优化问题情境设计提升学生探究效率

鲍 龙

(江苏省如皋市第一中学 226500)

在引导学生进行科学探究时，我们都要创设一定的问题情境，这些情境可能是一个实验，也可能是一个生活片段，还可能是一段科学故事等等，只要能够有助于对学生进行启发和引导，能够提升学生的探究效率，一切都可以成为情境创设的素材.

一、从学生的生活和经验取材设计问题情境

科学的认识本就源自人们对生活的观察和体验，教学过程中教师要充分利用学生熟悉的实例，并结合生产生活中的场景来设计问题情境，或是从学生关心的话题切入来完成情境创设，这样的设计可以让学生真正感受科学探究的意义，并藉此来思考物理知识在生活和生产的应用.这样的问题情境将对学生的好奇与兴趣产生激发作用，同时还能帮助他们明确物理学习的目标，而且学生在富有生活韵味的问题情境展开探索，他们也将更容易感受到物理学习的乐趣.

比如在引导学生认识滑动摩擦力时，我们可以在课前就布置这样的思考题：生活中哪些现象的解释需要用到滑动摩擦力？结合已有的认识和经验，你觉得哪些场合下需要用到滑动摩擦力？如果要减小滑动摩擦力，你可以怎样操作？学生针对这些问题在课前就结合初中阶段的学习以及对生活经验的感悟展开研究，他们还在学习小组中展开了交流和讨论，课堂上我们先安排学生汇报自己的研究成果，由此来唤醒大家的回忆.在此基础上，教师再启发学生猜想滑动摩擦力大小的影响因素，学生提出了若干猜想：接触面的粗糙程度、物体的重力、相互之间的弹力、接触面积大小等等.当猜想提出之后，教师可以引导学生设计实验来检验其正确性，他们自主思考，并探讨如何选择器材，如何测定滑动摩擦力，如何控制变量等等，在完成实验设计之后，教师安排学生展开分组实验，最后还要求他们在实验结论的展示和交流中完善探究结论.

要有效地结合学生的认知和经验来创设情境，教师就必须深入学生的生活，掌握学生的兴趣所在，这样我们所创设的情境才能最大程度地激起学生探求的欲望，同时还能让学生深切体会到物理知识就在自己的身边，他们也会由此而养成全面观察、勤于思考的学习习惯.

二、通过物理实验来设计问题情境

实验不仅是我们引导学生研究物理原理的重要方法，它同时也能有效激活学生的学习兴趣，而且对学生科学态度和科学方法的培养也很有帮助.科学性、直观性和形象性是物理实验的重要特点，实验为学生的认识提供了大量的感性素材，同时还能展示物理学科的挑战性、创造性和探索性，因此结合物理教学的需要，进行演示实验或学生实验，能有效创设问题情境.

比如在指导学生研究感应电流的方向有什么规律时，课堂演示实验与探究实验是必不可少的，首先我们通过实验让学生在直观层面感受到感应电流方向上可能存在某种规律，然后再提出问题：(1)感应电流的方向可能受哪些因素影响？(2)我们应该怎样进行实验？(3)我们在实验中要采集哪些数据？(4)怎样设计记录数据的表格？当学生通过实验获取相应的信息之后，我们再进一步完善问题情境的创设，提出问题：(1)你能否用自己的语言来总结实验中发现的现象和规律？(这一问题直接让学生进行回答还是存在难度的，但是教师可以多加鼓励，在表达科学性和简洁性等方面适当降低要求，倡导他们在相互交流中完善自己对实验的认识.)(2)请将不同情形下感应电流所产生的磁场方向标记出来，然后再尝试着用自己的语言来总结实验结论.这是楞次定律探究的关键一步，引导学生通过感应电流的磁场方向来间接描述电流的特点，这需要教师对学生进行充分而恰当的引导.

三、结合设疑和猜想来设计问题情境

在引导学生进行科学探究时，我们发现设疑和猜想能较好地让学生在原有知识结构上产生矛盾，并激起思维上的欲望.认知上的矛盾其实也正是认知发展的强大动力，因此依托于设疑和猜想所设计的问题情境还能启发学生形成最为科学的学习方法.

比如在指导学生探究“闭合电路的欧姆定律”时，教师可以设计这样一个演示实验：先在外电路断开的情形下，测定电源两端的电压；然后将外电路闭合，再对路端电压进行测量，引导学生比较电压表读数的变化.随后，我们即开始对问题情境进行创设：(1)电源长时间放电之后，其本身温度也会升高，这是什么原因？(这是因为电源内部电阻的存在，使其能够发热.)(2)接上外电路之后，为什么路端电压会减小，减小的电压转移到谁上面去了呢？请阐述你的观点？教师把握住“内电压”这一关键词，引导学生进行猜想，并逐步揭示出这样一个事实：电源的内电压、外电压的和与外电路的结构没有关系，这纯粹取决于电源的材料，同时这也反映了电源的一种特性.教师再提出问题：请猜想电动势与电路内外电压之和的关系，并从理论角度展开分析.

四、结合物理学史来设计问题情境

物理学理论的发展历程有着一段波澜壮阔的历史，这段历史蕴含着大量的方法论和科学思想，在物理教学的过程中，教师可以将物理学史作为素材，将相关理论的发展过程模拟出来，由此设计出问题情境，让学生以研究者的身份充分融入到探究过程之中，这样的处理能够让学生更加深切地经历物理理论的建立过程，更有助于学生对科学思想和方法形成领悟.

比如在引导学生探索“空气中物体落体运动”的有关规律时，我们先介绍亚里士多德对落体运动的观点，鼓励学生从自我认知的角度来进行质疑，当学生结合自由落体运动的规律给出观点后，教师提出问题：物体在实际下落过程中和哪些因素有关？学生纷纷展开猜想，他们指出物体下落快慢的影响因素包括：空气阻力、物体质量、物体体积、物体形状等等.问题进一步延伸下去：如何研究多种因素同时作用的物理问题呢？学生提出控制变量法，并开始进行实验方案的设计，最终在实验探究中得到有关信息，并在进一步的研究和分析中形成认识.

参考文献：

[1]赵顺法.物理课堂教学中创设问题情境的研究[J].中学物理教学参考，2000(4).

[2]朱晓晖.新课程理念下的科学探究课的特征——以高中物理教学为例[J].教育理论与实践，2017(2).