加强高中物理问题教学，培养学生科学探究素养

张 梦

(陕西省西安市经开第一中学 陕西西安 710000)

物理是一门较为抽象的学生，对学生的逻辑思维能力和科学探究能力都有较高的要求，特别是高中物理。相关调查也显示部分高中生对物理学科存在畏难心理，在一定程度上也影响着物理学习的效果。针对这种情况，教师要结合学生学情和实际的教学内容，科学合理的设置问题，激发学生的学习兴趣，帮助学生克服困难，掌握物理知识。

一、高中物理问题教学的开展前提

（一）尊重学生的主体地位

教师在实际的高中物理问题教学过程中首先需要做到尊重学生的主体地位，这也是教学的基础。首先，教师要根据学生的学情和实际情况提出问题，激发学生的科学探究兴趣。其次，教师要合理设置问题的难度，避免因为问题太简单，不利于学生的思维发展，或者是问题太难，打消学生的学习积极性，要致力于让学生在思考和探究问题的过程中，思维能力得到锻炼和发展。最后，教师要从不同层次的学生入手，保证设计的问题面向全体学生，充分发挥问题教学法的作用[1]。

（二）设置的问题要具备一定的延伸性和趣味性

第一，教师要加强对物理教材的分析，在问题创设上要做到立足于物理教材，又要延伸至教材外，实现物理理论知识和实践的结合，全方位激发学生的主观能动性，保证学习的效果。第二，我国高中物理教材中的很多知识和学生的实际生活相联系，因此，教师在设计问题时，需要结合物理知识在学生生活中的实际用处，将教材中的重点、难点知识和学生的现实生活结合起来，让学生在解决问题的过程中真实地体会到物理知识在现实中的作用，从而提高学生的知识应用能力，深化学生的科学探究素养。第三，教师在设置问题时还需要保证趣味性，利用问题吸引学生的注意力，让学生积极主动参与教师创设的问题情境。譬如，教师可以将物理知识和学生现实生活中经常会接触的事情以及电影片段等相结合，提高学生进行科学探究的积极性，激发学生的求知欲望，最终促进学生的全面发展，深化课堂教学效果。

二、加强高中物理问题教学，培养学生科学探究素养的策略

（一）结合具体教学内容，创设直观化的问题情境

在教学中为了促进学生对物理知识的学习，教师要结合具体的教学内容和学生的学情，创设直观化、形象化的问题情境，激发学生的学习兴趣，降低学生对物理知识的学习难度，发展学生对物理知识和物理现象的认知能力。这就需要教师在实际教学中明确问题情境的创设。可从以下几个方面入手：第一，分析学生的实际情况，将物理知识和学生的日常生活联系起来，创设生活化的问题情境，加强对学生的引导，让学生将物理知识和自己的实际生活联系起来，从而提高学生的知识应用能力；第二，学会科学的利用物理实验，通过物理实验为学生创设直观化的物理教学情境，使学生在做实验的过程中感受到物理科学的神奇魅力，从而培养学生的科学探究素养，在探究中满足自己的好奇心和求知欲[2]。

例如，在人教版高中物理必修一“静摩擦力”这部分内容的教学中，教师采取了问题教学法。在正式开始授课之前，教师挑选两名学生开展夹玻璃球的比赛，在十秒钟之内夹玻璃球多的一方获胜。几秒钟过去之后学生们发现其中一名同学无论如何变换方法还是很难加起玻璃球，而另一名学生则轻而易举地夹了好几个玻璃球。学生都非常疑惑，纷纷相互探讨其中的原因，紧接着教师给学生演示“筷子提米”“课本拔河”等趣味实验。在学生都倍感疑惑时，教师创设了直观性的问题情境，追问学生：为什么其中一位同学用筷子能夹那么多的球？为什么装米的瓶子摇摇晃晃仿佛要掉下来却没有掉下来？为什么两本书的每一页交叉在一起之后，我们用力去拔却很难将两本书分开呢”学生在直观的问题情境中展开了热烈的讨论，教师则趁机引入了本节课的重点内容“静摩擦力”。有了之前的问题教学铺垫，学生对静摩擦力的概念和物理特性的理解也更加深刻，无形中也深化了自己的科学素养，可见此次教学有效。

（二）结合学生学习能力，创设层次化问题情境

学生在学习过程中，知识建构是从简单到复杂、从浅到深、从抽象到具体的，是一个循序渐进的过程。因此，教师在创设问题情境时，还需要结合学生的实际学习能力，秉持着以学生为本、教学要面向全体学生的原则，创设层次化的问题情境，加强师生之间和生生之间的互动，让不同层次的学生都可以在问题情境中完成思考，最终促进学生的均衡、全面发展。另外，教师要分析高中生的整体认知规律，准确把握学情，设置富有创造性和层次性的问题，充分调动学生的思维，激发学生的学习兴趣，促使学生完成科学探究，实现培养学生科学探究素养的教学目标[3]。

例如，在人教版高中物理选修“闭合电路的欧姆定律”这部分内容的教学中，为了让学生更好地理解闭合电路中能量之间转化关系以及路端电压和负载之间的关系，教师在课堂教学中采用了问题导学法。教师先准备了两个电压为1.5V的电池，然后将它们串联起来，给额定电压为2.5V的三个呈并联状态的小灯泡供电，同时在三个之路中都设置了开关，如图1所示。在正式开始教学时，教师将开关S1关闭，其他都断开，这个时候，发现小灯泡发出的光更亮了，学生也感到十分惊奇。针对这种情况，教师创设了问题情境：为什么只关闭S1开关的时候，灯泡变得更亮了？学生在教师提出的问题下进行了积极思考，得出了电源电压远远大于一个小灯泡的额定电压的结论。紧接着，教师将开关S2也闭合，让学生仔细观察，小灯泡L1的亮度是否出现了变化，在这个过程中，学生经过讨论又得出了电源电压不会变化，L1和L2是并联，所以L1不会发生亮度变化的结论。最后，教师又将S3也闭合，让学生观察L1和L2的亮度变化，引导学生进一步思考：闭合回路中，电路中的电源发挥了什么作用？通过设置层次性问题，学生逐步明白了电源两端电压之所以可以发生变化，主要原因在于电源本身。整个教学过程是循序渐进的，教师从简单的闭合电路入手，让学生直观的感受电源开关断开或者连接时对灯泡亮度的影响，进而让学生分析在闭合电路中自变量、因变量以及不变的量，进而不断深化学生的学习效果。即便是学习能力较弱的学生也可以在教师创设的问题情境中完成思考，学生的科学探究素养也得到了最大限度地提升。

图1

（三）结合具体的教学目标，创设问题情境

在应用问题导学法时，教师要结合具体的物理教学目标，创设问题情境。第一，教师要保证可以教学的有效性，要学会通过问题引导，让学生逐渐靠近学习目标，在不知不觉中完成教学目标；第二，教师设置的问题要具有一定的指向性，例如，教师设置的问题要可以解释相关物理概念、物理公式或者是可以指导学生解题，让学生在思考问题的同时，完善自己的物理知识体系，深化自己的科学探究素养[4]。

例如，在人教版高中物理必修二“外力做功与物体动能变化的关系”的教学中，教师分析了这部分内容的教学目标，在此基础上创设了问题情境。在引入新课之前教师给学生播放了一些视频与图片：风力发电、足球比赛等，由此激发探究兴趣的同时，引导学生思考：风力发电效率和什么因素有关，足球所拥有的能力又和什么有关？由此将学生的思维指引到本节课所要学习的内容中。接着教师通过演示实验来创设问题情境。如图2所示，教师将绳子的一端系在小车上，然后把另一端跨过定滑轮系在重物上，再将重物放开。教师还在桌面上铺了一条毛巾，让小车在水平面上运动，最后再毛巾上运动一段距离后停下。在实验演示结束以后，教师为学生创设了问题情境：物体动能的变化究竟是因为什么力做功发生的呢？目的是让学生理解物体动能变化，要求学生分析整个过程中，小车在水平面上的动能发生了什么变化。另外，为了保证学生的探究顺利，教师还对学生进行了分组，让学生以小组的形式进行探究，最终学生经过小组讨论，总结出在第一个演示实验中，小车的动能变大，这个时候是拉力在做正功，而在之后的实验中，小车的动能就变小了，是因为毛巾也就是合外力在做负功。总而言之，教师的整个过程都是结合教学目标安排的，演示实验也是为了揭示物理道理，创设的问题情境也是为了学生可以通过思考问题得出物理结论，教学过程较为成功。

图2

（四）分析学生的最近发展区，创设问题情境

相关专家学者经过调查发现学生的认知能力在发展过程中始终遵循连续性，因此，教师在创设问题情境，培养学生的科学探究素养的时候，也需要注意分析学生的最近发展区，在此基础上创设问题情境，让学生在思考和解决问题的过程中产生学习知识的动力[5]。

例如，在人教版高中物理必修二“机械能守恒定律”这部分知识的学习中，教师分析了学生的最近发展区，总结出学生关于这部分知识内容的疑问，如：用机械能守恒定律解决的问题也能用动能定理解决，于是对提出机械能守恒定律的必要性产生了质疑。针对学生的疑问，教师创设了问题情境：用一根绳子的两端分别系上重物，重量是1千克和2千克，然后将绳子悬挂在滑轮两侧，从静止状态开始，滑动了1米以后，速度是多少？在教师创设的问题情境下，学生先尝试使用动能定理或者是牛顿运动定律解决，结果发现虽然也可以解决问题但是却无法理解具体过程。这个时候，教师引导学生关注动能的变化量以及重力做功以及重力势能改变之间的关系，再要求学生从机械守恒的角度入手，学生的思维马上就得到了启发，迅速解决了问题。此外，可以给学生举典型例题：如图3所示，在长为l的轻杆中点A和端点B各固定一质量为m的球，杆可绕轴O无摩擦转动，使杆从水平位置无初速度释放.求当杆转到竖直位置时：

图3

1.A、B速度分别多大？

2.杆对A、B两球分别做了多少功？

通过对上述典型问题的解决，使学生领悟到涉及满足机械能守恒条件的多体系统问题，用机械能守恒定律解决体现出了优越性。

三、结束语

综上所述，在高中物理问题教学中，教师要注意尊重学生的主体地位，设置的问题也要具备一定的延伸性和趣味性。可以从创设直观化、层次化的问题情境、结合具体的教学目标和结合学生的最近发展区创设问题情境等方面入手，完善教学设计，让不同层次的学生在思考和探究问题的过程中都能得到一定程度的发展，帮助学生形成完善的科学探究素养。