高中物理基本问题的特征及构建策略①

2022-12-28任虎虎

物理之友 2022年6期

任虎虎

(江苏省太仓高级中学，江苏苏州 215411)

在倡导问题化教学的同时特别要重视问题的内在价值，问题可以分为有效问题和无效问题，有效问题中处于核心地位的是基本问题。基于基本问题的教学是揭示、理解和应用学科大概念的有效策略。

《普通高中物理课程标准(2017年版)》在前言中明确指出：“重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实。”学科大概念是基于事实抽象出来的深层次、网络状、有意义和可迁移的聚合概念，是一个学科领域中最精华、最有价值的内容，居于学科结构的中心，能反映学科的本质，具有较为广泛的概括性、适用性和解释力，发挥着“文件夹”和“透镜”的作用，需要被持久理解和深度学习，学科大概念通常表现为一个有用的原理、思想或主题等。

1 基本问题的特征

基本问题聚焦于学科大概念，处于学科或课程的核心位置，超越知识本身并能够促进对某一特定主题内容的理解、激发知识间联系和迁移的问题。基本问题没有直接的答案，基本问题在研究范围上既可以是跨单元或学科的综合性问题，也可以是针对具体话题或单元的专题性问题，具有一些区别于一般问题的基本特征。

1.1 核心性

基本问题指向学科本质，具有核心概括和统领作用，能帮助学生把握学习的重点和核心知识，帮助学生有效揭示、探究学科大概念。如：“针对看不见、摸不着的场，如何证实它是客观存在的？”这一基本问题能促进学生对“场”概念本质的深刻理解。

1.2 整合性

基本问题有助于使新的、不熟悉的问题看起来更熟悉，能整合新旧知识。在探究基本问题的过程中能使学生获得跨单元或学科知识并具备综合解决问题的能力。如：“测量中为什么误差是不可避免的？多大的误差是可以接受的？”这一基本问题不仅有助于整合物理实验，还可以整合不同学科间的实验误差分析。

1.3 开放性

基本问题能促使学生更深入地、创造性地思考反复出现的、悬而未决的问题，教师把基本问题作为一种工具，使学生像领域专家一样思考问题，不一定有明确的答案，所以是结构不良的。如：“玻尔原子结构模型的局限性是什么”这一基本问题能打开学生的思维，促进他们展开批判性反思，从而认识问题的本质。

1.4 意义性

基本问题能激发学生已学知识、生活经验、思维与当前学习内容之间的意义关联，有助于促进迁移应用，发挥着“继往开来”的作用，如：“光是粒子还是波”这一看似矛盾的基本问题能整合历史事实，迁移到物质波的学习，深化对立和统一的观念。

2 基本问题的判断标准

一个问题是否为基本问题取决于提问的目的和学习者情况，需要明确：想让学生用这些问题做什么？目的是让学生进行深入探究、讨论，或只是得到唯一正确的答案？基本问题的判断标准如下。

2.1 能引起对大概念的持续探究

基本问题聚焦于学科大概念，有明确的指向性，每一个学科大概念都可以由几个基本问题的探究获得，基本问题使得大概念对学生来说不再抽象，能引起对学科大概念的持续探究是基本问题的重要方面。

2.2 能整合不同的观点和问题

在一个单元、一节课会提出很多问题，但这些问题通常是零散的，甚至没有什么联系，借助基本问题能将一单元或一节课的观点和问题整合起来，也可以从基本问题出发设置课堂问题，实现整体大于部分之和的效果。

2.3 能促进对知识进行批判性反思

借助基本问题能促进学生对学习的内容、过程、思维方式和获得的结论进行评价和反思，超越知识本身的符号意义，促进学生理清知识的内在结构和逻辑，更好地把握学科思想方法、意义价值，实现深度学习。

2.4 能诱发新问题和迁移应用

在探究某个基本问题的过程中往往能诱发对其他相关问题的思考，为新问题的生成提供“土壤”和“接口”。由于基本问题深入学科本质和大概念，而知识只有在概念层面才能被迁移，所以基本问题是促进迁移应用的基础。

3 基本问题的构建策略

3.1 基于课程标准导出基本问题

课程标准中所提及的内容和准则实际就是学科大概念的折射，大概念又是基本问题存在的价值基础，所以基于课程标准，对新课标的深刻解读是自上而下导出基本问题的重要途径。

针对课标内容：“理解闭合电路欧姆定律，会测量电源的电动势和内阻。”可导出基本问题：如何得出闭合电路欧姆定律？它与初中学习的欧姆定律有哪些区别？根据闭合电路欧姆定律，如何设计实验，测量电源的电动势和内阻？

上述问题属于专题性基本问题，另外基于课程标准导出的基本问题再结合教材内容进行优化效果会更好。

3.2 基于真实情境获取基本问题

基本问题的获得也可采用自下而上的方式获取，物理学来源于生活，与生活息息相关，从真实生活情境出发提出基本问题，让学生在基本问题的解决过程中习得知识和方法，实现“做中学”“用中学”。

在自由落体运动的教学中，可利用如下生活情境：“高空坠物”杀伤力极大，被称为“悬在城市上空的痛”。近年来，高楼坠物致人伤亡的案件时有发生，需要教师在课堂上加强引导和宣传，让孩子在家或者小区也成为一个宣传员。如从高楼某层阳台上坠下一盆花，砸坏了下面的车辆，恰好楼下不远处有一个摄影爱好者对着天空连拍，发现有几张照片中出现了花盆。根据上述情境可获取的基本问题为：你能不能根据这些有限的资料，帮助警方推测花盆是从哪一层楼掉下去的？

对这一问题的分析和讨论，将帮助学生建立自由落体运动的模型，探究自由落体运动的规律，在问题解决中获得知识，而不是获得知识后再去解决问题。

3.3 基于学生困惑生成基本问题

“传道、授业、解惑”是教师的基本职责，学生在学习中产生困惑之处是教学的重点，也是深度理解的关键，通过综合分析，生成基本问题，让学生自主探究是突破教学重点的良好途径。

在学习“力的分解”时，有学生提出自己感到困惑的问题：“既然力的分解是合成的逆运算，当然满足平行四边形定则，这节课还有什么值得研究的呢？”这个问题很有道理和探究价值。借此可以生成基本问题：“尝试画出一个确定力的分力，能画出多少对？在具体情境中，一个力根据问题的需要该如何进行分解呢？”这个问题将帮助学生理解力的分解与合成的区别，认识到力的分解对解决问题的重要价值。