高中物理教学中创设问题情境的实践研究

吴林青

问题情境是指教师将教材的知识点以问题的形式呈现在学生的面前，让学生在寻求，探索解决问题的思维活动中掌握知识技能，进而培养学生自己发现问题解决问题的能力。新课标多次提及“问题情境”。《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》要求：“努力创设激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。”“通过创设学生感兴趣的问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的碰撞、机械振动、机械波等现象，建构弹性碰撞、简谐运动、单摆等模型，学会用守恒定律解决问题的方法。”“能在熟悉的问题情境中根据需要选用所学的恰当的模型解决简单的物理问题。”“物理规律的探究需要创设问题情境。”“创设真实而有价值的问题情境，采用主体多元、方法多样的评价方式，客观全面地了解学生物理学科核心素养发展状况。”“创设有利于学生讨论、探究的真实问题情境，评价学生在真实学习环境中物理学科核心素养的表现水平。”学生的思维总是由问题开始的，在解决问题中得到发展。高中物理教学的过程就是一个不断创设问题情境，引发学生认知冲突，激发学生的求知欲，使学生的思维在对问题的思考与探究中得到促进和发展的过程。在此，笔者就高中物理教学中创设问题情境作了一定的实践研究。

一、联系社会生活创设问题情境

新课程要求，物理教学要加强与生活、现代社会及科技发展的联系。物理教学中许多概念、规律都是建立在对生活现象观察的基础之上，但具有很强的抽象性。这些抽象的知识会给学生的学习带来一定的困难，在物理课堂教学中，紧密联系学生的生活实际，从学生的生活经验和已有的知识出发，利用生活实例创设情境，将物理概念、规律还原到学生熟悉的实际生活中，就能够激发学生兴趣，唤起学生原有的认知与生活体验。例如，在学习角速度概念时，学生提出：既然用线速度可以描述圆周运动快慢，为什么还要引入角速度描述圆周运动快慢呢？我们可以创设月球和地球辩论的情境。地球说：“月球绕地球做圆周运动每秒钟走过的弧长为0.99千米，而我地球绕太阳做圆周运动每秒钟走过的弧长为29.78千米，所以我跑得快！”月球说：“我绕地球转一圈只需要28天，而地球绕太阳转一圈需要一年365天，所以我跑得快！”地球与月球说得都有道理，由此可见，仅仅用线速度来描述圆周运动的快慢是不够的，还需要从另一个侧面描述圆周运动快慢。因此，要引入角速度这个物理量来描述圆周运动的快慢。此例子虽然比较简单，但体现了新课程标准下情感态度与价值观的目标，以自然界的奇妙引入，激发学生对科学的好奇心与求知欲，引导学生去探究科学，探索科学。

二、利用物理实验创设问题情境

物理是一门以实验为基础的科学，各种物理实验以其直观性、形象性为学生提供了丰富的感性材料，使其充滿着趣味性、思维性、挑战性、探索性和创造性，能有效激发学生的好奇心和求知欲。利用实验内容的魅力创设问题情境，可以充分发挥学生的主体性，有利于教师引导学生通过对实验的观察、研究和分析去思考问题、探索问题，从而揭示物理现象的本质、探究物理现象的内在规律。例如，在讲《力的分解》一节时，取一个质量较大的钩码放在桌子上，手拿细线问学生：“要把钩码用手里的细线提起来，是用一根线易断呢还是两根线易断？”按照学生的生活经验，当然是一根线易断。但实验演示的结果是：用一根细线可以将钩码稳稳地提起；用两根同样的细线（故意使两线间有一较大夹角）提钩码时，细线断了。“为什么两根线的效果反而不如一根线呢？”学生产生了强烈的思维冲突，进入了愤悱状态，认知的矛盾上升为学习的动力。这一实验现象也为消除教学疑点――合力不一定大于分力，提供了佐证。

三、通过认知矛盾创设问题情境

在学习物理知识之前，由于日常生活的积累，学生对自然界中的物理现象有了自己的认识，先入为主的生活经验在学生的思维中形成观念，这就是所谓的前概念。在教学的过程中，利用学生的前概念意识和物理实验结果的矛盾激化学生的问题意识。如在《力的分解》这一节中，教师先出示一个大砝码（比平时实验用的钩码大得多，在学生头脑中形成一个砝码很重的概念）和三根细棉线。问学生是用一根棉线提砝码时线会断，还是用两根棉线提砝码时线会断？学生很快就回答是用一根线会断。教师做实验，结果用一根棉线可缓慢地、稳稳地把砝码提起来，而用两根棉线提砝码时（有意加大两棉线之间的夹角，大于120°）可以看到棉线断裂，不能把砝码提起来。学生对实验的结果感到愕然，带着浓厚的兴趣思考为什么会产生这样的现象？此时教师组织学生进行探究活动，寻找问题的答案。

四、结合物理学史创设问题情境

物理学史包括科学知识与科学研究的方法以及物理学家忘我的精神和为之奋斗的历程。结合物理学史创设问题情境，既可以让学生深刻感悟物理学家在探索物理知识过程中所经历的艰辛和挫折，从而给予学生启迪和教育，也能使学生获取科学的研究方法，使学生感受到探究物理的乐趣。例如，在教学《万有引力定律》这一节时，我向学生设置了如下问题情境：我们都生活在地球上，那么你们是否思考过该如何测出地球的质量？你们利用万有引力定律猜想一下牛顿是如何获得答案的？牛顿曾经做过这样一种设想：如果一个人站在山顶上，沿着水平方向扔出一颗石头，那么，由于石头所受引力的作用，石头会沿着一条抛物线落在地上。但是，如果使石头的初速度得到不断增加，石头就会飞得越来越远。那么，如果初速度增加到一定程度，那么石头以后的运动情况会如何？这样，通过结合牛顿的设想向学生提出问题，既能让学生体会到科学家忘我的探索精神，也能促使学生积极开动脑筋对问题展开思考，并且体会到探究物理的乐趣。

总之，作为高中物理教师，我们要在教学过程中积极创设符合教材内容和学生认知特点的问题情境，以此来激发学生的物理学习兴趣，培养学生的问题意识，提升学生分析问题、解决问题的能力。