高中物理教学中创设问题情境的策略解读

王世运

进入高中阶段课程学习节奏加快,物理知识学习对学生思维能力提出更高要求。同时物理问题的解决方式越来越多元化,涉及的原理也要相互区别,如何完善学生学习思维,推动学生对物理知识的理性探究,将学生学习积极性充分调动,成为高效课堂构建的核心一环。

一、 高中物理教学存在的问题分析

(一)学生思维不容易被调动

高中阶段物理知识前后衔接紧密,对学生逻辑思维能力要求较高,同时物理的很多概念带有抽象性,如电场、磁感线、磁场与电磁感应,还有很多概念带有极大的相似性,像左手定则与右手定则、动能定理与动量定理,这些都使得物理学习的难度逐步加大。很多学生知识掌握不够扎实,同时带有一定的羞涩心理,畏惧犯错,因此在课堂上不能积极表达,使得物理教学出现了很严重的课堂沉默问题。学生学习思考的热情不能被有效调动,课堂上不能出现新的声音,学生的实际学习需求教师难以捕捉,按照教师预设来推进教学过程,学生在物理学习中有很强的被动性,而且在一些创新性问题学习中学生频频遇到障碍。

(二)物理实验思维不能有效被调动

实验是物理学习的有效工具,实验也是帮助学生加深认知、推进学以致用的有效途径。通过实验可以考查学生知识掌握情况,也能培养学生团队意识,还能通过实验的思路、用品产生改进,实现实验创新,对实验中出错的环节有效反思,也能推进学生思维完善有效进步。实验对学生动手操作能力有非常高的要求,是助力学生全面发展的重要一环。但当前高中物理实验本身课时有限,还有一些学生对实验带有一定的排斥心理,不能积极动手操作,因为畏惧错误不能积极与同学、教师交流,更有部分学生单纯将实验当成了一项必须完成的任务,带有极强的敷衍心理。学生对实验理解不够透彻,实验参与的积极性不高,对实验缺乏反思总结意识,影响了问题探究能力的综合发展。

(三)学生对教师讲解依赖心理较强

进入高中阶段,知识学习节奏加快,很多学生也有高考压力,他们迫切渴望在教师指导下快速掌握知识,学到一些物理问题解答的技巧和方法。还有一些学生喜欢通过物理解题来提高成绩,在遇到一些障碍时,习惯于听从教师的讲解寻找解决思路。久而久之很多学生在遇到问题时不能积极主动思考,迫切渴望从教师那里获得标准答案,掌握规范解题思路。学生自身对问题缺乏足够的重视,对一些解题思路机械记忆,对一些物理模型不求甚解,这样就会使学生养成惰性思维,影响学生物理学习的连贯性。而且在一些新问题、新情境、新知识学习中,学生容易困于固定模式,单纯聆听教师的讲解,缺乏自己的独立判断,不能获得新奇学习体验。这样学生学习的主动性会逐步降低,对新知识的渴望与拓展缺乏积极性,很难突破自身思维障碍,获得一些新发现,在一些综合性问题解答中学生也容易失去信心。让学生跳出对教师的依赖,融合于个人探究、独立思考、合作对话,实现对新知识的掌握,推进物理高效学习,成为调动学生学习积极性的有效切入点。

二、 高中物理课堂问题情境创设的重要作用

(一)激活学生学习求知欲

被动理解物理知识会给学生带来较强的学习枯燥感,而且容易使学生在学习中昏昏欲睡。教师只有结合学生感兴趣的问题来创设问题情境,引领学生对物理概念趣味探究,鼓励学生积极表达自己的个性认知,才可以使课堂上出现更多不同声音。教师循序引导,让他们问题思考的角度进一步开放,对问题情境所涉及的物理模型、物理概念有效理解,鼓励学生进行合理的质疑讨论,这可以抓住学生好奇心,培养学生良好语言表达意识,并能彰显学生学习能动性,助力授课过程高效推进,学生也能在问题探究中完善思路,掌握物理学习的科学方式。

(二)有利于提高学生自信

进入高中阶段,学生步入青春期,带有一定的羞涩心理,在表达质疑过程中缺乏自信,会影响问题探究。教师可通过问题情境创设,提出有价值的问题,让学生积极思考,合理分析,并为学生提供一个思辨的空间,让他们克服惧怕心理,尝试说出自己的观点,对主体问题进行合理的拆分,从多个角度推进学生深度探究知识关联。教师还应对学生不理解、不明确的一些概念进行细致区分讲解,为所有学生提供一个平等展示的舞台,让学生在课堂学习中可以有足够的自信与更强的参与感。学生也能结合教师的引导,不断调整思路,建立理性思维。

(三)有利于推进物理教学做合一

陶行知先生生活教育的核心理念是培养学生实践意识。加深学生物理理解,推进学生学以致用,也需要立足物理课堂,创设问题情境,指向生活问题,引领学生开放探究,鼓励学生提出设想,完善思路,尝试实践,从生活的角度学习物理,应用物理,总结升华。让学生主体性价值充分彰显,摆脱对教师教导的依赖,推进学生学习过程的自学自悟,使其在实验、解题中融会贯通,实现对重点内容的掌握,同时让学生在学习中更加自主。还能提高学生自身的执行能力、管理意识,助力学生获得良好的学习探究体验,灵活驾驭各类物理综合问题。

三、 物理课堂问题情境创设的基本原则

(一)适度引导

核心素养理念下,物理教学要为学生的生活适应和社会融入而服务,因此物理课堂问题的创设也要贴近学生最近发展区,从激发学生学习潜能的角度开展适度引导,让学生能力水平达到一个较高的层次,又要避免问题过难,打击学生学习积极性。问题情境的创设要能有效引起学生的注意,还要贴近学生当前认知基础,促进学生向前突破。教师要善于结合学生已有的经验来创设问题情境,给予学生适度的思维点拨,帮助他们完善知识建构,让学生自身思维得到有效锻炼。同时教师要关注学生能力水平,帮助他们建立学习自信,并结合一些简单问题的能动性探究,让学生掌握物理学习有效方法,助力学生严谨治学态度循序养成。例如,学习自由落体的相关知识,教师就可以结合实际生活,让学生想一想,重的物体自由下落时速度会比较快,而轻的物体由于受到空气阻力下落速度会比较慢。假设将重物与轻物捆绑在一起,它的下落速度会产生怎样的变化?这样的问题带有极大的开放性,需要学生说出自己的观点,再阐述自己的理由。教师对学生适度引导,就能让学生对问题的认知角度变得更全面,而学生自身也能通过对问题的讨论,学会分类探究。贴近最近发展区,进行适度的引导,实现了新旧知识的有效关联,学生学习自信稳步建立。

(二)渐次深入

物理问题情境的创建要贴近学生能力基础恰当设计问题,但是不同的学生在学习基础、经验理解、问题思考等多个层面存在一定的差异性,教师设计的问题未必能贴近每一个学生的能力基础。有些学生认为比较简单的问题,对一些潜能生来讲可能会比较困难。在这类学生学习表达的过程中,教师就要由浅入深,渐次深入地为学生提供有效引导,将一个整体性问题拆分成几个小的方面,让学生一步一步去解答,通过从简单到复杂、从感性到理性、从浅表到核心的循序探究,让学生由易而难,层层理解。这样既可以帮助学生整合学习思路,又能循序将新知识纳入自身认知结构,可以更好地兼顾大多数学生的学习基础,提高学生学习表达的积极性。例如在学习电磁感应的相关知识时,就可以从电场入手先让学生阐述自己的认知,表述对电场强度的判断。接着让学生思考由闭合电路一部分在磁场做切割磁感线运动产生感应电流,让学生理解切割磁感线的运动和强弱会影响感应电流的大小。通过类比模拟,再结合电磁感应的定义,让学生将电与磁之间建立关联,循序渐进中实现对核心概念的理解。

(三)生活体验

物理来源于生活,而物理研究的问题又高于生活,所以学生会感到理解比较困难。问题情境的创设,就要帮助学生从抽象理解向生活感知有效过渡。改变物理学习与生活实践相脱节的问题,选取生活中的素材来创设问题,推进学生将物理所学概念进行生活应用。激活学生物理思维,鼓励学生自主实验,对物理中学习的理论进行验证,让物理走向生活。立足生活让学生积极思考,消除物理学习的距离感,为学生灵活变通、自主应用奠定良好基础。以圆周运动学习为例,可以结合生活中最基本的原地转圈,让学生对圆周运动的线速度、角速度进行区分。再结合生活中常见的洗衣机脱水,衣服会贴近外壁,让学生理解向心力的产生,而圆周运动中的周期、频率等知识则可以结合学生在数学中学到的概念进行类比和区分。调用学生已有的生活经验,推进规律分析、模型探究可以使教育彰显艺术性,课堂也能变得生动有趣,对促进学生良好观察意识的养成大有裨益。

四、 高中物理课堂创设问题情境的策略

(一)结合实验引出问题情境

物理学习要凸显教学做合一,实验可以培养学生良好动手能力,完善学生学习思维,激发学生探究欲望。教师可通过对实验的论证分析,让学生掌握物理学习的科学方法,具备严谨治学精神,树立科学责任意识。这样可以使整个学习节奏更加紧凑,学生学习获得感也能稳步提升。通过实验创设问题情境,可以考查学生对实验原理的理解。结合实验细节让学生明白实验设计的有效方法,学会类比推理。结合实验结果也可以让学生进行有效探究获得初步结论。这些都是提高学生问题意识、激发学生学习积极性的有效手段。

结合实验可以考查学生对实验原理是否能够有效理解,如结合游标卡尺读数,就可以设计问题,让学生尝试读数,理解游标卡尺测定长度的原理。结合实验细节设计问题可以结合匀变速运动出现的一段纸带,让学生推测物体是否做了匀变速直线运动,如何求加速度、平均速度。这些都属于结合实验来设计问题的方式,也与新高考改革的趋势相吻合,能够有效激活学生物理学习思维,指引学生学会科学探究,助力学生掌握物理科学体验。

(二)类比分析引出物理问题

新课标理念指引下,物理教学要让学生关注前沿信息,从生活运用的角度理解物理,运用物理来对具体的问题进行类比分析。这是提高学生问题解决意识的重要方面,也能让学生对物理课堂所学的一些公式定理展开运用。课堂上教师可以适当引入前沿物理问题,有效创设情境,推进直观理解。例如结合飞船对接变更轨道的问题,让学生结合万有引力定律学会计算飞船运行的角速度、线速度。再比如当前很多饭店都引入了无人配餐车,无人配餐车在运行过程中的服务范围、配送速度、运动轨迹都可以让学生从物理的角度进行分析探究。还有,现在很多家庭中都已经使用了天然气壁炉,天然气壁炉的工作原理是什么,它的点火条件、功率,都可以让学生进行实际的测算。这类问题凸显了物理与生活的紧密关联,可以让学生跳出单纯的接受性学习,观察生活来有效解答。在自主探究中理解一些物理量的意义,突破单纯的接受性学习,让学生丰富探究,还可以鼓励学生来创设新问题,在小组内部合作对话共同探究。这些都可以为学生带来良好学习体验,也能推动学生更好地感受科技服务生活的便利性,进一步增强学生物理学习的信心与使命感。此外也可督促学生运用所掌握的知识进行一些科技创新活动,助力学生核心素养稳步提升。

(三)学习物理史探究问题

高中物理涉及了大量的物理史知识,体现了物理学家自身的奋斗精神,也为学生展示了曲折而全面的物理探索过程,对帮助学生掌握研究方法、理解知识来龙去脉有重要作用。物理课堂上教师要对物理史资源有效挖掘,并尝试创设问题情境启迪学生借鉴科学家的研究思路,推动对各类问题有效探究,磨炼学生意志,丰富学生科学认知。以万有引力知识为例,让学生开动脑筋想一想是否可以借助万有引力来测算出地球的质量,引出卡文迪许引力常数。结合卡文迪许测出的引力常数这一科学知识,让学生对卡文迪许的实验思路尝试分析和概括,理解卡文迪许的放大实验法。通过对物理史资源的充分挖掘,愉悦学生学习体验,助力学生科学素养稳步提升。

(四)信息技术创设问题情境

物理课堂可以让学生进行直接动手实验,还可以借助电子实验、虚拟仿真实验,丰富学生的学习体验,将物理知识直观形象地呈现给学生。为了避免学生出现眼高手低的问题,只是对实验过程看一看,而不能有效理解,教师可以借助信息技术创设问题情境,让学生在观看他人实验的同时,对实验的原理有效理解,对实验中一些重难点有效把握,培养学生良好的观察分析意识,提高学生的学习能力。通过信息技术还可以将一些细节放大,将一些抽象理论升华,降低学生问题理解的难度,增强学生学习探究的热情。以弹力和弹簧伸长的探究性实验为例,就可以通过电子实验让学生有效观看,再让学生尝试去自主动手实验。再比如平抛运动的实验是考试中经常考查的。教师可以先让学生借助实物来完成实验过程,再结合信息技术对平抛运动的轨迹进一步分析,并结合坐标系让学生尝试计算小球飞行的时间、小球的初速度、小球抛出点距离地面的高度。围绕一个具体的实验延伸多个问题,创设具体实验创设问题情境,让学生在理解实验的基础上,进行数据的推演,真正将平抛运动的概念吃透弄懂。学生再遇到类似的问题时,才能快速做出反应,逐步探究分析,提高学习成就感。

总之,高中物理课堂问题情境的创设要为学生自主学习、思维完善、问题解决能力发展而服务。立足课堂教师要对学生学习需求有效捕捉,通过问题情境调动学生学习积极性,结合问题的思辨分析,引领学生从生活角度完善科学思维,推进学以致用。还要结合实验鼓励学生类比推理,对物理史有效理解,借助信息技术应用设计具体问题,以创设问题情境服务学生综合性问题解决。鼓励学生讨论分析,丰富学生探究的视角,促进学生综合素养稳步提升。