初中物理问题链的设计与应用策略

赵东明

摘  要：问题链是教师为引导学生思考而设计的问题组。文章基于初中物理教学内容，分别论述了教师在导入、讲解和练习环节可以设计的问题链类型，力图培养学生对物理知识的思考和认知能力，提高初中物理教学质量。

關键词：初中物理；问题链；思维引导

学贵知疑，大疑大进，小疑小进。学生在教学过程中产生的疑问是教师教学的导向，更是学生进步的方向。初中物理教师要了解学生的学情，以学生的问题为中心开展课堂教学。问题链是建构以问题为中心的课堂教学的法宝，指将学科知识设计为一个或多个问题组，让学生在思考和解决问题的过程中发展问题意识、建构新知并提高问题解决能力。问题链的类型多样，如引入性问题链、探究性问题链、递进式问题链、转换性问题链、迁移性问题链等。不同的问题链具有不同的作用。据此，教师可以将教学内容与学生学情相结合，在不同的教学环节，根据教学目标设计多样化的问题链，引导学生思考并解决问题，建构物理新知，提高初中物理教学质量。

一、导入环节：设计引入性问题链

引入性问题链指教师为引入教学内容设计的一组问题。有效的引入性问题链可以调动学生思考的积极性，使其全神贯注于物理知识的学习，为深入探究物理新知奠定基础。

例如，在教学人教版《义务教育教科书·物理》八年级下册（以下统称“教材”）“浮力”这节课时，为了使学生理解“浮力的方向”相关的问题，教师可以先在教学导入环节创设实验情境：将一个乒乓球放入玻璃水缸中。然后设计引入性问题链。

问题1：将乒乓球压入水中，再放手，会出现什么样的现象？为什么？

问题2：漂浮在水面上的乒乓球受到了几个力的作用？

问题3：平衡力相关的知识可以分析水面上乒乓球的受力情况吗？

问题4：在这个过程中（将乒乓球压入水中，再放手，乒乓球漂浮在水面上），施力物体是谁？力的方向是怎样的？

浮力的方向是本节课的难点。在导入环节，教师创设实验情境，展示直观现象，并就此提出问题。在问题链的作用下，学生审视实验现象，并迁移生活经验，分析放手后乒乓球的运动情况、乒乓球向上或向下运动的原因、浮在水面的乒乓球的受力情况、施力物体和力的方向。学生从宏观到微观，从现象到本质，逐渐认知浮力的方向。部分学生可能由于片面性思考而产生问题：浮力的方向都是向上的吗？对此，教师可以组织实验探究活动，引导学生通过实验操作，验证浮力的方向，借此推动课堂教学发展。

二、讲解环节：设计多样化问题链

1. 探究性问题链

探究性问题链指教师设计的培养学生探究性学习能力的一组问题。科学探究过程大致包括提出问题，建立猜想，设计方案，获取事实与证据，得出结论，交流和评价。科学探究是学生学习物理的重要方式，亦是发展学生物理核心素养的重要途径，在物理教学中起着重要作用。教师应当结合物理教学内容与科学探究过程设计探究性问题链，讲解物理问题，使学生建构全面、系统的物理知识体系。

例如，在教学教材“压强”这节课时，教师展示图片：茫茫雪地中的两个人，对雪地的压力是差不多的，但是站在雪地上的人陷到雪地里了，站在滑板上的却没有。基于此，教师结合影响压力作用效果的因素与科学探究过程，设计探究性问题链。

问题1：从图片中可以看出，压力的作用效果与哪些因素有关？

在此问题的作用下，学生审视图片，提出猜想，如压力的作用效果可能不只与压力大小有关。

问题2：从刚才的图片中大家有哪些发现？

受到问题的驱动，学生观看图片，发现：直接站在雪地上的人，脚与雪地面的接触面较小，很容易陷入雪中；滑板与雪地面的接触面较大，人站在滑板上不容易陷入雪中。

问题3：在探究两个不同因素对压力作用效果的影响时，可以使用什么样的方法？

在问题的驱动下，学生迁移物理认知，联想到控制变量法。

问题4：可以用什么来反映压力的作用效果？

部分学生联系本节课内容，试着作答——物体的变形程度。

问题5：根据猜想，大家可以设计什么实验方案？选用什么实验材料？如何操作？

借助问题，学生迁移实验经验与小组成员交流，确定实验器材，如压力小桌、砝码、海绵等。同时，学生积极讨论，探寻实验方案。实验1：将压力小桌放在海绵上（桌腿压在海绵上）；实验2：在实验1的基础上，将砝码放到压力小桌上；实验3：将压力小桌倒放在海绵上（桌面压在海绵上），并将砝码放在压力小桌上。在不同情况下，观察海绵的变形情况。

问题6：通过实验，大家可以得出什么结论？

学生与小组成员合作交流，发现实验2中海绵的变形效果比实验1明显。实验1中海绵的变形效果比实验3明显。由此得出结论：影响压力作用效果的因素有压力和受力面积。

在解决问题的过程中，学生自觉进行了科学探究，积极思考，产生各种观点，并与他人交流，深化观点，逐渐解决问题，掌握本节课知识，锻炼了学生的思维能力、实验操作能力和科学探究能力等。

2. 递进式问题链

递进式问题链是以知识间的逻辑关系为基础，按照从特殊到一般的原则设定的一组问题。递进式问题契合学生的认知规律和思维情况，便于学生发挥自主性，逐渐解决问题，掌握知识。因此，教师可以依据知识间的联系及学生的认知情况，遵循由特殊到一般的原则，分解某个知识点，设计出有联系的问题链，借此降低学习难度，促使学生积极探究。

例如，在教学教材“力”这节课时，教师通过分析教材，确定“力的概念”是本节课的重点内容。力的概念是具有抽象性的内容。学生在形象思维的影响下，往往通过与直观事物互动逐步建构认知。立足于此，教师设计递进式问题链。之后，在新知讲解环节，教师依据教学需要，在交互式电子白板上展现马拉车的画面，并用生动的语言进行描述，将学生带入直观场景中。在此之际，教师设计如下问题链。

问题1：在此画面中，马在做什么？

在视觉作用下，学生很容易给出答案：马在拉车。

问题2：马在拉车时用了力。在生活中，大家见过哪些与之类似的现象？

学生纷纷迁移生活经驗，描述各种事例，如拉着行李箱前进、抬起课桌等。

问题3：这些事例有哪些共同之处？

在问题的驱动下，学生回顾所有事例，并有针对性地进行分析，有所发现：所有事例中都是物体A作用于物体B；物体B的运动状态发生变化。

问题4：物理上的力是什么？

学生进行思考，从物理的角度分析和归纳物理上的力的特点，试着总结力的概念，即力是使物体改变运动状态的外因。

在学生自觉表述力的概念后，教师结合物理教材内容，用规范的语言描述力的概念。

由此可见，教师设计、应用递进式问题链，可以使学生获得研究问题的经验，透过直观的生活现象逐渐得出物理结论，理解物理概念，由此建构深刻认知。在解决问题的过程中，学生积极思考，锻炼了思维能力和归纳总结能力等。

3. 转换性问题链

转换性问题链指教师联系学生已有经验，转换设问的方向或提问的方式，设计有助于学生突破思维瓶颈的一组问题。学生在思考物理问题时经常会遇到瓶颈，教师可以设计转换性问题链，将陌生的问题转化为熟悉的问题，从而降低问题解决难度，促使学生迁移解决问题的经验，逐渐了解问题的本质，升华物理知识认知。

例如，在教学教材“动能和势能”这节课时，许多学生在探究“动能大小的影响因素”时陷入如“无法表示出小球的动能大小”的困境。在此前的教学中，学生已经掌握了“物体可以对外做功，则物体存在能量”的知识点。据此，教师可以循序渐进地设计转换性问题。

问题1：动能是什么？动能和能量有怎样的关系？

在此问题的驱动下，学生转换思路，思考动能与能量的关系。

问题2：一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。那么我们要如何判断小球的动能大小？

借此问题，教师引导学生思考实验“小球推动木块”，让学生观察、分析木块被推出的距离，以判断小球的动能大小。

问题3：在现实生活中，哪些现象可以说明具有动能的物体可以对外做功？

学生可能联想到：风力吹动帆船前进，急速的水流冲击发电机的旋叶，等等。

问题4：在“小球推动木块”的实验中，实验现象越明显越有利于观察。那么，运动的小球对什么物体的做功现象会比较明显？当木块被推得远时，表示小球的动能是越大？还是越小？

学生观察木块移动的距离，发现木块移动得越远，表示小球做的功越多，这说明小球具有很大的动能。

通过应用转换性问题链，学生及时转换探究思路，迁移已有认知，着力探究物理新知，借此实现了意义建构，同时发展了思维能力和问题解决能力，有利于提高物理学习水平。

三、练习环节：设计迁移性问题链

练习环节是学生迁移课堂认知于新情境解决问题的活动。通过练习，学生可以学以致用，增强对所学知识的理解。迁移性问题链指教师以学生所学的理论知识为基础，为使学生理解理论知识的现实应用情境而设计的一组问题。有效的迁移性问题链可以使学生发现问题情境的联系，融会贯通，应用所学知识。

例如，在教学教材“杠杆”这节课后，学生学习了杠杆的五要素及其寻找方法。现实生活中有许多与杠杆有关的现象，教师可以将其与学情相结合，先展示空调外机示意图（如图1），再设计迁移性问题。

[室

外

机][图1]

问题1：按照图1的方式将空调外机悬挂在室外墙壁上，为什么空调外机掉不下来？

面对此问题，大部分学生无法直接解决。于是，教师提出第二个问题。

问题2：图中的三角形支架，相当于我们学过的哪个物理模型？

通过这两个问题，学生迁移物理认知容易联想到杠杆，教师再继续提问。

问题3：怎样看出是杠杆？

在问题的作用下，学生试着作图，画出力和力臂，借此在真实情境中识别杠杆。同时，学生借助图形，找寻支点和力臂，感受杠杆模型的本质。

问题4：杠杆有五要素。图中杠杆的五要素在什么位置？

综合如上问题，学生在图中标注支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

教师设计迁移性问题链不仅使学生及时应用了课堂所学，解决了生活中的物理问题，还使学生积累了生活经验，发展了物理应用能力和问题解决能力，有利于提高课堂学习质量。

总之，有效的问题链，贯穿物理课堂教学始终，推动物理课堂教学发展，有利于学生体验多样活动，不断解决问题，掌握物理知识，发展物理核心素养。对此，在实施初中物理教学时，教师要立足问题之于思维的重要性，联系教学内容与学情，有策略地设计不同类型的问题链。通过引入性问题链调动学生学习兴趣，使其进入物理课堂，为进行深入探究做好准备；通过探究性问题链驱动学生经历科学探究过程，借助实验现象，发现物理结论；通过递进性问题链促使学生审视、分析生活现象，扎实掌握物理概念；通过转换性问题链帮助学生突破思维障碍，顺利地进行探究，解决物理问题，建构良好认知；通过迁移性问题链促使学生灵活应用物理所学，解决实际问题，加深对知识的理解。此外，在解决不同问题之际，学生会发挥科学思维、科学探究的作用，便于在掌握知识的同时，发展物理核心素养，切实增强物理学习效果。

参考文献：

［1］李璐璐. 基于科学思维的初中物理教学问题链设计策略研究［D］. 兰州：西北师范大学，2021.

［2］陶根来. 巧用问题链激活提高初中物理课堂效率［J］. 数理化解题研究，2020（35）.