刍议高中物理教学中的“问题链”设计

陶士金 方林

摘要：物理学科“问题链”的设计思想是以物理知识为核心，物理问题为主线，问题解决为目的。设计时，要注意不可随意，应融入情境，不能将问题等同于习题。单元视角下的“问题链”设计，还要遵循关联性与层次性相结合、整体性与局部性相结合等原则。

关键词：高中物理问题链单元教学

所谓“问题链”，是指在一定的学习范围或主题内，围绕一定的目标，按照一定逻辑结构精心设计的一组问题，一般由三个以上的问题组成。教学中的“问题链”是指，教师为了实现一定的教学目标，以学生的现有知识水平为基础，针对学生学习过程中要学习的内容和可能产生的疑问，把教材知识转换成的有层次、系统的一系列教学问题。

一、“问题链”设计方法

具体到物理学科，“问题链”的设计思想是，以物理知识为核心，物理问题为主线，问题解决为目的。在设计“问题链”的时候，可以先用陈述句方式写，再改成疑问句——其间，要注意物理语言的规范化。设计问题时，可以采用“4W1H1I”提示词策略，即借助“什么（what）”“谁（who）”“什么地点/时间（where/when）”“为什么（why）”“如何（how）”“如果……那么……（if...then...）”等提示詞。

例如，在验证机械能守恒定律的实验教学中，可以设计如下“问题链”：（1）什么是机械能守恒定律？（2）实验中的研究对象是谁？（3）接通打点计时器前，重物静止的位置应靠近还是远离打点计时器？（4）什么时候释放纸带？（5）先接通电源还是先释放纸带？为什么这么做？（6）怎样挑选纸带？（7）如何计算计时点的瞬时速度？（8）如果挑选纸带时没有挑选第1、2两点距离约为2 mm的纸带，还可以怎么处理纸带？

再如，在统编高中物理（以下皆为统编高中物理教材）必修2《行星的运动》单元的教学中，可以设计以下“问题链”：（1）行星的运动规律是什么？（2）行星的运动状态是通过什么力来改变的？这个力的施力物体是谁？（3）推算行星与太阳之间的引力时，我们将行星的轨道视作圆形，为什么可以这样处理？ （4）如何运用万有引力定律？它有哪些成就？（5）如果将地球卫星模型与太阳行星模型等效处理，你可以推测地球卫星满足的规律吗？

二、“问题链”设计注意事项

（一）不可随意

“问题链”中的问题要依据课程标准，并立足教材、分析学情来设计。即应根据教学内容，首先研究课程标准中相应的内容，然后对使用的教材及学生的学情进行分析，最后确定主要的教学目标和重难点。这样，才能使问题的针对性、指向性更强，才能有效落实学生核心素养的培养。

（二）应融入情境

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出，应用物理知识解决具体问题应结合具体的情境。运用物理知识解决实际问题能力的高低，往往取决于学生将情境与知识相联系的水平。所以，“问题链”设计应将物理问题有机地融入生产生活情境，帮助学生积累在情境中解决物理问题的经验，形成把情境与知识相关联的意识。

（三）不能将问题等同于习题

“问题链”中的问题，应是能引导学生去研究需要解决的疑难和矛盾，需要学生运用物理概念、规律、原理或思想方法等已有知识，经过一定的探究才能得以解决的问题。即问题应指向学习发现和探究的技巧，引发物理的原始发现以及学习如何思考等。而习题是用作教学练习的题目，其目的是让学生巩固已经学习过的物理知识、训练未成熟的技能等。问题可以视为习题的一部分，但不是所有的习题都具有问题的特征，二者不能等同。

三、“问题链”设计原则——单元视角下

当下的教学改革立意于核心素养的培养，而核心素养的培养是一个长期的任务，很难通过一节课就得到全面落实。从单元角度进行教学，则可以在一定程度上弥补课时教学的不足。这自然引出了单元视角下“问题链”的研究。单元“问题链”的设计除了应遵循“问题链”设计的一般性原则（如启发性、开放性、科学性、趣味性等）外，还需要遵循以下特殊性原则：

（一）关联性与层次性相结合

所谓关联性，是指单元“问题链”中的不同问题之间应具备一定的逻辑关系。常见的关联性有并列式、递进式、总分式三种不同形式，以前两种居多，第三种往往又可以由前两种组合而成。当然，问题之间的联系，往往并非单线、单向的，而是纵横交错、立体交叉的。

例如，在必修2《机械能守恒定律》单元的教学中，可以设计如图1所示的并列式“问题链”;在必修1《运动与力的关系》单元的教学中，可以设计如图2所示的递进式“问题链”;在必修2《抛体运动》与《圆周运动》组成的大单元的教学中，可以设计如图3所示的总分式“问题链”。

所谓层次性，有两层含义。一是从整个单元来看，单元“问题链”与课时“问题链”之间应层层深入、步步关联。单元“问题链”应由整个单元中最核心、最关键的问题组成，而每个问题又可以分解到各个课时中，构成由基本问题组成的课时“问题链”。二是从单个课时来看，“问题链”的设置还必须针对学生已有的知识水平，应该具有一定的层次性。由于学生的学习过程往往是由浅至深、循序渐进的，因此课时“问题链”不能太难或太易，应从简单的问题开始步步启发、逐步引导、层层深入，具有一定的梯度。这就要求教师在了解学情，对学生的已有知识进行深入分析的基础上设置“问题链”，促进学生对新知识进行同化或顺应。

例如，在必修1《相互作用——力》单元的教学中，可以设计如下“问题链”：（1）初中学习过力的相关知识，什么是力？怎样描述力？（2）常见的几种不同性质的力是怎样产生的？这几种力的三要素分别是什么？（3）相互作用的力，其大小与方向有什么关系？ （4）如果多个力的效果与一个力的效果相当，我们可以怎样简化受力？这样简化科学吗？（5）通过前面的研究，我们可以反过来将一个力用几个力来等效吗？（6）初中学习过二力平衡的相关知识，而对于多个力的平衡，我们又可以怎样研究呢？

而考虑到学生在初中已经学习过力的相关概念与二力平衡等物理规律，在本单元第3课《牛顿第三定律》的教学中，可以設计如下“问题链”：（1）力的作用是相互的，相互作用力的大小有什么关系？方向有什么关系？ （2）作用力与反作用力的产生有先后顺序吗？二者性质一定相同吗？ （3）相互作用力与平衡力有什么区别？（4）牛顿第三定律成立与否和物体的运动状态有关吗？ （5）牛顿第三定律有哪些应用？

（二）整体性与局部性相结合

单元“问题链”相比课时“问题链”更加宽泛，它们之间相当于根和系的关系。其中，单元“问题链”为根，它是由各课时的“问题链”串在一起所形成的集合。因此，设计单元“问题链”时，既要具有全局意识，从宏观上统筹整个单元，也要兼顾各个课时。具体来说，应依据课程标准和教学内容分析出单元教学目标和重难点，然后围绕它们全方位设计“问题链”;每个问题之间应在内容上环环相扣、问问相连，在目标上步步深入、由此及彼。

例如，必修1《运动的描述》单元，依据课程标准，教学目标主要定位于：建构质点模型及理解位移、速度和加速度等描述运动的物理量。所以在本单元的教学中，可以设计如下“问题链”：（1）怎样判断物体发生了运动？（2）如何描述运动物体位置的变化？描述位置变化时需要注意什么问题？（3）如何描述位置变化的快慢？（4）如何描述速度变化的快慢？

具体到某一课时，也应该有基于课时教学目标和重难点的“问题链”，它比相应单元的“问题链”更为具体。

例如，在上述《运动的描述》单元中的《速度变化快慢的物理量——加速度》一课的教学中，可以设计如下“问题链”：（1）速度变化怎么计算？（2）速度变化有快慢之分吗？（3）可以类比位置变化快慢来定义速度变化快慢吗？（4）加速度有方向吗？加速度方向与速度方向一定相同吗？（5）加速度与速度、速度变化量有关吗？速度越大，加速度也越大吗？通过这些更加具体的“问题链”，可以让学生更加深入理解加速度的概念，帮助学生形成运动观念。

当然，有些课时涉及的知识点不止一个，我们应围绕某一知识点设计更为具体的“问题链”。

*本文系安徽省教育科学研究项目“高中物理单元教学中培养核心素养的案例研究”（编号：JK18052）的阶段性研究成果。

参考文献：

[1] 张强.高中物理问题情境创设的实践研究[D].南京：南京师范大学，2015.

[2] 陈辉.高中物理“问题链”教学模式的思考[J].湖南中学物理，2017（6）.

[3] 李秀菊，张颖之，刘恩山.在课堂教学中运用“单元问题”教学策略[J].生物学通报，2006（9）.课堂回放