关于创设有效问题情境在高中物理课堂中的实践研究

摘 要：在高中物理课堂中设置一些有效问题情境能活跃课堂、激发学生学习积极性，促进学生思维发展。笔者在课堂实践中不断揣摩，逐渐积累，从生活经验、认知冲突、实验、知识应用等方面对如何创设有效问题情境进行阐述，并对问题情境创设的实践研究进行了反思，对高中物理课堂教学，尤其是新教材的教学中有较强的可行性和实用性。

关键词：问题情境;创设;教学;高中物理

一、问题的提出

高中物理课堂上，教师往往会设计一些带有目的性的问题，使学生身处这些问题情境中，需要学生积极思考，质疑问难，层层剖析。通过这些活动，促使学生思维得到发展，知识得以应用。

问题设计形式多样，但只有有效的问题情境才能调动学生学习的积极性，让课堂焕发出蓬勃的生气。

什么是有效问题情境？

有效问题情境是指教师所设计的问题情境能让教师的主导作用和学生的主体作用有机结合起来，能激起学生的探究问题的欲望，并能促使他们运用已有知识，通过质疑、分析或推理，去主動建构新知识，有效的问题情境能节约时间 ，使课堂教学安排更合理，学生思维得到有效发展，课堂教学目标达成最高。

然而在教学实践中笔者发现问题情境多，但很多问题情境不够精炼，不能直接冲击学生思维，有些问题情境起点高，学生思维够不着，有些问题设计没有创新，无法激发学生兴趣。问题是否联系实际，能否引发学生思考是学习是否有意义进行的关键所在，所以在新课程高中物理课堂上创设有效问题情境是教师适应新课程，培养学生学科核心素养的重要手段。

二、有效问题情境的创设途径

（一）创设有效问题情境可以从学生生活经验出发

以生活经验为情境，学生感到熟悉，亲切，能快速融入课堂，展开思考，参与到与教师的互动学习中来，从而提高课堂效率。

例1：曲线运动，如何理解曲线运动的方向？

问题创设：

（1）如果雨天骑着一辆没有安装挡泥板的自行车，人身上那个部位更容易沾上泥巴？

（2）如果是你，你会如何安装挡泥板？

这两个问题把学生带入了一个雨天骑车这样一个非常熟悉的生活场景，学生通过自身丰富的体验在学习中交流探讨，发表见解，使学科素养得到发展。

例2：涡流问题创设：

（1）家中吃火锅时用电磁炉，电磁炉上的锅是用什么材料做的？

（2）当锅中的水沸腾时，电磁炉的面板是否十分烫手？

（3）为什么锅的温度已经很高了，而跟它接触的面板温度却不高？那么锅的热量又是怎么来的呢？

这几个问题通过学生生活的体验，发现生活中常见却疏忽的问题，从而激发学生迫切想要知道原因的学习欲望，积极投入到思考中去。

例3：向心力的来源

问题创设：一辆正在转弯的公共汽车上（站立乘客面向汽车前方），某同学拍到这样一张照片，请问汽车正在向左转弯还是正在向右转弯？

几乎每个学生都有遇到过这样的生活场景，在这样一个问题情境的导引下，通过受力分析、牛顿运动定律的应用等高中物理知识将这个实际的问题得到解决。

（二）创设有效问题情境可以从制造学生认知冲突出发

例4：力的分解

问题创设：一件衣服挂在晾衣绳上，想要用力将绳子拉直，能做到吗？

先选择一组力气较小的女生来进行实验，未拉直。男生跃跃欲试，再选择两位力气较大的男生来进行实验，仍然拉不直。学生面面相觑，充满疑惑。

在这段教学中，学生普遍认为只要力气足够大，细绳应该可以被拉直，但却事与愿违，通过两组学生的“表演”产生热烈的气氛，同时也激发了强烈的认知冲突。此时再来引入力的分解的教学恰好解释学生疑惑，令学生茅塞顿开，印象深刻。

例5：向心力问题创设

（1）有一内壁光滑的玻璃漏斗，两质量相等的小球分别沿虚线所在水平面内做匀速圆周运动。两小球所受向心力哪个大？

很多学生会认为这个模型是角速度相等，而半径不同，所以向心力相等。

先不着急做出评论，创设下一问题。

（2）试画出受力分析图，求出合力。

根据受力分析图，可以得到F_合=Gtanθ ，而质量相同，θ相同，则合力相同，即向心力大小相同。由此得到与刚才互相矛盾的结论，促使学生质疑刚才的结论，进而进行更深层次的判断、推理，构建完整的知识体系。

基于认知冲突创设问题情境，能诱导学生质疑原有认识，引发学生积极思考，激发学习的心理能量，提升学生物理学科核心素养。

（三）创设有效问题情境可以从演示实验出发

例6：自感现象。用小灯泡演示自感现象时虽然比较直观，但是不能解决断电自感中电流大小方向如何变化问题，改进实验，用电流传感器直接测出电路中的电流并通过图像显示，利用数字实验把一些难以观察的变化直观的展示，这样的情景能帮助学生更清晰更严谨的了解科学事实。

问题创设：

（1）如图1，合上开关，电路中的电流如何变化？

（2）如图2，电路中串联一个线圈，合上开关，电流有什么不同？

通过数字传感器，分别得到右图两种电流变化图，清晰看到线圈自感对电流变化的阻碍作用

（3）如图3，开关断开时流过电阻R的电流是如何变化的？（实验演示）

得到下图电流变化图，可以清楚地看到电流大小及方向的变化情况

设置电阻R的阻值大一些，可得到电流瞬间反向增大的图线，由此，学生对于教材中小灯泡闪亮一下的问题欣然了解。

例7：在变压器变压比教学中，规律公式的应用往往会忽略此规律适用于理想变压器这个条件，习惯性的把此公式认为是变压器在任何时候都有这个变压关系。

问题创设：

（1）如果把可拆卸变压器上方横着的铁芯抽出，原副线圈匝數不变，灯泡还会亮吗？（引导学生猜测，然后实验演示）

（2）变暗的原因是什么？（引导学生从电压变化分析）

（3）难道这个规律是错误的吗？（启发学生从铁芯被抽出这个角度出发积极思考）

（4）得出的条件是理想变压器，实际情况要充分考虑磁漏问题。

（5）手机无线充电技术的优缺点分析

（四）创设有效问题情境可以从知识应用出发

例8：静电除尘

问题创设：放电现象对人类活动不总是有危害的，人们也可以利用放电现象来进行生产生活，促进社会发展，比如静电除尘，那么静电除尘又是怎么工作的呢？

在这节课中，学生已经了解了尖端放电原理，当存在强电场时，空气分子在强电场作用下被电离成正负离子。结合装置图可以分设几个小的问题情境逐步引导学生应用已学知识进行解释、描述。

问题1：当空气进入到容器内部时，在高压电极下会发生什么现象？

问题2：烟尘在上升过程中是否带电？如果带电带什么电？

问题3：带上电的烟尘会向哪里运动？

例9：高空坠物的危害

2018年广州某高层住宅区，一婴儿不幸被一从20多层楼上坠落的苹果砸中，昏迷不醒。这一新闻除了让人震惊和心痛外，能否用物理知识来了解一个苹果落地时究竟有多大的力？能否估算一下？

问题创设：设一个质量为200g，高为6cm的苹果从20楼的窗户掉下，忽略空气阻力影响，楼层层高3米，苹果接触地面后，苹果上端的运动可看作是匀减速运动，试估算苹果与地面撞击时的平均冲击力。

将苹果的运动进行模型提炼，转变成学生熟悉的问题情境，学生根据动量定理，自由落体和匀变速直线运动规律就可以估算出苹果落地时的作用力。由鲜活的案例，科学的数据对研究的问题进行描述解释和预测，让学生明白高空坠物的危害，促使学好物理，提升科学态度和社会责任意识。

三、对问题情境创设的几点反思

（一）问题设计要有针对性

问题设计应围绕学生当前知识，充分考虑学生学习实际水平，不泛泛而问，为问而问。

例10：完全失重问题创设：

（1）在矿泉水瓶子底部扎一小洞，装满水，可看到水会从洞中流出。如果让矿泉水瓶竖直释放，水还能否流出？

（2）若将矿泉水瓶竖直上抛，情况又如何？

这节课中学生已经学过“完全失重”的概念，符合学生当前学习水平。此两问题设计紧紧围绕“完全失重”的本质是对接触物的压力为零这一特点而展开，通过提问让学生理解“完全失重”的受力特点，达成教学目标。

（二）问题设计有序递进，思维逐次深入

任何一个事件的开展都遵循从简到难，层层递进的过程，学生的学习活动亦是如此。因此，教师在设计问题时应充分考虑学生认知水平，能力水平，帮助学生搭建好知识衔接的桥梁，问题设计应有梯度，分层次，逐渐触及思维深度。

例11：位移概念的建立

问题1：同学们在初中已经学过“距离”这个概念，那为什么到高中还要再来学习“位移”？

问题2：已知一段距离，能否确定位置？比如汽车从A点出发，行驶了1km后抵达B点，能否确定B点位置？

问题3：汽车从A点出发，向南行驶了1km后抵达B点，能否确定B点位置？

问题4：汽车从A点出发，向南沿直线行驶了1km后抵达B点，能否确定B点位置？

以上问题一个一个递进，通过不断否定获得最终概念的完整性，体现了思维的逐渐深入。

（三）问题设计要赋予情感

能引起学生共情的问题设计，会释放学生活力，使之积极参与到问题解决中来，活跃课堂气氛，让学习变成一件愉悦的事情。

例12：万有引力—卫星运动

问题创设：2019年，我国发射的嫦娥4号探测器首次“月背面”软着陆！那么嫦娥4号探测器经地月转移轨道，在环月轨道上B处发动机应点火加速还是减速才能使探测器着陆月球表面？

不得不说嫦娥系列探测器是中国的骄傲，祖国的强大让传说变成现实，并跻身世界先进水平，在问题情境中关注当前科技发展形势，传播当前科技新闻，有利于增强学生爱国热情，为培养中国人自己的科学团队埋下一粒希望的种子。笔者认为，我们的教育应当培养更多为自己国家服务的高科技人才，中学阶段是学生建立正确人生观价值观的重要环节，教师应尽可能想办法在教学中渗透爱国主义教育，努力培养国家需要的人才。

结语

好的问题情境往往能使学生循着知识脉络层层推进思维深度，精准把握学习内容。在教学实施过程中，如何创设有效的问题情境，还有赖于教师自身素质。所以作为教师，始终要以学生为主体，在创设问题情境时充分考虑学情，发挥自身的教学艺术和智慧;教师要钻研教材，深入分析，精准挖掘学生理解上的难点问题，设计精简有效的问题情境，不断改进，逐步积累出一系列有助于提升课堂教学效果的问题情境。此工作精细而量大，需要教师有足够的耐心和持久的热情，以及灵活处理教材的能力，总之，有效问题情境的创设是一项值得教师去研究和实践的任务。

参考文献

[1]廖伯琴主编：高等教育出版社《普通高中物理课程标准》（2017版解读）

[2]陈峰津：杜威教育思想与教育理论 福建教育出版社

作者简介：钟丽霞，1979年12月，女，浙江省杭州市，最高学历：大学本科，职称：一级教师，研究方向：高中物理，邮编：311400，单位：浙江省杭州市富阳区富阳二中