研究问题设计角度 提升问题思维品质——以物理教学设计片段为例

●夏娟娟

在“以问题为中心”的课堂教学中，问题是探究的起始点，是课堂的兴奋点，是知识的生成点，是智慧的增值点，问题对于课堂教学具有核心价值。笔者以为，教师应当研究问题的设计角度，才可能让问题真正成为学生思维的发动机。

一、从因果的角度设计问题，即逻辑型问题

所谓逻辑型问题，就是涉及分析事物的因果关系的问题。 这类问题能够较好地激发学生去探究因果相关的问题，有利于培养学生思维的深刻性、批判性。

例如，在“正确理解楞次定律中‘阻碍’的含义”的教学中， 可以设计如下5 个问题：（1） 谁在阻碍？（2）阻碍什么？（3）如何阻碍？（4）能否阻止？（5）为何阻碍？前4 个问题都是事实陈述型问题，第5 个问题是典型的逻辑型问题。 学生在寻找阻碍原因的过程中发现，阻碍是能量转化的必然结果，产生感应电流的过程也必须遵守能量守恒定律。 因为阻碍的作用是克服磁场力做功，把其他形式的能量（或其他电路的电能）转化（或转移）成感应电流所在回路的电能，没有这种阻碍就不能实现能量的转化（或转移）。 由此可见，学生在这一过程中，思维被引向了新的高度。

二、从评价的角度设计问题，即思辨型问题

所谓思辨型问题， 就是教师呈现一种或几种关于某一物理问题的解释或解答， 要求学生对此进行剖析与评价，并作出科学、合理的选择。 思辨型问题能够让学生从知识的接受者转变成为知识的评判员，有效改变了学生在学习中扮演的角色，进而改变了学生参与学习的方式。更重要的是，思辨型问题能够有效提升学生思维的独立性、深刻性和批判性。

例如，在学习“狭义相对论”后，可以向学生提出这样的问题： 根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的速度公式，有人认为，若F 恒定不变，a 就是一个定值，只要t 足够长，v 就能够达到足够大的值，以至于可以达到并超过光速c。 你对这样的说法有何看法？学生在评判这种说法的过程中，会更准确地理解与辨析牛顿力学与相对论力学中质量概念的差异以及牛顿力学的适用范围。

三、从优化的角度设计问题，即创新型问题

所谓创新型问题，就是教师呈现一种方案（该方案可以由教师提出，也可以由学生提出），让学生按要求逐步改进、优化方案。创新型问题的意义在于激发学生思维的多向性、求异性，让学生逐步养成一种优秀的思维习惯——解决问题不再是最终目标，努力寻找最优质的解决问题的思路才是最大的满足。这类问题对于培养学生思维的批判性、灵活性、独创性都是十分有益的。

例如，在“圆周运动”的教学中，可以设计如下的5 个问题：

问题1：有一辆儿童三轮车，前轮半径为15 cm，脚踏板每1 秒转动1 圈，问小车前进的速度是多大？

学生经过计算发现， 此小三轮车的速度只有0.94 m/s，比较慢。

问题2：同学们能否对这辆车的车轮作出改进，使它能够行驶得更快些呢？ 说出你改进的理由。

学生很兴奋， 很快就设计出了类似于前轮很大的那种老式自行车，同时也发现了该车的弊端。

问题3： 能否进一步改进， 既可以使自行车更快，又可以降低重心，让自行车行驶得更稳呢？

学生经过思考， 设计出了前后轮一样大的现代自行车。

问题4：如今，在自行车计时赛中，自行车的速度可以达到70 km/h，大约20 m/s，这是怎样做到的？请同学们再设计一辆可以达到此时速的参赛自行车。

学生的学习力、创新力得以爆发，很快又设计出参赛自行车，即增大大齿轮与小齿轮的倍率。

问题5：对比普通自行车，谈谈山地自行车上坡和下坡时在使用上的不同，并说明原因。

一连串的贴近学生生活又能引发深层次思考的创新型问题，让学生更好地理解了物理概念和结论，体验了物理在实际生活中的价值， 培养了学生的创新意识。

四、从质疑的角度设计问题，即无疑型问题

所谓无疑型问题， 就是教师或学生呈现关于某一问题的科学解释， 在得到绝大多数甚至全部学生的认同后，教师或学生再提出与科学解释看似相“矛盾”的疑问。 这种“看似无疑，实则有疑”的问题往往是思维品质较高的问题，它让学生在“柳暗花明”的时刻，又出现“山重水复”的状态，这对激发学生的质疑意识是有效的，更是必要的，对于培养学生思维的深刻性、批判性是大有裨益的。

例如，在“实验演示并理论分析同向电流间相互吸引的原因”之后，能够看出学生对理论上的解释是满意的、认同的，似乎无疑了。此时，教师可以提出这样的问题：“同学们， 导线中的同向电流就是两束同向高速运动的电子流。那么，两束同向高速运动的电子流在运动过程中是相互吸引还是相互排斥呢？”很明显，同学们遇到了矛盾，也正是因为矛盾才激发了学生深层次的思维。 同学们你一言，我一语，通过讨论， 学生从两种模型的差异与两种相互作用的区别中化解了矛盾。

五、从迁移的角度设计问题，即类比型问题

所谓类比型问题， 就是在我们面临一个比较生疏或者一个比较难以解决的复杂问题时， 设法找来作为类比对象的一个比原问题简单或熟悉的类似问题。 此类问题主要培养和发展学生以联想为基础的迁移能力， 迁移能力是学生学好物理基础知识的重要能力之一，也是培养和发展学生创新能力的基础。

例如，在“电流强度”的教学中，学生知道电流形成原因之后，可以提出如下4 个问题：

问题1：如何定量描述电流的大小？

从课堂上学生的反应来看， 这个问题是有一定难度的。

问题2：如何定量描述某一段公路的车流量大小？

学生的思维热情被激活，经过讨论交流，给出了描述车流量大小的方法： 一段时间内通过某一路口的车的数量。

问题3： 定量描述车流量大小的方法中包含三大要素，分别是什么？

经过思考，学生总结出，选位置、取时间、计数量是定量描述车流量大小的三要素。

问题4：如何用数学的方法表示车流量大小？

学生发现，可以用数量除以时间来表示。

至此， 在看起来陌生的领域， 用上了熟悉的方法，就好像使自己的思维突然扩大了一倍天地。这类问题的呈现，极大地启发了学生的联想思维，让学生产生了发现问题和解决问题的冲动。

在物理教学中，有许多物理现象不能观察到，有不少物理概念比较抽象，有些物理规律不容易理解。这些给学生的学习带来了一定的困难。 类比型问题则能给这些抽象的事物赋予间接的直观形象， 使研究对象具体化， 把已知对象的明晰性和可理解性迁移到研究对象上去， 使学生比较顺利地认识物理现象，形成物理概念和掌握物理规律，从而学好物理知识，养成良好的流畅性思维品质。

六、从想象的角度设计问题，即假设型问题

所谓假设型问题， 就是在某一假设成立的条件下，要求学生根据自己已有的知识勾画、想象出合理情节的问题。通常表现为：改变问题的条件会对结果产生什么影响？假设是一种重要的思维方式，它往往给学生思考和解答问题提供新的途径，注入新的思维活力。 这对培养学生思维的独创性、灵活性非常有益。

例如，在“高三一轮复习（力学单元）”时，可以设计这样一个问题： 光滑的水平面上放有一块顶角为直角的光滑斜面体，两底角分别为和，且在斜面体的两个侧面上分别放有质量相同的两个木块A 和B，木块从顶端由静止开始下滑，则斜面体如何运动？

经过讨论， 大部分学生根据动量守恒定律得到了正确的答案，即斜面体保持静止。 接下来，教师可以给学生做一个提示：假定斜面是固定的，讨论一下木块下滑时对斜面正压力的水平分量是多大， 并进行比较？学生很快就算出了结果，发现木块下滑时对斜面正压力的水平分量是相等的， 故斜面体不会滑动。教师的提示给学生创设了一种思维的新天地，这种思维方式简单明了，容易理解，计算简单，是一种很好的方法。

诚然，问题设计的角度远不止文中所述的这些，如从开放的角度、 前概念的角度以及从概括总结的角度设计问题等都是值得我们深入研究的。 如何把握好这门艺术，发挥其应有的作用，这是值得我们每一位教师潜心研究的一个课题。