促进深度学习的问题链设计策略研究

摘 要：问题链教学充分考虑学生已有的经验和能力，根据教学的重难点精心设计一系列由浅入深、层层递进的有效教学问题，引导学生通过对问题深入的思考与解决来达到教学目标.深度学习是一种基于理解的学习，以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标.本文通过对深度学习与问题链教学内涵与特征的解读，进而提出通过利用题目变式、知识的内在联系、学生的前概念以及生活中熟悉的情境进行问题链设计，促进学生的深度学习，发展物理学科核心素养.

关键词：深度学习;问题链教学法;问题链设计策略

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2021）06-0073-02

收稿日期：2020-11-25

作者简介：李静芳（1986.10-），浙江省桐乡人，中学一级教师，从事高中物理教学研究.

课程标准指出要发展物理学科核心素养，学科知识是学科核心素养形成的主要载体，素养是学生在学习知识的过程中所获得的.深度学习是一种基于理解的学习，是对有价值的学习内容展开的完整的、准确的、丰富的、深刻的学习.重在引导学生通过深切的体验和深入的思考，达成对学科本质和知识意义的渗透理解，它不仅是对知识的理解，更是对知识背后的物理方法、思想和价值的领悟，从而发展物理学科核心素养.

一、深度学习的内涵及特征

深度学习在学习目标、知识呈现方式、学习者的学习状态和学习结果的迁移等方面都有自身显著的特点，主要表现在四个方面.第一，深度学习注重知识学习的批判理解.深度学习注重知识的理解，第二，深度学习强调学习内容的有机整合.知识是一个系统，各知识点之间紧密联系，学习者要在不断学习的过程中对紧密联系的知识点进行梳理，构建知识网络.第三，深度学习着意学习过程的建构反思.知识的学习是一个由浅入深的过程，同一知识点在不同的学习阶段会有不同层次的表述.第四，深度学习重视学习的迁移运用和问题解决.深度学习通过对学习情境的深入理解，对情境中的关键要素进行判断与把握，从而掌握了解决问题的方法.

二、问题链教学法的内涵及特征

问题链教学法是根据前苏联教学专家马赫穆托夫等人创立的“问题教学”理论发展而成.教师在认真研究学情，仔细研究教学内容与目标的基础之上，将教材内容转换成层次鲜明、具有系统性的一连串问题.课堂教学时，老师通过引导学生研究与解决这些问题进而逐层深入教学内容，直到实现教学目标.问题链教学法的核心任务是要设计一组有中心、有序列、层层深入而又环环相扣的问题链，将教学过程组织成为一个师生共同研究与解决问题的过程.

问题链教学法作为一种独立的教学法，对学生的学习与发展有其特殊的意义，主要表现在以下几个方面.（1）符合学生的认知发展规律.建构主义学习理论认为，学习是学习者在一定的社会文化背景下，基于自己已有的知识，借助他人（包括教师和学习同伴）的帮助，通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用，完成对新知识的主动建构过程.（2）有利于激发学生的学习兴趣.苏霍姆林斯基曾说，学生心灵深处有一种根深蒂固的需要—希望自己是一个发现者、研究者、探究者.教师通过设置具有趣味性、挑战性的物理问题激发學生的求知欲望，学生想方设法去探寻问题的答案，从而极大地激发了学生的学习兴趣.（3）有利于改变学生学习的方式.问题链教学法以问题为驱动，引导学生主动完成对知识的建构过程，真正做到了“自主学习、自主探究、合作交流”.

三、促进深度学习的问题链设计策略

依据前苏联杰出心理学家维果斯基的最近发展区理论，问题链教学法针对学生的“最近发展区”设置问题，激发学生学习与探究的欲望，最大限度地开发学生的潜能，提高他们的能力发展水平.因此，提出问题链设计的几点具体策略，取得了较好的教学效果.

1.利用题目变式设计问题链

“变式教学是指教师在引导学生解答物理问题时，变更概念非本质的特征，变更问题的条件或结论;转换问题的形式或内容;创设实际应用的各种环境，使概念或者本质不变的一种教学方式.”教师在进行某一知识点教学时，从不同角度对此知识点设置一连串的问题，让学生在问题解决的过程中加深对此知识点的理解，掌握问题的本质.

案例1 如图1所示，两平行导轨间距L=1.0m，倾斜轨道光滑且足够长，与水平面的夹角θ=30°，水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接，倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度B=2.5T，水平轨道处没有磁场，金属棒ab质量m=0.5kg，电阻r=2.0Ω.运动中与导轨良好接触，并且垂直于轨道.电阻R=8.0Ω，其余电阻不计.当金属棒从斜面上离地高度h=3.0m处由静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离x=1.25m，而且发现金属棒从更高处静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离不变.（取g=10m/s2）求：

问题1 从高度h=3.0m处由静止释放后，求金属棒滑到斜面底端时的速度v;

问题2 从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q=2.0C，求金属棒滑到斜面底端时的速度v;

问题3 从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中，流过R的电量q=1.0C，电阻R的发热量QR=6.75J，求金属棒滑到斜面底端时的速度v.

问题4 从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中，流过R的电量q=1.0C，所需时间t=1.5s，求金属棒运动到斜面底端时的速度v.

设计意图 速度的求解根据题意有不同的求解方法，这要求学生把握导体棒在运动过程中力与运动的本质.问题1的解决建立在对题干信息正确处理的基础上，此时金属棒已经匀速，可由mgsin30°=B2L2VR+r求得.问题2，由电荷量q=BLSR+r，求得S=8m，判断出金属棒滑到斜面底端时已经匀速，可用问题1的方法求得.问题3、问题4中S=4m，金属棒滑到斜面底端时没有达到匀速，问题1的方法不能运用，但问题3、问题4分别给出了热量与时间，我们可以用动能定理与动量定理进行求得.通过改变题设条件，学生在问题解决的过程中掌握了不同情境下速度求解的方法.

2.利用知识的内在联系设计问题链

高中物理知识具有层次性强，联系紧密的特点，学生只有掌握了这种层次和联系，才能更深刻理解知识本身，才会对知识进行迁移与应用.在物理教学过程中，教师可以根据知识的内在联系精心设计问题链，让学生对知识进行对比学习，加深理解，自我完成物理知识体系的建构.

3.利用学生的前概念设计问题链

物理前概念是指学生在正式学习或者接受某个具体的物理概念之前，在其头脑中就已经形成的与此概念相关的认识和理解.根据物理前概念的科学性可以将前概念分为错误的前概念、不妥的前概念和不完整的前概念.教师在备课时充分分析学生前概念的内容、特点，设计具有认知冲突的问题链，让学生在解决问题的过程中自主完成对知识的批判建构.

案例2 高中物理中“探究感应电流的产生条件”.

问题1 磁在什么样的情况下可以生电呢？

问题2 切割的含义是什么？

问题3 那么是不是只有切割才能产生感应电流呢？

进行分组实验，学生自主设计试验方案，利用实验器材展开研究.老师巡视，记录各小组关键实验过程，总结各组实验方案.

实验1：向螺线管中插入或拔出条形磁铁

实验2：电键通断，移动滑动变阻器，拔出或插入铁芯

实验3：线框在马蹄形磁铁中转动

实验4：线框远离或靠近通电直导线

问题4 在产生感应电流的实验方案中，哪些物理量发生了变化，哪些物理量不变？

问题5 哪个物理量涉及到了磁感应强度B，面积S以及它们之间夹角θ？

设计意图 通过设置前两问，激起学生已有的不完整前概念，通过第三问，引发学生深入思考，通过自主设计实验方案，亲自探究，发现切割磁感线产生感应电流不是产生感应电流的唯一方式，进而引发认知冲突.问题4，引导学生分析产生感应电流的特征B、S、θ，问题5，物理量磁通量的引入，让学生自己得出产生感应电流的条件：通过闭合回路的磁通量发生了变化.在问题解决的过程中，学生完善了自己的物理概念.

4.利用生活中熟悉的情境设计问题链

物理来源于生活，现实生活中熟悉的情境可激起学生浓厚的兴趣，从而使学生产生强烈的求知欲望.教师根据现实生活中熟悉的情境，从中挖掘与新知识相关的联系，精心设计问题链，引导学生建立起新旧知识间的联系，使旧知识有延伸的活力、新知识有生长的根基.

問题链教学通过根据学生已有知识与经验设计层层递进、环环相扣的问题链，引发学生不断进行深入思考，在思考与解决问题的过程中完成对知识的批判理解、整合建构与知识迁移，从而达到深度学习，发展了学生的物理学科核心素养.

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[责任编辑：李 璟]