利用“问题串”优化物理课堂教学的实践与思考

孙建中

(江苏省句容市第三中学,江苏 句容 212400)



利用“问题串”优化物理课堂教学的实践与思考

孙建中

(江苏省句容市第三中学,江苏 句容 212400)

本文结合教学实践案例,介绍了概念教学、实验教学和习题教学中应用“问题串”来优化课堂教学,促进学生不断达成学习目标,并对“问题串”设计提出了应以“生”为心、以“思”为先和以“启”为纲的要求.

问题串;优化;课堂教学;探究能力

认知心理学认为“问题”是思维活动进行的原动力与牵引力.一堂物理课，无论教什么内容，无论用何种教学媒体，要使课堂生动有效，关键是看教师如何设计问题，引导学生主动参与，从而发现问题，解决问题，生成问题.可以说，问题设计是一堂课的“师生对话指南”，体现了教学目标，影响着教学进度，关系到学生思维活动开展的广度与深度，决定着课堂教学的实际效果.

传统的物理课堂教学往往是就问题讲问题，强调知识的结果，而忽视知识的生成过程，忽视问题间的联系.而“问题串”是指在一定的学习范围或主题内，围绕一定目标或某个中心问题，按照一定逻辑结构精心设计的一组彼此关联的多个问题.在平时的教学中，我们可以通过设计“问题串”，引导学生带着问题进行积极的思考，由表及里、由浅入深地建构知识体系.笔者结合平时的教学实践，谈谈在物理教学中如何合理地创设问题串，优化物理课堂教学，培养学生的物理探究能力，以打开学生的思维，开拓学生的视野.

1 “问题串”设计的实践

1.1 概念教学中的“问题串”设计

杨振宁说过“让学生站在问题开始的地方，要面对原始的问题”.物理概念和规律一般比较抽象，对于缺乏理性认识的中学生来说，接受起来有一定的难度，而如果教师在教学过程中能够利用一系列的问题去创设恰当的“境”，激发学生的“情”，不仅能帮助学生比较容易理解概念和规律，而且能充分地调动学生对物理学习的积极性，使学生由好奇转变为兴趣爱好，由兴趣爱好转变为对物理知识的渴求.

在讲授高中物理人教版选修3-5的第四章第4节“核力与结合能”中的“核力”这一概念时，笔者设计了以下几个问题：

问题1：如何理解原子核的构成？

问题2：氦原子核中有两个质子，质子质量为m=1.67×10-27kg，每个质子带电量e=1.6×10-19C，原子核的直径数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?

问题3：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间大得多的库仑力是不可能的，带正电的质子为什么挤在一起而不散开？

通过对这三个问题的讨论，让学生在轻松、愉快、新奇的心态中，积极主动地参与到教学活动中来，很快理解了“核力”这个概念，达到良好的教学效果.

1.2 习题教学中的“问题串”设计

习题教学是物理教学的重要内容，它是巩固与灵活运用所学物理知识解决实际问题、培养学生的迁移能力的一种主要形式.通过习题教学不但有助于加深对物理知识的理解，同时也有助于提高学生解题技巧及分析问题和解决问题的能力.如果教师在习题课教学中，能够利用“问题串”的方式一题多问、一题多变、以点盖面，从多角度、多方位对习题进行变式，引出一系列与本题相关的问题，举一反三，触类旁通，将起到事半功倍的功效.

在高三进行“带电粒子在复合场中运动”的复习教学时，笔者从常见的一个物理模型开始设置问题，然后不断地变式发问，从而将学生必须掌握的基本物理思想和方法体现出来，现将教学片段展示如下.

图1

题目：如图1所示，一质量为m，带电量为+q的小球用长为L的细线拴接，细线的另一端固定在O点，整个装置处在水平向右的匀强电场中．场强大小为E，且Eq=mg，现将小球拉至与O等高的水平位置A点(线绷紧)，将小球由静止释放，小球恰能摆到与竖直方向成θ角的位置C.

问题1：细线OC与竖直方向的夹角θ为多大？

问题2：小球在速度为零的C处时，细线的拉力为多大？

问题3：小球在C点的切向加速度多大？

问题4：小球摆动过程中在何处速度最大？最大速度为多少？此时细线中的拉力为多少？

问题5：为使小球能在竖直面内做完整的圆周运动，则在A处放手时至少给小球多大的切向初速度？

问题6：若将小球拉到左方与O等高的水平位置B处放手(细线绷紧)，小球将做什么运动？小球再次运动到细线绷紧需要多少时间？

问题7：细线绷紧瞬间，线中拉力对小球做不做功？若做功，做功的大小是多少？

问题8：小球从B处释放后，运动到圆弧最低点M时的速度多大？

这样一连串的问题，能调动大部分学生的思维，帮助他们理解知识.在习题教学的过程中，教师一定要设计有效性问题，将“知识串”变成“问题串”，用问题引导学生思考的方向，用问题激活学生的思维，用问题帮助学生理解知识的真谛，以培养学生能力.

1.3 实验教学中的“问题串”设计

实验教学是中学物理教学的重要组成部分，在物理实验教学中，教师利用问题串进行教学，就是围绕某个特定的教学内容，设计一系列有针对性的问题，帮助学生思考和理清实验的来龙去脉，引导学生进行实验操作，促成学生不断地思考和归纳，最终达成实验目标.

以“研究决定电阻大小的因素”为例，谈谈有效问题串的设计.

问题1:请你猜想电阻大小可能与什么因素有关?

问题2:你认为该用什么实验方法验证你的猜想?

问题3:如何设计实验电路?需要哪些实验器材?

问题4:研究电阻大小与材料的关系时，如何进行操作?你有什么发现?

问题5:探究电阻大小与长度的关系，如何操作？能得出什么结论?

问题6:电阻的大小除了与材料、长度有关，还可能与什么因素有关?如何用实验来验证你的猜想?

问题7:用灯泡做这个实验，你会发现电流表有什么变化?什么因素影响了灯泡电阻的变化?说明了什么问题?

问题8:在实验过程中，你还有其他发现吗?你觉得实验操作还能做哪些方面的改进?

让学生围绕主问题，先分成几个小问题进行逐个探究和讨论，一步步引导学生开展实验操作.整堂课通过对这些问题的探究，使学生在实验过程中目的更加明确，思路更加清晰，实验时间得到了有效保证.实践证明，学生在这个实验中，不仅操作目的性强、效率高，而且获得的体验也是非常丰富的.

2 “问题串”设计的思考

物理问题是教学活动的基本载体，物理问题的解决过程是学生掌握物理知识、培养物理能力、提高物理学科核心素养的重要途径.当然，这要求教师有很高的课堂驾驭能力，笔者认为以学生自主探究为中心的物理课堂教学应把握以下原则.

2.1 “问题串”设计应以“生”为中心

在充分发挥教师的主导作用的前提下，物理课堂教学要以学生为中心.教师必须在思想上树立全方位的学生主体意识，设计问题串，让学生主动参与、积极思考、踊跃发言，提供多种机会让学生展开充分、自由的讨论.教师的主导作用主要体现在对学生进行有效、成功的思维引导，教师在课堂教学中不仅要起到导学、助学和促学的作用，更要把课堂的主动权、课后的探究权交给学生.教师只有抓住恰当的机会，用恰如其分的力度和清晰明白的语言对学生进行恰当的思维引导，培养学生善于观察、勤于思考的习惯，才能使学生更具悟性.

2.2 “问题串”设计应以“思”为先

思维是智力发展的核心，物理教学必须集中发展学生的思维品质，培养学生的探究思维能力.因此，教师在组织教学时，要引导学生运用物理思想方法，积极思考，让学生学会思考，这是优化课堂教学过程，发展学生思维能力的重要举措.教师根据每节课的教学内容，找准一个引发新问题的“生长点”，向学生提出层层深入的问题，以激起学生对学习的兴趣、好奇心和求知欲，从而启迪学生思维，开展主动的学习活动.

2.3 “问题串”设计应以“启”为纲

现代认知心理学认为人的认识活动并非是对于外部世界的简单被动的反映，而是一个主体在其中发挥了积极作用的过程.因此，学生的学习活动不应该看成是对教师所授知识的被动接受，而是以其已有的知识和经验为基础的主动建构过程.所以，教师在自己的教学实践中，要采取有力举措，进行启发式教学，努力做到“四个充分”：充分发挥学生主体性，充分调动学生的好奇心，充分开发学生的创新思维，充分挖掘学生的创造潜能，使学生的创造性思维在课堂上凸显出来.

总之，“问题串”教学实际上是在教学活动中将某一学习内容以“问题串”为线索，并将难度较大的问题依照知识、能力、思维层次与结构拆分成相关的多个问题后串联呈现，有利于学生将知识由未知引入已知，有利于将学生的学习由了解、理解、应用等较低层次引向分析、综合、评价等较高层次.同时“问题串”教学为学生提供了一个交流、合作、探索、发展的平台，使学生在问题解决中学会思考、学会学习、学会创造，感受到知识的价值和物理的魅力.

[1] 陈琦，刘德儒.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2007.

[2] 卞志荣.用”问题导学法“提高讲评课的有效性[J].物理教学，2013，(5).