福建省三明市沙縣第一中學(xué) 李 華

以問(wèn)題為中心進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將學(xué)生整體認(rèn)知情況、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)作為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)針對(duì)性的問(wèn)題，以此為實(shí)驗(yàn)探究的主線。高中物理教師應(yīng)采取相應(yīng)的指導(dǎo)策略，重點(diǎn)培養(yǎng)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)能力，而且在處理問(wèn)題的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生更加深刻地理解問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題解決能力和對(duì)于實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)理解。

一、簡(jiǎn)析問(wèn)題為中心的基本內(nèi)涵

以問(wèn)題為中心的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要指的是在進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，將問(wèn)題作為教學(xué)中心，而實(shí)驗(yàn)則是教學(xué)手段，物理教師通過(guò)問(wèn)題來(lái)組織課堂教學(xué)，而在課堂上學(xué)生以問(wèn)題展開知識(shí)學(xué)習(xí)，是問(wèn)題把教學(xué)整個(gè)過(guò)程串聯(lián)，物理實(shí)驗(yàn)把知識(shí)結(jié)合理構(gòu)建起來(lái)，從而形成問(wèn)題為中心的高效物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中通過(guò)辨析與觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集、整理和分析實(shí)驗(yàn)信息，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并修正實(shí)驗(yàn)方案，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、理解、分析和處理能力，從而在激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的同時(shí)增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，這能為學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、以問(wèn)題為中心開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)原則

（一）層次性

不同學(xué)生在認(rèn)知水平、知識(shí)基礎(chǔ)、興趣愛好、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面存在差異。以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，忽視學(xué)生之間的個(gè)體性差異，僅是采取相同的教學(xué)要求對(duì)待全體學(xué)生，這會(huì)造成一些學(xué)生覺得物理實(shí)驗(yàn)沒有挑戰(zhàn)性，還有些學(xué)生會(huì)感到實(shí)驗(yàn)要求過(guò)高，從而喪失參與物理實(shí)驗(yàn)的信心。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以問(wèn)題為中心，通過(guò)問(wèn)題串為學(xué)生設(shè)計(jì)層次明顯的問(wèn)題，班級(jí)的優(yōu)等生對(duì)這些問(wèn)題會(huì)多些期待，至于后進(jìn)生僅回答相應(yīng)的部分問(wèn)題即可，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，鼓勵(lì)其積極投入實(shí)驗(yàn)探究。同時(shí)，問(wèn)題設(shè)計(jì)還需體現(xiàn)一定的針對(duì)性，依據(jù)層次不同學(xué)生的能力與學(xué)習(xí)要求，開展?jié)M足各層次需求的差異性教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)而為提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造條件。

（二）科學(xué)性

若是過(guò)度強(qiáng)調(diào)靈活多變，最后只會(huì)出亂子。物理實(shí)驗(yàn)需要靈活多變，可是靈活需要有一個(gè)清楚的限度，這便是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與思想的科學(xué)性。解決問(wèn)題是需要達(dá)到某一指定的目標(biāo)狀態(tài)，出于達(dá)成物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，應(yīng)首先掌握問(wèn)題實(shí)質(zhì)，找出正確的實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)；其次需要判斷設(shè)計(jì)方法的可行性、儀器選用的科學(xué)性，做到每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟均仔細(xì)思考、深入分析。

（三）目標(biāo)性

如果心理活動(dòng)沒有清晰的目標(biāo)，則不能稱之問(wèn)題解決，只有目的性明確的物理實(shí)驗(yàn)，才會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行有意義的觀察，引起學(xué)生的有效思考，從而吸引學(xué)生更加主動(dòng)地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)并探索其中的物理規(guī)律，并非單純追求直觀的表象或是形式的趣味性。在準(zhǔn)備物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，物理教師應(yīng)該回答以下幾方面問(wèn)題：（1）學(xué)生已掌握的知識(shí)有哪些？（2）需要學(xué)生掌握哪些知識(shí)？（3）學(xué)生應(yīng)要形成哪些能力？（4）怎樣引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、理解并處理問(wèn)題且形成相關(guān)方法？

三、開展以問(wèn)題為中心的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)路徑分析

（一）以問(wèn)題串進(jìn)行新課導(dǎo)入

以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例——自由落體運(yùn)動(dòng)”為例，不同物體的落體運(yùn)動(dòng)，有不同的下落速度，為讓學(xué)生重新認(rèn)識(shí)物體下落，找出其中的規(guī)律，教師可以這樣的問(wèn)題串幫助學(xué)生觀察物理演示實(shí)驗(yàn)：（1）不一樣的物體其下落快慢一樣嗎？（2）在同一高度讓一枚硬幣和一張紙片同時(shí)下落，哪個(gè)先落地？（3）是否存在不同的物體但是下落快慢相同？（4）把紙片揉成紙團(tuán)，然后和硬幣在同一高度同時(shí)落下，哪個(gè)先落地？（5）相同的物體下落快慢能否有不同的現(xiàn)象？（6）完全相同的兩個(gè)紙杯，相隔一段距離讓它們一上一下，若是同時(shí)放手，哪個(gè)先落地？（7）物體下落的快慢會(huì)受到哪些因素影響？（8）下落中的物體受哪種力的作用？（9）刨除重力，是否還會(huì)受到別的力的作用？（10）物體下落與哪些因素相關(guān)？

教師在演示第二個(gè)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生會(huì)觀察到硬幣先落地；在演示第四個(gè)問(wèn)題時(shí)卻是紙團(tuán)和硬幣同時(shí)落地，和很多學(xué)生給出的答案不符，以此形成認(rèn)知沖突；在演示第六個(gè)問(wèn)題結(jié)果時(shí)學(xué)生的好奇心被激發(fā)出來(lái)，甚至有學(xué)生提出：“一模一樣的紙杯難道也有下落快慢之分嗎？”這種遞進(jìn)式的問(wèn)題串，會(huì)推翻大部分學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)，然后在小組過(guò)討論后提出：物體下落時(shí)也會(huì)受到來(lái)自空氣的阻力，而上面的紙杯受到較小空氣阻力，下面的紙杯會(huì)受到較大空氣阻力，因此是上面紙杯運(yùn)動(dòng)得更快。趁熱打鐵，教師在此時(shí)為學(xué)生播放“毛錢管”實(shí)驗(yàn)，觀察在真空環(huán)境下，質(zhì)量和形狀不同的物體的下落。然后教師提出一個(gè)終極問(wèn)題：“在不受到空氣阻力的影響下，物體會(huì)進(jìn)行怎樣的運(yùn)動(dòng)？”再由學(xué)生自己總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)。

（二）以問(wèn)題為中心進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)

分組物理實(shí)驗(yàn)的每個(gè)因素不應(yīng)是突兀過(guò)渡的，需依據(jù)實(shí)驗(yàn)思想逐漸推動(dòng)進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)研究中，產(chǎn)生問(wèn)題加之教師的問(wèn)題引導(dǎo)，處理每個(gè)問(wèn)題，讓各因素過(guò)渡平穩(wěn)有序。針對(duì)不同的分組實(shí)驗(yàn)、不同的因素會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，其也需要教師精心設(shè)計(jì)當(dāng)中的問(wèn)題，確保學(xué)生能真正理掌握實(shí)驗(yàn)原理、目的等因素，在“產(chǎn)生—解決—產(chǎn)生”問(wèn)題的螺旋過(guò)程中收獲新知。學(xué)生在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)處在主體地位，為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度，通常教師會(huì)設(shè)計(jì)由淺入深的問(wèn)題。在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)，物理教師需要巡視指導(dǎo)并給予學(xué)生相應(yīng)的提示，適時(shí)提出啟發(fā)性問(wèn)題。通過(guò)有效點(diǎn)撥活躍學(xué)生思維，從而逐步培養(yǎng)其全面、具體地認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，由感性認(rèn)識(shí)過(guò)渡到理性認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化物理思維能力。分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程如下圖所示。

分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程結(jié)構(gòu)示意圖

（三）創(chuàng)設(shè)有助于問(wèn)題激發(fā)的情境

第一，物理教師應(yīng)該為學(xué)生設(shè)計(jì)合適的問(wèn)題。很多高中學(xué)生會(huì)依靠教師講授的學(xué)習(xí)方式，有關(guān)問(wèn)題的提出需要保證問(wèn)題符合所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境，不要生硬地提問(wèn)。而且提出的問(wèn)題最好是學(xué)生熟悉和感興趣的，因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了課前預(yù)習(xí)，所以教師的提問(wèn)可以和物理教材相脫離。

第二，情境化地呈現(xiàn)問(wèn)題。應(yīng)保證提出的問(wèn)題和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境相一致。

第三，問(wèn)題間需要有梯度且相互聯(lián)系，由表及里地設(shè)置問(wèn)題。唯有如此，才會(huì)真正引發(fā)學(xué)生主動(dòng)積極思考。以“圓周運(yùn)動(dòng)”為例，教師應(yīng)制造輕松的課堂氛圍，提問(wèn)階段避免問(wèn)題散亂。例如，播放汽車轉(zhuǎn)彎翻車的視頻，向?qū)W生提出這樣的問(wèn)題：“汽車在轉(zhuǎn)彎中，做了哪種運(yùn)動(dòng)？”再比如，依據(jù)牛頓定律能知道物體受力情況會(huì)決定物體的運(yùn)動(dòng)，提出：“汽車在轉(zhuǎn)彎中，會(huì)受到哪些力？”

（四）注重發(fā)散與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的探索學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教師不要將思維難度隨意提高或是降低，應(yīng)是從始至終清楚學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，合理分析其思維發(fā)展情況，確保思維的流暢性及連續(xù)性，最好根據(jù)學(xué)生的思路，以其所處的思維層次，設(shè)計(jì)與調(diào)整物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)多元化的方法解決同一個(gè)問(wèn)題，以“一問(wèn)多答”或是“一題多解”的方式培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。有時(shí)學(xué)生在操作物理實(shí)驗(yàn)后，并不能全面深刻地解答，物理教師在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該依據(jù)學(xué)生的具體情況采取小組合作學(xué)習(xí)模式，或者是組織和學(xué)生之間的互動(dòng)，通過(guò)教師和學(xué)生的交流啟發(fā)其問(wèn)題解決思路。

綜上所述，以問(wèn)題為中心的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，首先要培養(yǎng)與激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以問(wèn)題為主線開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，讓學(xué)生能更活潑生動(dòng)地學(xué)習(xí)；通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生不只是利用所學(xué)知識(shí)與常用方法處理問(wèn)題，不斷激發(fā)其物理學(xué)習(xí)需求。其次，訓(xùn)練并教授解決問(wèn)題的策略方法。實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題解決相結(jié)合，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境中將問(wèn)題正確解決，習(xí)得科學(xué)的思維方法，將教師經(jīng)驗(yàn)逐漸內(nèi)化變成自己的。最后，注重問(wèn)題思考習(xí)慣的養(yǎng)成。通過(guò)問(wèn)題串引導(dǎo)學(xué)生自覺發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)習(xí)主動(dòng)性并培養(yǎng)觀察意識(shí)與能力。