“无问式”教学法初探

山西 景小娟

发展学生的科学思维是新课程改革的核心素养目标达成的重要途径，而物理模型的建构是发展学生科学思维的有效方法，“无问式”教学法对于建构物理模型有着常规教学法无可比拟的优势。本文对“无问式”教学法的引入意义、概念界定、教学模式及注意事项做了初步探讨。

《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称新课标)，根据物理学科本质，凝练了物理学科核心素养。物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。

培养学生的科学思维是新课标中明确提出的教学目标之一，而培养学生的科学思维最重要的方法就是建构物理模型，通过建构物理模型来解决生活、生产中的实际问题。可见，模型建构能力的提升对培养科学思维具有重要作用。

1.解答习题不是建构物理模型

在高中物理教学中，物理习题课是学生体会和建构物理模型的主战场。很多教师认为教会学生解答习题就是在建构物理模型，只要把物理情境相同或相似的题目放在一起就是抽炼出了物理模型，这个是由于对物理模型的本质缺乏深刻的理解而导致的错误认知。

物理学家钱学森说过，模型就是通过我们对问题的分解，利用我们考查来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。因此，所谓建构模型就是把研究对象的一些次要的、非本质的因素全部舍去，从而能够以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构的功能和联系。但关键是由谁来完成这个去伪存真、去掉次要细节、保留主要因素的工作？这个工作应该由学生来完成。而事实上，这部分工作往往由老师、专业教研人员、习题编写人员完成，学生的工作就只剩下解答习题了。

换句话说，如果一个问题的已知量、未知量、待求量均已给出，那么这个问题就是习题；如果一个问题由学生自己去设置问题，设置已知量、未知量、待求量，并解出未知量，这个过程就是建构模型。所以，学生做了大量的习题，教师讲析了大量的习题，学生却没能有效地提升建模能力，遇到了新的物理情境时，仍不知从何入手。

2.高考物理题型的改革要求学生具有较高的建模能力

高考物理命题遵循“一核四层四翼”的命题理念，突出试题的基础性、综合性、应用性和创新性，优化了情境设计，重点考查归纳总结、科学推理等关键能力，尤其是把对物理建模能力的考查置于重要地位。纵观这几年的高考题，具有创新性的题目有很多，其不是单纯追求物理过程新颖、设置刁钻，而是在注重能力考查的基础上创新物理情境、改变原有物理模型的问题设置方式。对于这种情况学生感觉无从入手，从根本原因上看，学生的物理模型建构能力存在很大不足。

图1

(1)金属棒下滑距离s1；

(2)磁场宽度x。

图2

(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；

(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；

(3)导体框匀速运动的距离。

从例1和例2可以看出，这两道题属于同一模型题。例1则是学生平时做练习遇到的最常见的基础题型，大部分学生是能够顺利解出答案的，但该题型以例2的方式出现在高考题中，很多学生在高考考场上不但不能顺利解出答案，甚至一看到题就不知所措了。其实这道高考压轴题只是置换了常见的已知量和未知量，加大了解方程式的数学运算难度，整个物理模型的思维顺序都没有变，但学生就觉得不会了。这个现象反映出学生平时进行的大量的习题训练效率较低，仅会解答了做过的习题，而并没有建构起物理模型。这种现象确实值得物理教师深思，我们的教学方法是否需要改进？

【例3】(2019年全国卷Ⅰ第25题)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图3(a)所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图3(b)所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。

(a)

(1)求物块B的质量；

(2)在图3(b)所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；

(3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。

【例4】(2017年全国卷Ⅱ第25题)如图4所示，两水平面(虚线)之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

图4

(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；

(2)A点距电场上边界的高度；

(3)该电场的电场强度大小。

例3和例4也是近年来高考题中得分率较低的“难题”。而这两道题共同的难点就是它们提出问题的方式，即求两个相同物理量之间的比值，也就是说，最后答案是一个数字，而不是物理量。很多物理量在解题过程中一定会用到，但计算到最后都用比值约掉了，这就需要学生去设出解题过程中所需要的过程物理量，而由于学生缺乏物理模型，更欠缺这种自己设物理量的能力，从而导致求解困难。

综上所述，如果我们的物理习题课只是就题论题，不建构物理模型，则换个未知量、增加一个条件、减掉一个条件或换一个出题方式，学生就又不会做了，那么这样的习题课就是低效率的。教师是不是可以尝试去掉具体的问题，只给出物理情境，由学生自己抽炼模型，自己设置已知量和未知量，自己设置问题，这样是否有利于学生加深思考、构建模型呢？

3.“无问式”教学法的概念及理论依据

所谓“无问式”教学，并不是真的没有问题，而是给学生提供物理情境，给予学生充分的思考时间，让学生自己去提出问题。可简单地理解为把以前习题中的问题全部去除，或剔除一些针对特定答案给出的条件，保留物理情境，让学生自己设置问题，建构物理模型。在教学过程中，学生在充分了解物理情境的基础上，通过自主研究或小组讨论，或是借助于教材、练习册、参考资料，自己提出问题，讨论问题，进而合理设置已知量、未知量、过程量，并试图解决问题，在研究和解决问题过程中，完成了物理模型的建构。

认知心理学理论认为，学习者在学习过程中是主动接受外界信息，通过“同化”或“顺应”的方式，用自己原有的知识和经验对这些信息进行选择、组织、加工、处理，归纳总结出有用的知识加入自己的信息库，这才能真正学到知识。教学的内在动力源泉是学生。正是在这种科学理论指导下，教师采用“无问式”教学法，把学生看成能动的、独立的主体，要承认学生的主体地位，唤醒其主体意识，创设环境促进学生主动学习，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人的释疑尝试活动，建构自己的物理模型体系。

通过“无问式”教学建构物理模型，其精髓体现在研究和发现的过程中，如不亲身经历这种探索过程，学生很难发现其中的关键思维。所以有的教师试图通过自己归纳总结，把模型的各级各类问题罗列出来，讲授给学生，这就背离了“无问式”教学法的目的，使学生脱离了研究过程，把物理模型的建构过程变成了知识的记忆过程，这是得不偿失的做法。

4.“无问式”教学法模式

为了提高习题课的效率和教学效果，物理问题和物理情境的选择就非常重要了。要精心设计好的物理情境，需要能够让学生有丰富的想象空间，又能够联系较多的实际现象，还能够设计多层次的物理问题。

物理情境的来源可以是具有代表性的习题，去掉习题中的问题，然后编制情境；也可以从现实生活中寻找、创设物理情境；或者从网上寻找典型的物理现象视频，提供物理情境；由新闻获知重大科技事件，创设为物理情境等。

【例5】2020年11月24日4时30分，我国“长征五号遥五”运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空，成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。本次航天任务共有11个重大飞行阶段，23次重大轨道控制，6次重大分离控制等复杂环节。在月球表面上升和对接阶段，“嫦娥五号”从月球表面获得了足够的样品，上升器就以着陆器为发射架，携带样品从月球表面点火升空，然后加速到月球的第一宇宙速度进入绕月轨道，与等待在月轨上的轨道返回组合体对接，之后将月球样品转移到返回器。返回器组合体经历了约6天的环月等待，实施了第一次月地转移入射，从近圆形轨道变为近月点高度约200公里的椭圆轨道。

当教师初次抛出这个情境时，学生会非常困惑，其思维的障碍在于其不知所求。学生由于受传统习题的影响，已经习惯了已知量、待求量都是明确给出的模式。而在这个原始的物理情境中，学生找不到明显的物理量和数据，需要学生通过多方面的分析推理，选择有用信息，挖掘相关物理量，自己设置问题，建构模型，选公式、列方程，最后通过数学运算，才能得到答案。

问题1：上升器点火升空过程中，上升器中的样品处于超重状态还是失重状态？在绕月圆轨道上飞行过程中，样品又处于超重状态还是失重状态？

问题2：上升器加速到月球第一宇宙速度进入绕月圆轨道，求月球的第一宇宙速度？

问题3：上升器与等待在月轨上的轨道返回组合体对接时，需要满足什么条件？必须首先处于同一轨道，然后加速追赶，对吗？

问题4：……

【例6】如图5所示，物块A、木板B的质量均为m，不计A的大小。开始时A、B均静止。现使A以某一水平初速度v0从B的最左端开始运动，已知A与B之间的动摩擦因数为μ1=0.3，B与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1，g取10 m/s2。物块A没有从B上滑下来。

图5

问题1：若μ2=0，A、B做什么运动？A相对B做什么运动？

问题2：若μ2=0，A刚好没有从B上滑下来，则板长L至少多长？若L为已知量，初速度v0至少多大？

问题3：A滑上B后，A、B做什么运动？A、B的加速度各是多少？

问题4：……

5.“无问式”教学法反思

(1)“无问式”教学法要求学生必须提前做好预习。这种教学模式能够充分发挥学生的主观能动性，保证学生在学习中的主体地位，但是如果教师当堂给出物理情境，要求学生即时讨论、提出问题、解决问题，对学生的思维品质、物理素养的要求较高，往往课堂效果不尽人意；也有可能是提出问题的质量不高，数量很少，或者是问题的覆盖面太窄，扩展范围太小，又或者是无效问题，学生无法有效习得知识，打击了学生的积极性。所以，教师可以提前一到两天给出物理情境，给予学生充分的预习时间，使学生可以借助于教材、资料、网络信息充分挖掘该情境下的可能情况，预先进行思考，以减轻课堂的思维量，提高课堂的效率。

(2)教师课前要进行充分的备课。除了提前给出物理情境，教师也要预设学生可能提出的问题。在课堂上，对于学生不容易想到的问题，教师要给出适当的提示；对学生考虑不完善的问题，教师要做适当的补充；对学生提出的超范围问题，教师要及时“刹车”。“无问式”教学虽以学生为课堂的主体，但并不是教师完全放弃了课堂，反而是对教师的应变能力要求更高。因为不再是教师的一言堂，教师不可能提前把课堂所有的内容都准备好，课堂上更依赖于教师本身的知识底蕴和专业素养，进一步促进了教师的专业发展。

(3)教师要创造轻松和谐的课堂氛围，多鼓励学生参加提问和讨论，增加参与讨论的人数，也可以分小组集中研究，并对积极参与的学生给予肯定，对保守的学生要给予耐心。同时教师要坚信随着这种课堂模式的推广和熟知，慢慢地所有的学生都会参与进来。

(4)“无问式”课堂与以前被教师把控的“教师只管讲，学生只管听”的课堂不同，可能会出现课堂内容无法达到预定教学量、课堂时间较长等问题。