高中物理课堂中问题导向教学的理论基础

【摘要】本文探讨高中物理课堂中问题导向教学的理论基础.通过分析建构主义学习理论、情境认知理论和问题解决理论，阐述问题导向教学在高中物理教学中的重要性和可行性.问题导向教学能够激发学生的学习兴趣，培养学生的物理思维和问题解决能力，促进学生对物理知识的深层理解和应用.同时，探讨在高中物理课堂中实施问题导向教学的策略和方法，为改进高中物理教学实践提供理论支持，对提高教学质量具有重要意义.

【关键词】高中物理;问题导向；课堂教学

物理学作为基础自然科学，其教学不仅要注重知识传授，更要培养科学思维和问题解决能力.传统讲授式教学难以激发学生的学习兴趣，不利于对其综合能力的培养.问题导向教学作为新型教学模式，强调以问题为导向，通过引导学生主动探索和解决问题来进行学习.本文旨在探讨问题导向教学在高中物理课堂中的理论基础，分析其特征、优势及实施策略，为改进高中物理教学实践提供理论支持，促进学生全面发展.

1问题导向教学的内涵与特征

1.1问题导向教学的定义与特征

问题导向教学是一种以学生为中心、以问题为驱动的教学模式.它在真实或模拟的情境中设置有挑战性的问题，引导学生通过自主探究、协作讨论来解决问题，从而达成学习目标.这种教学模式的核心特征包括问题的真实性和开放性，要求问题既贴近学生生活又具有一定的探索空间.学习过程强调主动性和协作性，鼓励学生积极思考、相互交流.知识获取呈现建构性，学生在解决问题的过程中主动构建知识体系[1]REF_Ref14089wh.学习评价采用多元化方式，不仅关注结果，更重视过程和能力的培养.在高中物理教学中，问题导向教学可以围绕“为什么自由落体运动中物体的加速度与质量无关”等问题展开，引导学生深入思考物理现象背后的本质规律.

1.2问题导向教学与传统教学的区别

问题导向教学与传统的讲授式教学在多个方面存在显著差异.教学目标的侧重点不同，传统教学主要关注知识的传授和记忆，而问题导向教学更注重培养学生的问题解决能力和批判性思维.学习过程的主导权不同，传统教学中教师是知识的传授者，学生被动接受；问题导向教学中学生成为学习的主体，教师则转变为引导者和促进者.知识获取的方式不同，传统教学以教师讲解为主，学生直接接受现成知识；问题导向教学通过问题解决过程，让学生在探究中逐步建构知识体系.评价方式也有所不同，传统教学多采用标准化考试评估学生的知识掌握程度，而问题导向教学更重视过程性评价和多元化评价，关注学生在解决问题过程中的思维发展和能力提升.

2问题导向教学的理论基础

2.1建构主义学习理论

建构主义学习理论为问题导向教学提供了重要的理论支撑.该理论认为，学习是学习者在特定情境下，借助他人帮助，利用必要的学习资源，通过意义建构来获得知识的过程.在高中物理教学中，建构主义强调学生是知识意义的主动建构者，而非被动接受者.

例如在学习牛顿运动定律时，教师可以设计一系列与日常生活相关的问题情境，如“为什么坐在突然启动的公交车上会向后倾”，引导学生通过观察、分析和讨论，自主建构对惯性定律的理解.建构主义还强调学习的社会性，鼓励学生通过小组合作、同伴互助来共同解决问题，如设计和完成“探究影响单摆周期的因素”的实验[2]REF_Ref14138wh.此外，建构主义重视学习的情境性，主张在真实或接近真实的情境中进行学习，如利用物理实验室或虚拟仿真技术创设问题情境，使学生在解决实际问题的过程中深化对物理概念和原理的理解.

2.2情境认知理论

情境认知理论强调知识的学习和认知过程与具体情境密不可分，为问题导向教学提供了另一个重要的理论基础.该理论认为，有效的学习应该发生在真实的、有意义的情境中，而不是脱离实际的抽象环境.在高中物理教学中，情境认知理论指导教师创设贴近学生生活经验和物理学科本质的学习情境.

例如在教授电磁感应知识时，可以引入日常生活中的感应充电、电磁炉等应用作为问题情境，激发学生的探究兴趣.情境认知理论还强调学习的社会性和文化性，认为学习是一个社会参与的过程.在问题导向教学中，可以组织学生进行小组讨论、角色扮演等活动，如模拟科学家探究电磁感应规律的历程，让学生在社会互动中建构知识.此外，该理论提出了认知学徒制的概念，强调专家示范、教练指导和脚手架支持的重要性.在物理教学中，教师可以通过示范科学探究方法、引导学生逐步解决复杂问题，最终实现独立思考和问题解决的目标.

2.3问题解决理论

问题解决理论直接为问题导向教学提供了方法论指导.该理论研究人们如何发现、分析和解决问题，以及在这个过程中思维和行为的特征.在高中物理教学中，问题解决理论强调培养学生的问题意识和解决问题的能力.

例如在学习力学时，可以设计“如何优化自行车的结构以提高骑行效率”这样的综合性问题，引导学生运用力学知识分析问题、提出假设、设计实验和得出结论.问题解决理论还关注问题解决的策略和方法，如类比推理、分解-综合等.在教学中，可以引导学生学习并运用这些策略，如在解决复杂的电路问题时，教会学生如何将复杂电路分解为简单电路进行分析.

3实施问题导向教学的策略与方法

3.1问题的设计与提出

问题的设计与提出是问题导向教学的核心环节.高质量的问题应具备真实性、开放性和适当难度.在高中物理教学中，可以从学生的日常生活或科技前沿中提炼问题，如“为什么超导磁悬浮列车能悬浮在轨道上”.问题设计需考虑学生的认知水平和已有知识结构，既要有挑战性，又不能超出学生的最近发展区[3]REF_Ref14178wh.问题的呈现方式也很重要，可以采用多媒体展示、实物演示或情景模拟等形式.在学习光的折射时，可以通过展示“筷子在水中看起来断了”的现象引入问题.问题的提出应遵循由浅入深、循序渐进的原则，引导学生逐步深入思考.在课堂上，教师可以通过提问、引导等方式，帮助学生明确问题的关键点和解决方向，激发学生的探究欲望和思维活动.

3.2小组协作学习的组织

小组协作学习是问题导向教学的重要组织形式.教师需要根据问题的性质和学生的特点，合理分组并分配任务.组内成员应具有互补性，可以按照学习能力、性格特点等因素进行异质分组，促进优势互补和共同提高.在高中物理教学中，可以设置不同的角色，如实验操作员、数据记录员、理论分析员等，让每个学生都能积极参与.教师应制定明确的小组工作规则和时间安排，如在探究“影响电阻大小的因素”时，规定每个小组需在45分钟内完成实验设计、数据收集和初步分析.在协作过程中，教师应适时介入，引导学生进行有效的讨论和交流，鼓励不同观点的碰撞和融合.同时，要注意培养学生的团队合作精神和沟通能力，如组织小组间的成果展示和交流环节，促进知识的共享和深化.

3.3教师角色的转变

在问题导向教学中，教师的角色发生了重要转变，从知识的传授者转变为学习的引导者和促进者.教师需要精心设计学习情境和问题，引导学生主动探究.在高中物理教学中，教师可以通过提出开放性问题，如“如何设计一个能够测量地球磁场强度的装置”，激发学生的创造性思维.在学生探究过程中，教师要适时提供必要的指导和支持，如在学生遇到困难时给予提示，但不直接给出答案.教师还需要具备良好的观察和倾听能力，及时发现学生的思维闪光点，引导他们深入思考.此外，教师应成为学习资源的组织者，为学生提供丰富的学习材料和工具，如物理实验器材、计算机模拟软件等.在课堂讨论中，教师要善于引导学生进行有效的交流和辩论，培养其批判性思维能力.

3.4评价方式的改革

问题导向教学需要进行相应的评价方式改革，从单一的结果评价转向过程性评价和多元化评价.在高中物理教学中，可以采用多种评价方法，如观察记录、小组互评、作品评价等.

例如在学习“探究影响感应电流大小的因素”时，除了考查学生的实验结果，还要关注实验设计的创新性、数据处理的准确性和结论推导的逻辑性.可以设计评价量表，包含问题分析能力、实验操作技能、团队合作精神等多个维度[4]REF_Ref14204wh.

形成性评价也很重要，教师可以通过学习日志、阶段性报告等方式，了解学生的学习进展和思维发展.此外，要重视学生的自我评价和同伴评价，如组织学生对小组展示进行评分和点评，培养其反思能力和评价能力.评价结果应及时反馈给学生，帮助他们了解自己的优势和不足，制订改进计划.

4问题导向教学的双重作用

4.1激发学习动机

问题导向教学可通过设置真实、富有挑战性的问题情境，有效激发学生的学习动机.在高中物理课堂中，教师可以选择与学生日常生活密切相关或具有前沿科技特征的问题，如“为什么5G信号传输速度比4G快”，引发学生的好奇心和探究欲望.这种教学方式将抽象的物理概念与具体实际相结合，使学生感受到物理知识的实用性和重要性.通过小组合作解决问题的过程，学生可体验到成功的喜悦和挫折的挑战，这种情感体验能够增强学习的内在动机.如，在学习电磁感应时，让学生设计并制作简单的发电机，亲身经历从理论到实践的过程，不仅可加深对知识的理解，还可激发学习兴趣.问题导向教学还为学生提供了展示才能的平台，当学生的独特见解得到肯定时，其自信心和学习积极性会显著增强.

4.2培养物理思维能力

问题导向教学为学生提供了锻炼和发展物理思维能力的良好环境.在解决复杂问题的过程中，学生需要运用多种物理思维方法，如抽象概括、模型建立、定性分析和定量计算等.

例如在探讨“如何提高家用太阳能电池板的效率”这一问题时，学生需要综合运用光学、热学和电学知识，建立太阳能电池工作原理的物理模型，分析影响效率的各种因素，并提出优化方案.这个过程有利于培养学生的系统思维和创新能力.

问题导向教学还鼓励学生运用科学探究方法，如提出假设、设计实验、收集数据和得出结论[5]REF_Ref14226wh.

例如在探究“影响碰撞后动能损失的因素”时，学生需要设计控制变量的实验，这可锻炼其实验设计能力和数据分析能力.通过反复质疑、论证和修正的过程，学生的批判性思维和逻辑推理能力可得到提升.

此外，在小组讨论和成果展示中，学生可学会用物理语言准确表达自己的想法，提高科学交流能力.

5结语

问题导向教学在高中物理教学中具有重要的理论基础和实践价值.通过创设真实问题情境，引导学生主动探索和解决问题，不仅可以提高学习兴趣和动机，还能培养物理思维和问题解决能力.然而，实施过程中也面临诸多挑战，需要教师不断探索和改进.未来研究可进一步探讨问题导向教学在不同物理主题中的具体应用策略，以及如何与其他教学方法有机结合，获得更好的教学效果，为培养创新型人才奠定基础.

参考文献：

[1]郭九刚.互联网背景下高中物理高效课堂构建路径[J].中国新通信，2023，25（24）：236-238.

[2]程胜.基于STEAM理念下高中物理教学设计的研究——以测量电路的内阻和电动势为例[J].中国现代教育装备，2022（14）：32-35.

[3]郭诗艺，张金良.核心素养导向下高中物理教学中问题情境创设的探索[J].科教文汇（中旬刊），2020（05）：135-136.

[4]于洪雨.物理核心素养导向下问题设计探究[J].延边教育学院学报，2019，33（03）：193-196.

[5]周祎，马如宝.以问题为导向构建物理模型的过程——“自由落体运动”教学设计[J].物理教学，2018，40（07）：20-22+19.