运动是学生已学的物理内容，在观看模拟动画时，学生会自主建构动画与圆周运动的联系，调动已有的知识储备。教师可立足学生的课堂学习表现，提出系列问题，如“匀速圆周运动的速度会发生变化吗？”“匀速圆周运动中的‘匀速’是什么意思？”“物体在做匀速圆周运动时，其合力大小是多少？合力方向如何？”在问题的作用下，学生有针对性地回忆匀速圆周运动的相关内容，对合力及合力方向建构认知，为探寻向心力奠定基础。由此可见，教师有效地应用旧知，不仅可以创设教学情境，调动学生兴趣，还可以使学生初步探究新知。

（三）依据实验，创设问题情境

实验既是物理学科的基础内容，又是创设教学情境的依据。在新课程改革深入开展之际，物理教师要端正态度，应用多样方式实施实验教学。教师可创设问题情境，引发学生兴趣，推动学生与实验现象互动，逐步建构物理认知。

以“牛顿第一定律”为例，在教学过程中，教师可利用微课呈现物理实验。在观看微课的过程中，学生发现：对称斜面，无摩擦，小球滚到等高；减小另一些面倾角，小球滚到等高，滚动距离更远……立足于此，教师可提出问题：“能否用物理语言描述这一实验现象？”在问题的驱动下，学生迁移物理认知，组建语言。此过程正是学生探究牛顿第一定律的过程。在学生自主探究后，教师可鼓励他们毛遂自荐，展现探究成果。同时，教师要评价探究成果，总结牛顿第一定律。接着，教师提问：“牛顿第一定律描述了怎样的规律？”在实验现象的支撑下，大部分学生能够联想到力和运动的关系，描述物体不受外力时的运动状态。由此，教师追问：“是否存在不受外力的物体？牛顿第一定律有何意义？……”实践证明，学生体验问题情境，有利于增强课堂学习效果。

二、提出物理问题，驱动学生探究

学生探究是问题教学的重头戏。提出问题是学生探究物理知识的过程。在应用问题教学法进行物理教学时，教师要发挥教学机制，把握课堂教学时机，如课堂氛围沉闷时机、学生深思时机等，有针对性地提出问题，驱动学生逐步探究，推动课堂教学发展。

（一）把握课堂沉闷时机，提出问题

传统教学实践证明，沉闷枯燥的课堂氛围会影响学生的学习积极性和有效性[4]。当物理课堂陷入沉闷枯燥状态时，教师可及时提问。此时，问题犹如抛进平静水面的石头一般，起到一石激起千层浪的效果，能切实调动学生的积极性，使学生转变状态，高度集中注意力，并认真思考、探究问题。因此，在应用问题教学法时，教师要把握课堂沉闷时机，提出问题。

以“光的折射”教学为例，在课堂上，教师可结合教材内容，讲述光的折射定律。因为教师的课堂用语问题，大部分学生课堂学习积极性不高，课堂氛围变得沉闷枯燥。对此，教师要转变教学方法，利用课件向学生展示生活中常见的物品及其折射率。熟悉的生活事物很容易吸引学生的眼球。在学生观察时，教师可提出问题：“入射角和折射角正弦之比和什么因素有关？”此问题调动了学生的积极性。学生能够自觉观察课件内容，迁移物理所学，对比发现入射角与折射角正弦之比和介质有关。教师要及时评价学生的发现，并就此介绍折射率。在介绍的同时，教师可继续提问：“为什么光在进入不同的介质时，其直射率不一样？”如此教学不仅扭转了课堂教学的不良状态，增强了课堂活力，还使学生“摆脱”了教师的讲述，积极探究，有效理解所学。

（二）把握学生深思时机，提出问题

连续提问是追问的具体表现，是学生逐步探究物理的途径[5]。《课程标准》点明了教师的引导作用。在传统的物理课堂上，部分教师虽然引导学生解决了问题。但是，在学生给出问题后，教师未能继续引导，致使学生对知识的理解浮于表层。而追问可以使学生突破表层知识的限制，走到知识深处，加深对所学的理解。因此，在物理课堂上，教师要根据学生的课堂表现，提出问题，依据其问题解决情况，连续提问，引导学生走向知识深处。

以“电源和电流”教学为例，在讲解“电源”内容时，教师可展现课件，如图1所示。

图1 课件1

结合课件内容，教师可向学生提问：“课件中的A和B分别是带有正、负电荷的导体球。A和B的周围存在电场。现在用一根导线（H）连接A和B，它们之间的电势差会发生怎样的变化？”在此问题的作用下， 学生积极思考，迁移所学，分析不同情况下的电场情况，认真探寻导体球间的电势差的变化情况，并就此作答。教师应用即时性评价，肯定学生的积极思考行为，并出示问题答案，帮助学生完善认知。立足于此，教师可继续提问：“这两个导体球最终会达成怎样的状态？”大部分学生再次思考，给出回答。为了使学生探究电源概念，教师可结合学生此次作答情况，追问：“假如在两个导体球之间装上P装置。P装置将经过H流到A的电子取走，补充给B，确保A和B之间始终保持一定数量的正、负电荷（如图2）。这时会有怎样的情 况呢？”

图2 课件2

部分学生遇到问题，会主动与小组成员交流。在小组成员的帮助下，学生分析具体情况，透过物理现象了解电源。教师要尊重学生的探究所得，结合问题，详细介绍电源的定义和作用，帮助学生了解电源。为了使学生增强认知，教师可追问：“从上述问题和电源的定义、作用可以看出，形成电流的条件有哪些？”此时，学生自觉回顾上述问题，继续剖析电源的相关内容，从而发现问题答案。通过这样的提问，学生能够始终保持积极的思维状态，逐步探究、解决物理问题，由浅入深地建构物理认知。在此过程中，学生还切实锻炼了思维能力、探究能力等，为有效探究其他物理知识点做好了准备。

（三）把握探究阻碍时机，提出问题

《课程标准》介绍了高中生的物理学习规律，要求教师有规律地引导学生学习，使学生逐步发展。层层深入建构认知，是学生物理学习规律的表现。同时，学生在解决物理问题时，受到多种因素的影响，很容易遭遇思维障碍，影响思维深入。提出层次性问题，可以使学生突破思维障碍，获取解决问题的“法宝”。所以，在应用问题教学法时，教师应立足学生的学习规律，设计层次性问题，递进提问，使学生逐步探究。

以“机械能守恒定律”为例，在教学“机械能”时，教师可以先讲述机械能在重力或弹力做功时的形式转化，使学生初步建构认知。根据学生的认知情况，教师可呈现课件，如图3所示。

图3 课件3

根据课件内容，教师发问：“现有两个小球。左侧小球在真空中做自由落体运动，右侧小球在黏性大的油中由静止开始下落。在运动的过程中，它们从h1降落到h2。请分析它们的能量转化情况。”在教师提出问题后，大部分学生遇到思维障碍。对此，教师可提出层次性问题：“问题一：小球在真空和油中下落的过程中，其重力做的功是否相等？问题二：在此过程中，重力势能的变化情况一样吗？问题三：动能的变化情况一样吗？问题四：它们的重力势能各自转化了何种形式的能？”这些问题难度不同，契合学生的学习情况。学生可发挥自主性，逐个解决问题，切实了解能量间的转化。如此提问，为每个学生提供了思考机会，便于他们突破问题解决障碍，积极与物理内容“互动”，建构物理认知。同时，大部分学生也因积极思考，锻炼了思维能力，提高了物理学习水平。

三、解决物理问题，获得探究结果

探究结果是学生解决问题的成果[6]。在应用问题教学法实施物理教学时，教师不仅要创设问题情境，提出物理问题，还要引导学生解决问题，使学生获得探究结果，理解物理所学，提升课堂教学效率。

（一）小组交流，解决问题

小组合作学习是学生学习物理的方式之一。物理知识本身有一定难度。大部分高中生的物理认知水平不高，抽象思维能力不强，很难自主解决问题。而小组合作可以使学生集思广益，携手探究解决问题的方法。因此，在应用问题教学法时，教师可以在提出问题后依据问题难度，引导学生小组交流，合作解决 问题。

以“运动的合成与分解”为例，在讲解新知的过程中，教师可利用多媒体演示实验，并提出问题，引导学生解决。当讲到“运动的独立性”时，教师继续用多媒体演示实验。在视觉作用下，学生能够了解实验现象：“用锤子敲击弹簧片，此时，小球1（被弹簧片夹住）和小球2（靠近弹簧片）会同时释放。其中，小球1做自由落地运动，小球2沿着水平方向飞出。之后，两个小球同时落地。”基于实验现象，教师可提出问题：“小球1和小球2做了不同的运动。那么，这两个运动之间有怎样的联系？有哪些区别？”在提出问题后，教师可鼓励学生自主探究。在自主探究时，部分学生遇到阻碍。于是，教师顺势引导学生在小组中交流，或描述自己遇到的自主探究障碍，或描述自己发现的联系和区别。教师建立的是异质小组，学生受到个性差异的影响，能够提出不同看法。在讨论交流后， 部分学生进入“柳暗花明又一村”的状态，了解了两种运动的联系和区别。教师可以选择小组中的低水平学生讲述问题答案，借此了解小组交流情况。实践证明，低水平学生在小组成员的帮助下，对问题内容及其答案建构了一定的认知，但仍存在部分问题。教师可趁机鼓励其他学生完善答案。最后，教师要根据不同学习水平的学生给出的答案，系统分析两种运动的联系和区别，并做好板书。经过这样自主、合作探究和教师的点拨，大部分学生能够建构正确认知：“两个小球在竖直方向上的运动完全相同。但小球2在进行竖直运动的同时还有水平方向的运动，且水平方向的运动对竖直方向的运动没有影响。”立足学生的认知情况，教师可继续提问，引出“运动的合成分解”。由此可见，合作解决问题不但可以提高问题解决效率，使学生深入掌握所学，而且可以使学生锻炼合作交流能力和思维能力，提升课堂学习效率。

（二）实验操作，解决问题

实验操作是物理课堂教学活动的重要构成，也是学生解决问题的重要方法[7]。物理实验具有直观性，契合高中生的思维发展特点，便于他们积极思考，分析实验现象，抽象物理结论，由此获得问题答案，理解物理知识[8]。所以，在应用问题教学法时，教师可以在提出问题后组织实验操作活动，为学生解决问题提供便利。

以“向心力”的教学为例，在课堂上，教师可以为学生发放各种实验材料，并组建异质小组，做好物理实验教学准备。接着，教师先向学生提出要求：“根据老师给出的描述，选用适宜的实验器材，展现实验现象，分析其中的力的来源是什么。”在教师的引导下，学生能够对本节课的活动建构认知。然后，教师描述：“在光滑的平面上有一个小球。在细绳的牵引下， 这个小球围绕平面上的钉子做匀速圆周运动。问：‘这个小球在运动过程中受到哪里力？指向圆心的力是哪一个？’”学生认真倾听，合作选择适宜的实验材料，有针对性地操作材料，亲身体验小球的运动，能够获得直观的实验现象和实验感知。在此过程中，虽然部分小组未能有效操作实验，但通过合作分析问题条件，也对小球的运动情况建构了认知。立足不同小组的表现，教师要及时评价，使他们获得满足感。同时，教师要鼓励小组毛遂自荐，呈现问题答案。为了验证学生的答案是否正确，教师可利用多媒体演示实验，展现实验现象。在演示实验的辅助下，大部分小组能自觉订正答案，查漏补缺，准确分析出“小球在运动中受重力、支持力、绳子的拉力作用”“绳子的拉力可以提供向心力”，由此建构物理认知。立足学生的实验情况，教师可继续描述其他现象，如“用绳子绑住小球，让小球在绳子的牵引下做匀速圆周运动”等，同时提出问题，驱动学生继续实验。实践表明，学生操作实验，不仅获取了物理学习乐趣，还直观地建构了物理认知。此外，不少学生因亲身体验，锻炼了实验操作能力、抽象能力等。

结 语

综上所述，有效应用问题教学法实施物理教学，可以使学生在有效问题的驱动下，成为学习物理的主体，切实发挥学习自主性，逐步探究、解决问题，由此建立物理认知，锻炼相关能力，提升物理学习效率。鉴于此，在高中物理教学中，教师要认真研读《课程标准》，把握《课程标准》要求，树立生本教育理念，以问题教学法为“工具”，根据课堂教学需要，应用多样策略，或创设问题情境，调动学生探究兴趣；或把握多样时机，提出问题，驱动学生探究；或多样方法引导，促使学生解决问题，借此使学生发挥主观能动性，与物理问题“互动”，逐步掌握物理知识，锻炼多样能力，如思维能力、探究能力、问题解决能力等，提升物理学习效率，实现物理教学提质增效。