基于“四何”问题的高三物理实验题评讲课教学实践研究

【摘要】：物理学是一门基于观察和实验的科学，实验在物理学中占据很重要的位置，高考的实验题更是我们得分的重要阵地，高三的学生们在解实验题的时候会觉得无从下手，究其原因是学生习惯了依靠由老师提出问题，再由问题带动思维，而缺失了自己提问题的能力，其实对于高三的学生，经过高一高二两年的学习，头脑里已经有了一定的信息存储量，因此在高三的复习备考阶段，最重要的问题是如何有序地让学生调动头脑中存储的信息来解题。本文试述如何以“四何”问题形成固定“问题链”让学生学会有序地调动头脑中存储的信息，总结出思考实验题的解题思路。

【关键词】：实验题、有序、“四何”问题、问题链

一、实验题在高三备考中的重要性以及评讲过程中遇到的问题

物理学是一门基于观察和实验的科学，其学科的核心素养是：物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。实验题是考查物理学科核心素养的重要手段之一。因此，物理科的考试从初中到高中，从小考到大考，实验题都占了相当大的分值。因而，在高考备考中，实验题的备考也是整个高三物理备考的重要组成部分。

基于我们学校的生源，以全国卷的难度标准，在高考备考过程中，我们必须要有所取舍，而实验题则是我们得分的重要阵地。因此高三的每次月考或统考的实验题我们都会认真的评讲。在实验题评讲的过程中，笔者发现很多的学生会反映实验题里的实验都不是书本里的实验，这些实验从来都没有实际操作过，有时候甚至不知道这个实验到底在做什么，解题更是无从下手，总是希望老师能教会他们一个解实验题的“套路”。

二、教学中的“四何”问题

教学是由问题构成的，教学的一切都可以说成是问题的衍生物（朱德全，2002）。问题是教学逻辑的起点，几乎所有的教学活动都与各种形式的问题有关。教学问题的设计能够让教师预先构造好教学思考的框架，培养学生科学思维的持续发展。因此，在各学科的教学研究中都会有对于利用设问提高课堂有效性的研究，但这些研究大多是在教师的教学设计层面出发，由于每节课的内容和教学目标都不一样，教师对课程进行剖析后提炼出不同的“问题”，并以问题带动学生的思维。然而，笔者在高三的教学中发现，很多学生经常会跟老师说：“这道题经过老师讲评就觉得很简单，但让自己独立完成又觉得很难。”出现这种现象是因为学生习惯了依靠老师提问带动思维，而缺乏了自己思考提问的能力。

欧阳文在其文章《学生无问题意识的原因和问题意识的培养》中认为学生缺乏问题意识主要是由于信息障碍，分析主要原因有以下两点：（1）信息储存经常处于无序状态，学生有问题时很难调出信息。（2）掌握了一定的信息之后，学生遇到问题就会习惯成自然懒于思考，思维上的惰性直接影响学生问题意识的产生。问题是启发思维的源泉，一个人的头脑中产生问题才会促使他去思考，想办法来解决这些问题，任何事物，如若没有问题，就会没有发展。笔者认为要培养学生分析和解决问题能力的先决条件是：让学生学会提出问题，一个有创造力的教师应该教给学生面对大量信息应该如何提出问题的方法。然而，在传统教学模式下很多学生都习惯于听老师讲，形成了老师提问学生回答的思维方式，学生没有提问的习惯和技能，或者有提问的想法但是不懂得如何科学地表达自己的问题。

对于高三的学生，经过高一高二两年的学习，头脑里已经有了一定的信息存储量，因此在高三的复习备考阶段，最重要的问题是如何有序地让学生调动头脑中存储的信息来解题。针对高三实验题的特点，笔者认为教师可以利用“四何”问题设计形成一个固定的“问题链”，让学生利用“四何”问题这一思维套路去解题是一个有效的方法。它可以让学生学会有序地提取信息，逐漸形成自己“提问”，并且用问题去带动思考，最终有效地解决问题的解题习惯。

美国的教育学家伯尼斯·麦卡锡（Bernice McCarthy）总结提炼一套完整的4MAT模型教学法，在麦卡锡的4MAT模式中，曾采用“四何”问题分类法，即“是何、为何、如何、若何”。

1. 是何（what）：一般是指定义性问题、事实性问题，该类问题的解决意味着学生已经获取了该事实性知识。

如：什么是重力？--本质

这个实验要做什么？--内容

学习的基本方式：信息搜集、记忆、理解。麦卡锡认为“具体一行动”型学习者偏好“是何”类问题，关注概念。对应的学习功能是：透彻掌握概念。

2. 为何（why）：表示目的与理由的问题，说明为什么，有关目的、价值、意义、理由的问题。指向原理、法则、逻辑等问题，该类问题的解决意味着原理性知识的获取。

如：物体为什么会受到重力的作用？—原由

这个实验为什么这样做？--目的

学习的基本方式：反思、信息搜集，也可通过探究获得。麦卡锡认为“具体反思”型学习者偏好“为何”类问题，关注意义。对应的学习功能是：把握学习价值。

3. 如何（how）：一些表示方法、途径与状态的问题，说明怎么样，用什么方法、手段、途径，处于怎样的状态或情况等问题。指向表示方法、途径与状态，如技能与流程性问题等该类问题的解决意味着策略性知识的获取。

例如：为了达到实验目的，这个实验是怎样做的？--方式、方法

学习的基本方式：方式--在做中学习，也就是只有通过经历才能获得经验。状态--在体验中学习。麦卡锡认为“抽象--行动”型学习者偏好“如何”类问题，关注应用。对应的学习功能是：积极操练技能。

4. 若何（if）：一些表示情境条件变化的问题，当条件发生变化时，“如果要是”“是否”“即使”等情况下的问题。条件发生变化可能产生新结果的问题，如：假设性问题等，该类问题的解决意味着创造性知识的获取。

如：如果不用这个方法，这个实验还可以怎样做？

学习的基本方式：猜想，情境中学习，发散与创造性地学习。麦卡锡认为“抽象--反思”型学习者“若何”类问题，关注创造。对应的学习功能是：灵活自如运用。

三、利用“四何”问题解决高三物理实验题

高三的实验题的难点在于经常会有一些创新的实验方法，学生看到这些与书本实验不一样的做法就会觉得“无从下手”，即使头脑中有很多相关的信息存储也不知道该提取哪条。笔者认为可以用“四何”问题组成的问题链：是何（what）     如何（how）为何（why）若何（if），指引思考的方向，有序调动学生头脑中的信息存储。让学生每次拿到实验题时，一问“是何”：这个实验要做什么？由此引导学生了解实验目的是什么？二问：“如何”：为了达到实验目的，这个实验是如何做的？由此引导学生清楚实验步骤。三问“为何”：这个实验为何要这样做？由此引导学生深究实验原理。四问“若何”：为了达到实验目的，这个实验还可以怎样做？由此开拓学生思维，举一反三。这样做可以让学生慢慢学会自己提问并以问题带动思维，最终解决问题。下面笔者以评讲2019年广州市一测的23题为例，试述“四何”问题在实验题评讲中的应用：

23.用如图a所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。

（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至      端（填“A”或“B”）。

（2）实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图b的Rt-t关系图线，根据图线写出该热敏电阻的Rt-t关系式：Rt=     （Ω）。

（3）铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一电表和图c所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化），设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图。

（4）结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为℃

。如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：             。

利用“四何”问题的评讲过程如下：

一问“是何”（What）：这个实验要做什么？从题目里可以轻易找到答案：测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。这样可以让学生了解实验目的。

二问：“如何”（How）：为了达到实验目的，这个实验是如何做的（书本里的实验是如何做的？题目实验又是如何做的？）？这个问题可以引导学生了解实验的具体步骤。学生回忆平时我们在实验室测电阻的方法（伏安法测电阻或者直接用多用电表测量）---有序调动学生的信息存储。此时，根据题目所给的电路图，就可以看到这道实验题用的就是伏安法测电阻。这两个问题解决以后，整个实验就清晰了，要用伏安法测电阻，为了保护电路，要连接一个滑动变阻器，让电路中的电流从小逐渐增大，第（1）小题就解决了，第（2）小题直接就是数学问题，根据图像写出函数关系式就可以了。

三问：“为何”（Why）：这个实验为何要这样做？第（3）小题为什么要给你一个恒流电源？这个问题可以让学生学会了解题目的意图，带着这个问题学生就可以想到它可以替代电流表。这样，（3）（4）小题就可以迎刃而解了。

四问：“若何”（If）：如果不用伏安法还有什么方法可以测量电阻呢？这里老师可以给出具体条件 1.如果没有恒流电源和电压表，而另外给一个电流表和一个500Ω的定值电阻，应该如何测电阻呢？2. 如果是给你一个 电阻箱和开关，这个实验还能怎样做？要求学生画出对应的电路图。

3.如果没有恒流电源和流表，而另外给一个电流表和一个5Ω的定值电阻呢？

这样做可以让学生拓宽思路，举一反三，并复习仪表改装的知识、复习电阻箱的特点和用法。评讲完这道题以后，老师找一到同类型的实验题让学生进行练习，强调让学生自己按照：是何（what）如何（how）为何（why）若何（if）的思路进行解题，让学生逐步形成好的思维习惯，以不变应万变。

四、小结

在高三备考中每当复习到实验题的时候，都采用上述的“四何”问题组成的“问题链”引导学生解题，慢慢地笔者发现学生们拿到一道实验题的时候，不再会无从下手了，他们也会自己去用“四何”问题来提问，带动思维，有序调动信息储备，最终解决问题。当然，如果学生所掌握的信息量不足以提出问题，就会导致学生问题意识的缺失，要想在高三的实验题中很好地运用“四何”，书本中讲到的实验基本原理以及各物理实验仪器的使用原理这些基础的知识还是必须要在高三的一轮复习中夯实的。只有信息储备量充足，再配合有效的解题思路，才能有序地调动信息储备，解决问题。

【参考文献】：

【1】《新课程标准》

【2】欧阳文.学生无问题意识的原因和问题意识的培养.湘潭大学学报【J】1999.01 129 页

【3】 高中思想政治课的有效设问研究 陈亚娟-《苏州大学硕士论文》-2015-10-01

【4】[美] 伯尼斯·麦卡锡，丹尼斯·麦卡锡 著，陈彩红，庄承婷 译《自然学习设计》

【5】朗小勇，祝智庭.教學问题设计研究：有效性与支架[J].中国电化教育，2005（10）：49-53

作者简介：朱梅（1978.9）广东人，汉，本科，教师，研究方向：高中物理教学