陶士金 方林

摘要：物理學(xué)科“問題鏈”的設(shè)計(jì)思想是以物理知識(shí)為核心，物理問題為主線，問題解決為目的。設(shè)計(jì)時(shí)，要注意不可隨意，應(yīng)融入情境，不能將問題等同于習(xí)題。單元視角下的“問題鏈”設(shè)計(jì)，還要遵循關(guān)聯(lián)性與層次性相結(jié)合、整體性與局部性相結(jié)合等原則。

關(guān)鍵詞：高中物理問題鏈單元教學(xué)

所謂“問題鏈”，是指在一定的學(xué)習(xí)范圍或主題內(nèi)，圍繞一定的目標(biāo)，按照一定邏輯結(jié)構(gòu)精心設(shè)計(jì)的一組問題，一般由三個(gè)以上的問題組成。教學(xué)中的“問題鏈”是指，教師為了實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平為基礎(chǔ)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和可能產(chǎn)生的疑問，把教材知識(shí)轉(zhuǎn)換成的有層次、系統(tǒng)的一系列教學(xué)問題。

一、“問題鏈”設(shè)計(jì)方法

具體到物理學(xué)科，“問題鏈”的設(shè)計(jì)思想是，以物理知識(shí)為核心，物理問題為主線，問題解決為目的。在設(shè)計(jì)“問題鏈”的時(shí)候，可以先用陳述句方式寫，再改成疑問句——其間，要注意物理語言的規(guī)范化。設(shè)計(jì)問題時(shí)，可以采用“4W1H1I”提示詞策略，即借助“什么（what）”“誰（who）”“什么地點(diǎn)/時(shí)間（where/when）”“為什么（why）”“如何（how）”“如果……那么……（if...then...）”等提示詞。

例如，在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如下“問題鏈”：（1）什么是機(jī)械能守恒定律？（2）實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是誰？（3）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器前，重物靜止的位置應(yīng)靠近還是遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器？（4）什么時(shí)候釋放紙帶？（5）先接通電源還是先釋放紙帶？為什么這么做？（6）怎樣挑選紙帶？（7）如何計(jì)算計(jì)時(shí)點(diǎn)的瞬時(shí)速度？（8）如果挑選紙帶時(shí)沒有挑選第1、2兩點(diǎn)距離約為2 mm的紙帶，還可以怎么處理紙帶？

再如，在統(tǒng)編高中物理（以下皆為統(tǒng)編高中物理教材）必修2《行星的運(yùn)動(dòng)》單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)以下“問題鏈”：（1）行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么？（2）行星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是通過什么力來改變的？這個(gè)力的施力物體是誰？（3）推算行星與太陽(yáng)之間的引力時(shí)，我們將行星的軌道視作圓形，為什么可以這樣處理？ （4）如何運(yùn)用萬有引力定律？它有哪些成就？（5）如果將地球衛(wèi)星模型與太陽(yáng)行星模型等效處理，你可以推測(cè)地球衛(wèi)星滿足的規(guī)律嗎？

二、“問題鏈”設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（一）不可隨意

“問題鏈”中的問題要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，并立足教材、分析學(xué)情來設(shè)計(jì)。即應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，首先研究課程標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的內(nèi)容，然后對(duì)使用的教材及學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，最后確定主要的教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。這樣，才能使問題的針對(duì)性、指向性更強(qiáng)，才能有效落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）應(yīng)融入情境

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問題應(yīng)結(jié)合具體的情境。運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題能力的高低，往往取決于學(xué)生將情境與知識(shí)相聯(lián)系的水平。所以，“問題鏈”設(shè)計(jì)應(yīng)將物理問題有機(jī)地融入生產(chǎn)生活情境，幫助學(xué)生積累在情境中解決物理問題的經(jīng)驗(yàn)，形成把情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)。

（三）不能將問題等同于習(xí)題

“問題鏈”中的問題，應(yīng)是能引導(dǎo)學(xué)生去研究需要解決的疑難和矛盾，需要學(xué)生運(yùn)用物理概念、規(guī)律、原理或思想方法等已有知識(shí)，經(jīng)過一定的探究才能得以解決的問題。即問題應(yīng)指向?qū)W習(xí)發(fā)現(xiàn)和探究的技巧，引發(fā)物理的原始發(fā)現(xiàn)以及學(xué)習(xí)如何思考等。而習(xí)題是用作教學(xué)練習(xí)的題目，其目的是讓學(xué)生鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)過的物理知識(shí)、訓(xùn)練未成熟的技能等。問題可以視為習(xí)題的一部分，但不是所有的習(xí)題都具有問題的特征，二者不能等同。

三、“問題鏈”設(shè)計(jì)原則——單元視角下

當(dāng)下的教學(xué)改革立意于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的任務(wù)，很難通過一節(jié)課就得到全面落實(shí)。從單元角度進(jìn)行教學(xué)，則可以在一定程度上彌補(bǔ)課時(shí)教學(xué)的不足。這自然引出了單元視角下“問題鏈”的研究。單元“問題鏈”的設(shè)計(jì)除了應(yīng)遵循“問題鏈”設(shè)計(jì)的一般性原則（如啟發(fā)性、開放性、科學(xué)性、趣味性等）外，還需要遵循以下特殊性原則：

（一）關(guān)聯(lián)性與層次性相結(jié)合

所謂關(guān)聯(lián)性，是指單元“問題鏈”中的不同問題之間應(yīng)具備一定的邏輯關(guān)系。常見的關(guān)聯(lián)性有并列式、遞進(jìn)式、總分式三種不同形式，以前兩種居多，第三種往往又可以由前兩種組合而成。當(dāng)然，問題之間的聯(lián)系，往往并非單線、單向的，而是縱橫交錯(cuò)、立體交叉的。

例如，在必修2《機(jī)械能守恒定律》單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如圖1所示的并列式“問題鏈”;在必修1《運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系》單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如圖2所示的遞進(jìn)式“問題鏈”;在必修2《拋體運(yùn)動(dòng)》與《圓周運(yùn)動(dòng)》組成的大單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如圖3所示的總分式“問題鏈”。

所謂層次性，有兩層含義。一是從整個(gè)單元來看，單元“問題鏈”與課時(shí)“問題鏈”之間應(yīng)層層深入、步步關(guān)聯(lián)。單元“問題鏈”應(yīng)由整個(gè)單元中最核心、最關(guān)鍵的問題組成，而每個(gè)問題又可以分解到各個(gè)課時(shí)中，構(gòu)成由基本問題組成的課時(shí)“問題鏈”。二是從單個(gè)課時(shí)來看，“問題鏈”的設(shè)置還必須針對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)水平，應(yīng)該具有一定的層次性。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程往往是由淺至深、循序漸進(jìn)的，因此課時(shí)“問題鏈”不能太難或太易，應(yīng)從簡(jiǎn)單的問題開始步步啟發(fā)、逐步引導(dǎo)、層層深入，具有一定的梯度。這就要求教師在了解學(xué)情，對(duì)學(xué)生的已有知識(shí)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上設(shè)置“問題鏈”，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)進(jìn)行同化或順應(yīng)。

例如，在必修1《相互作用——力》單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如下“問題鏈”：（1）初中學(xué)習(xí)過力的相關(guān)知識(shí)，什么是力？怎樣描述力？（2）常見的幾種不同性質(zhì)的力是怎樣產(chǎn)生的？這幾種力的三要素分別是什么？（3）相互作用的力，其大小與方向有什么關(guān)系？ （4）如果多個(gè)力的效果與一個(gè)力的效果相當(dāng)，我們可以怎樣簡(jiǎn)化受力？這樣簡(jiǎn)化科學(xué)嗎？（5）通過前面的研究，我們可以反過來將一個(gè)力用幾個(gè)力來等效嗎？（6）初中學(xué)習(xí)過二力平衡的相關(guān)知識(shí)，而對(duì)于多個(gè)力的平衡，我們又可以怎樣研究呢？

而考慮到學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過力的相關(guān)概念與二力平衡等物理規(guī)律，在本單元第3課《牛頓第三定律》的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如下“問題鏈”：（1）力的作用是相互的，相互作用力的大小有什么關(guān)系？方向有什么關(guān)系？ （2）作用力與反作用力的產(chǎn)生有先后順序嗎？二者性質(zhì)一定相同嗎？ （3）相互作用力與平衡力有什么區(qū)別？（4）牛頓第三定律成立與否和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)嗎？ （5）牛頓第三定律有哪些應(yīng)用？

（二）整體性與局部性相結(jié)合

單元“問題鏈”相比課時(shí)“問題鏈”更加寬泛，它們之間相當(dāng)于根和系的關(guān)系。其中，單元“問題鏈”為根，它是由各課時(shí)的“問題鏈”串在一起所形成的集合。因此，設(shè)計(jì)單元“問題鏈”時(shí)，既要具有全局意識(shí)，從宏觀上統(tǒng)籌整個(gè)單元，也要兼顧各個(gè)課時(shí)。具體來說，應(yīng)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容分析出單元教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)，然后圍繞它們?nèi)轿辉O(shè)計(jì)“問題鏈”;每個(gè)問題之間應(yīng)在內(nèi)容上環(huán)環(huán)相扣、問問相連，在目標(biāo)上步步深入、由此及彼。

例如，必修1《運(yùn)動(dòng)的描述》單元，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)目標(biāo)主要定位于：建構(gòu)質(zhì)點(diǎn)模型及理解位移、速度和加速度等描述運(yùn)動(dòng)的物理量。所以在本單元的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如下“問題鏈”：（1）怎樣判斷物體發(fā)生了運(yùn)動(dòng)？（2）如何描述運(yùn)動(dòng)物體位置的變化？描述位置變化時(shí)需要注意什么問題？（3）如何描述位置變化的快慢？（4）如何描述速度變化的快慢？

具體到某一課時(shí)，也應(yīng)該有基于課時(shí)教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)的“問題鏈”，它比相應(yīng)單元的“問題鏈”更為具體。

例如，在上述《運(yùn)動(dòng)的描述》單元中的《速度變化快慢的物理量——加速度》一課的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)如下“問題鏈”：（1）速度變化怎么計(jì)算？（2）速度變化有快慢之分嗎？（3）可以類比位置變化快慢來定義速度變化快慢嗎？（4）加速度有方向嗎？加速度方向與速度方向一定相同嗎？（5）加速度與速度、速度變化量有關(guān)嗎？速度越大，加速度也越大嗎？通過這些更加具體的“問題鏈”，可以讓學(xué)生更加深入理解加速度的概念，幫助學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)觀念。

當(dāng)然，有些課時(shí)涉及的知識(shí)點(diǎn)不止一個(gè)，我們應(yīng)圍繞某一知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)更為具體的“問題鏈”。

*本文系安徽省教育科學(xué)研究項(xiàng)目“高中物理單元教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的案例研究”（編號(hào)：JK18052）的階段性研究成果。

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