基于问题驱动的情境化物理教学实践

摘 要：文章以促进初中物理课程改革为目的，围绕沪科版“质量与密度”单元教学进行研究，采用案例分析的方法分析问题驱动的情境化物理教学实践，进而针对物理教学策略提出以下建议：创设情境，激发兴趣；发现问题，提出问题；实验探究，形成概念；运用新知，解决问题；拓展练习，巩固概念。

关键词：初中物理；问题驱动；情境化教学；质量与密度；单元教学

中图分类号：G427                                文献标识码：A                                       文章编号：2097-1737（2024）03-0068-03

教育学家布鲁纳曾说过，最好的学习动机莫过于学生对所学材料本身具有内在的兴趣。学生是学习的主体，只有当他们愿意学、想学、主动学，才会学得更好，学得更轻松、快乐。怎样才能达到这样的效果呢？开展问题驱动的情境化教学实践是一个可行且有效的思路。“基于问题驱动的情境化教学”主要是指在教学过程中，教师以问题为主导，驱动课堂有序进行、驱使学生主动学习，进而完成课程教学任务的一种教学模式。基于此，在初中物理教学实践中，教师可以根据单元整体内容，结合学生的认知特点及发展需求，设计递进式问题，逐步引导学生深度参与课堂探究，发挥学生的主体作用，让他们在发现、提出、解决问题的过程中达成单元教学目标，提高学习效率。

一、创设情境，激发兴趣

在教学过程中，教师为学生创设一个良好的情境，有利于促进学生主动学习，也能够使他们不断发现问题，驱动他们深入探究，进而获得新知。在沪科版物理八年级（全一册）“质量与密度”单元教学中，教师结合《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）的要求，围绕具体概念“质量、密度和密度应用”设计了单元学习任务，即“探究一块比赛金牌是不是纯金制成的”。在这一任务下，教师构建与学生现实生活密切相关的问题情境：“小明同学代表学校参加全市乒乓球比赛，获得了一枚金牌。他想知道该金牌是否由纯金制成，你能帮帮他吗？”教师根据上述问题，设计教学过程（如图1）。

教师可以让学生根据教材内容展开探究，为完成单元任务积累知识。在这一过程中，教师为启发学生科学思考，培养学生严谨的科学态度，拓展了情境内容，即为学生提供了不同比赛中获得的不同形状的金牌（如图2），学生在观察对比中自然发现了其中的问题，这些金牌在质量与体积上并不相同。

教师抓住这个契机，启发学生探究不同金牌的质量与体积的比值是否存在区别，从而引出“密度”的概念，使学生通过学习推导密度公式，理解“密度”在生活中的应用。最后，在教师的启发下，学生计算不同形状比赛金牌的密度，并通过与密度表中“金”的密度数值对比得出结论，回答“比赛金牌是纯金制成的吗？”这一关键问题，完成单元学习任务[1]。

在上述教学过程中，教师围绕单元学习任务创设真实情境，激发了学生探究“比赛金牌是否是纯金的？”这一问题的兴趣，同时让学生发现了更多问题，开拓了他们应用物理知识解决生活中实际问题的思维，发展了学生的物理学科核心素养。

二、发现问题，提出问题

问题驱动的情境化教学不仅能够引导学生发现问题、提出问题，还能给予学生充分的质疑空间。提出问题是学习的开始。在初中物理教学中，教师既要精心设计问题，也要鼓励学生提出问题，让问题导向新知，为深入探究做好准备。

例如，在“质量与密度”这一单元的教学中，学生要完成的主要任务是“探究一块比赛金牌是不是纯金制成的”。在完成这一任务的过程中，学生首先应明确“质量”的概念。基于此，教师设计了核心问题“什么是质量？”“我们需要用什么工具来测量？”，并在问题的驱动下，为学生提供生活中常见的物体，使他们联系生活经验，展开实践探究。在课堂上，教师为学生设计了三个探究活动。（1）探究质量的概念。教师为学生提供了铁锤、钢钉、铁钉、木桌、钢尺、木椅等物质，并提出问题：如何把它们分类？铁锤和铁钉的共同特点是什么？铁锤和铁钉（物体）含铁（物质）的多少一樣吗？以上例子中其他物体所含物质的多少一样吗？在学生完成回答后，教师总结：“这反映了物体本身的一种性质，物理学中引入质量这个物理量来区分物体的这种性质，而质量指的就是物体含有物质的多少。”（2）探究质量的变化。教师出示一个苹果，让一个同学咬一口，并提问：“它的质量有没有变化？为什么？”为了让学生认识质量的变化，教师继续引出问题串。①问题一：把一块橡皮泥捏成各种形状，其质量会改变吗？为什么？把一根铁丝弯成圆形，其质量会变化吗？为什么？学生在进行猜想后，通过电子秤分别测量橡皮泥、铁丝形状改变前后的质量，认识到物体的质量与物体的形状无关。②问题二：把空水杯从家里带到学校，其质量会发生变化吗？为什么？教师利用问题使学生认识到物体的质量与物体的空间位置无关。③问题三：一瓶冰冻的矿泉水，部分化成水后，它的什么发生了变化？它的质量会不会发生变化？为什么？学生通过电子秤分别测量冰冻的矿泉水融化前后的质量，认识到物体的质量与物体的状态无关。在学生回答了一连串问题且师生交流后，教师总结：“质量不随物体的形状、位置、状态的改变而改变，

质量是物体的基本属性。”（3）认识测量质量的工具。教师请学生回顾生活场景，想一想日常生活中都有哪些测量质量的工具。学生结合生活与学习经验，说出了杆秤、磅秤、案秤、电子秤等多种工具，教师继续补充了托盘天平、物理天平、电子天平等，进而提出问题：你认为应该用哪种工具来测量比赛金牌的质量？在分析后，学生决定用物理实验室中常见的托盘天平测量[2]。教师则顺势引出如何正确使用托盘天平。

在这一教学案例中，教师围绕单元任务展开教学，并通过不断向学生提出问题构建活动情境，启发学生思考，促使学生层层推进，积累回答问题所需的知识，实现了单元任务的有效探索。

三、实验探究，形成概念

在问题的驱动下，情境化教学的构建可以凸显学生的主体地位，让学生真正参与到问题的分析与概念的探究中。基于此，在初中物理教学中，教师可以为学生搭建实验平台，利用问题驱动学生自己动手，强化感官体验，进而形成并理解物理概念[3]。

例如，在沪科版“质量与密度”单元教学中，为完成“探究一块比赛金牌是不是纯金制成的”这一任务，学生需要进一步探究物质的密度。基于此，教师创设以下情境。（1）演示实验：用天平比较体积相同的不同物质铜、铁、铝的质量；学生观察现象并得出结论——相同体积的不同物质的质量不同。教师归纳总结：“相同体积的不同物质的质量不同，质量大的物体含有的物质多，质量小的物体含有的物质少，即体积相同的不同物质，所含物质的多少不同，这反映了不同物质的一种特性，那么怎样表示物质的这种特性呢？”（2）引导学生深入探究物质的这一特性。教师让学生在实验中分别选取3个大小不同的长方体的金属块和塑料块（金属块和塑料块的体积分别对应相等），分别用天平测出它们的质量；用直尺测出边长后，计算出它们各自的体积；接下来，教师指导学生进行实验和收集证据，即测出3个体积不同的金属块的质量与体积以及3个体积不同的塑料块的质量与体积，列出表格（表略），并以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来。（3）思考以下问题：同一种物质的质量与它的体积有何关系？在学生回答后，教师帮助学生提炼出“物质的质量与体积的比值也是一种物质区别于另一种物质的特性之一”，在此基础上引导学生建立“密度”的概念：由某种物质组成的物体的质量与其体积的比叫作这种物质的密度，密度反映了物质的一种特性。

问题驱动过程中，教师围绕概念的形成为学生搭建实验探究的机会，能让学生带着问题动手操作，经历概念形成的过程，并获得问题答案，完成学习任务。

四、运用新知，解决问题

在问题驱动下，教师应创设生活化情境，使学生实现对知识的运用，提高学生解决问题的能力。

例如，在“质量与密度”这一单元的学习中，学生为完成“探究一块比赛金牌是不是纯金制成的”这一任务，了解了金牌的质量、体积、密度等知识。接下来，教师可以根据教材中“密度知识的应用”这部分内容，继续向学生提出问题，引导学生进入情境，完成单元任务。教师先引导学生回顾密度的概念，并出示密度表，引导学生细心观察并回答问题：金、铜、水、汞、空气的密度各是多少？它们的物理意义各是什么？通过阅读密度表，你都有什么发现？学生通过观察，对生活中常见的气体、固体、液体密度有了一定的认识，对其密度的差异也有所了解。然后，教师围绕单元任务继续提问：如何探究一块比赛金牌是不是纯金制成的？教师要求学生分组讨论，共同完成任务。通过讨论，学生汇报探究方法：分别测出金牌的质量和体积，根据公式ρ=m/V计算出它的密度，然后对照密度表中纯金的密度数值，做出判断。为了让这一过程更加直观，教师出示了一块比赛金牌，并利用天平、量杯演示实验。经测量，金牌的质量是89 g，体积大约是10 cm?，然后教师要求学生根据之前设想的思路来判断它是不是纯金的。在运用ρ=m/V公式进行计算后，学生发现这块金牌的密度是8.9 g/cm?，而纯金的密度是19.32 g/cm?，金牌的密度显然小于实际纯金的密度，因此，这块金牌不是由纯金制成的。最后，教师鼓励学生回归生活，尝试利用密度知识鉴别生活中各种物质，总结鉴别步骤，即首先测出物体的质量和体积，然后根据公式ρ=m/V计算出它的密度，最后查密度表，通过对比完成检验。教师还根据这一案例进一步拓展，带领学生利用不同液体制作神奇的鸡尾酒，引导学生根据密度知识思考鸡尾酒的制作原理。

综上，教师围绕测量金牌密度这一任务继续提问，让学生发现密度在检验物质特性方面的应用价值。在这一過程中，学生不仅回答了课堂上提出的问题，完成了单元学习任务，还运用物理知识解决了实际问题，达到了学以致用的目的[4]。

五、拓展练习，巩固概念

在学生完成课堂知识学习后，教师还应通过拓展练习设计问题，构建学习情境，让学生从生活走向物理、从物理走向生活，实现对知识的深入了解，发展物理学科核心素养[5]。

例如，教师可以布置如下拓展练习任务，引导学生进行“用天平和量筒测量盐水密度”的实验。（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向 调，使天平横梁平衡。（2）用天平测出空烧杯的质量为30 g，在烧杯中倒入适量的盐水，测出烧杯和盐水的总质量为62 g，再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，体积是30 ml，盐水的密度为 kg/m3。

（3）小聪同学在实验中先测出空烧杯的质量m1，倒入盐水后测出其总质量m2。在将盐水倒入量筒的过程中，发现由于盐水较多，无法全部倒完，他及时停止了操作，同组同学讨论后认为仍可继续完成实验，于是小聪读出此时量筒中盐水的体积V，又加了一个步骤，顺利得出了盐水的密度．你认为增加的步骤是： ，请帮小聪写出计算盐水密度的表达式ρ= 。

这是一道综合类习题。在指导学生回答问题时，教师可以让学生回顾、梳理知识，进一步理解质量、密度的含义，同时在拓展探究中发散思维，灵活运用，真正掌握所学内容。

六、结束语

本文结合沪科版物理八年级（全一册）“质量与密度”单元教学案例，对问题驱动的情境化物理教学实践提出了几点建议。当然，随着课程改革的推进，教育工作者还应继续深入研究《课程标准》，加强教学实践探究，不断探索课堂上问题设计与情境创设的有效思路，促进学生深度学习，打造高效物理课堂。

参考文献

蒋淑芳，邓靖武，吴立东.情境问题引领下的初中物理单元教学实践[J].中学物理，2021，39（22）：17-20.

吴弟斌，屈德伟.聚焦大概念与核心任务的单元教学设计：以人教版初中物理“质量与密度”单元为例[J].广西物理，2021，42（2）：59-61.

蒋炜波.基于问题解决模式的物理单元教学设计：以“质量和密度”单元教学为例[J].中学物理教学参考，2020，49（29）：22-24.

陈刚.基于项目学习的初中物理综合实践活动的案例分析：以“自制简易望远镜”为例[J].物理教师，2022，43（5）：43-47.

连丽娴.问题驱动教学法在初中物理教学中的实施[J].亚太教育，2022（6）：115-117.

作者简介：黄招莲（1981.4-），女，福建清流人，任教于福建省三明市清流县实验中学，一级教师，本科学历。