层递式“问题链”在高中物理复习中的实践应用

摘 要：层递式问题链是有序列和关联的问题串，可以激发学生思维，培养提高学习能力;层递式问题链的应用可以优化课堂教学，学生更深刻理解掌握物理知识。根据学生的学情，在高中紧张的复习中有目的地创设问题链，提高课堂效率。

关键词：层递式;问题链;物理思维

引言

认知心理学提出：学习总是从问题开始，问题总是与学习伴行，所有问题解决必定以对问题存在的认识为开始[ 1 ]。科学思维是物理学科的核心素养之一，思维的源泉来自问题，思维的动力也来自问题。问题可以激发学生去探究和解决学习与生活中遇到的问题。层递式问题链是教师根据学生已有的知识和经验，针对学生学习过程中可能产生的困惑，通过进阶式的“问题链”将知识转化为层次鲜明，层递式的一系列，一连串的教学问题;是一组有中心、有序列、有关联而又相对独立的问题从而实现教学目的。

1 层递式问题链在高中物理课堂教学中的重要意义

1.1 促进创新思维

层递式问题链的存在可以激发学生的思维深度和创造力。通过解答一个问题，可能会引发出更多的问题，从而推动思维的延展和创新。通过研究层递式问题链，可以促进学生培养解决复杂问题和面对挑战的能力，以及发展创新思维。高中物理课堂教学中应用“问题链”，帮助学生形成较强的逻辑思维，同时还能够促进其思维能力的发展。

1.2 强化问题解决能力

层递式问题链在解决问题的过程中要求学生从一个问题到另一个问题进行连接和推理。这种跨问题的思维锻炼了学生的问题解决能力，培养了学生的逻辑思维和推理能力。通过研究层递式问题链，可以提高学生的问题解决能力和思维灵活性，有利于学生养成良好的学习习惯。“问题链”是以教学内容为引导指标，强化高中物理教学目标，层递式地引导学生主动学习，主动思考，培养学生的思维习惯，养成良好的学习习惯，也是提高学生学习能力的重要驱动力。

1.3 促进学科交叉与综合能力

层递式问题链常常涉及多个学科领域的知识和技能。研究层递式问题链可以促进不同学科的交叉融合，在解决问题的过程中培养学生的综合能力。这有助于培养学生的跨学科思维和学科综合应用能力，提高他们的学习效果和创造力。

2 层递式“问题链”优化高中物理教学

通过层递式问题链的应用，可以对物理教学进行优化和调整。教师可以根据问题链的结构，合理设计教学内容和教学方法，使学生能够逐渐深入理解和掌握物理知识。当设计的教学流程是将教科书中的知识转换成层次鲜明、具有系统性的“教学问题”，并使之成为符合学生探究心理的“问题链”时，教学流程便能有效地引领学生沿着问题情境去思考和探究，也就给了学生一条经过努力可以攀登的、递进性知识阶梯和问题阶梯[ 1 ]50。

研究层递式问题链有助于教育者优化教学策略。在教学过程中，引导学生形成层递式问题链，可以启发学生的思维，培养其解决问题的能力。通过设计具有层次性的问题，教育者可以引导学生一步步地进行思考和分析，将难度大的物理问题化解为一个一个小问题，帮助学生搭建合适的台阶，层层递进，有利于学生思维的连续性，提升他们的学习效果和思维能力。 通过层递式问题链的研究方法，在教学中可以帮助学生深入理解物理知识和原理，并培养学生的推理和逻辑思维能力。学生可以通过追溯问题链的源头，理解物理问题的本质和根源，并进行推理和分析。

3 层递式“问题链“驱动教学、培养学生思维的教学案例

3.1 基于高中一轮实验复习，巧用“问题链”进行知识点归纳

例如在实验“探究平抛运动的特点”的教学中首先要能够描绘出平抛运动的轨迹，在解决具体如何获得小球做平抛运动的轨迹的问题时可以创设如下层递式问题链：

问题1：同学们已经知道平抛运动的轨迹是一条抛物线，那么如何记录这条轨迹，有哪些方法？

问题2：怎样才能使小球做平抛运动？怎样确定面板竖直？怎样确定坐标原点？怎样合理地建立坐标系？

问题3：重复多次：小球从哪个位置释放？是相同的位置吗？这个位置是否有要求？

问题4：记录下的几点怎样连接起来？所有的点都需要连接起来吗？

问题5：如何判断获得的平抛运动轨迹是不是抛物线？

问题6：如何计算平抛运动的初速度？若轨迹完整，含有抛出点，要怎么处理？

若轨迹不完整，抛出点未知又如何处理？

该系列的“问题链”是将实验装置及器材、实验原理与设计、数据处理和注意事项、误差分析等问题呈现给学生，引导学生思考将知识归纳整合形成系统化、结构化的物理知识体系。

问题1学生回顾总结获得轨迹的方法：接球加复写纸档板;径迹法;频闪照相法，训练学生实验设计能力，提升学生多角度分析问题能力。问题2和问题3可以暴露学生可能出现的错误操作，强调注意事项。处理平抛轨迹问题是教学的重点、难点、弱点、疑点。于是有指向性地创设物理层递式“问题链”，将难度大的物理问题化解为一个一个小问题，把课堂交给学生，让问题为学生带路并指引学生去不断探索。帮助学生搭建合适的台阶，层层递进“诱使”学生暴露出知识薄弱的地方，教师依据学生出现的问题给以指导。学生能够充分地发挥自己的能力去解决问题。让学生在解决逐渐深入的问题的过程中实现思维的提升。“问题链”中的问题依次呈现在学生面前有利于学生整合已有的知识。选择性地运用知识.提高学生对知识的掌控能力。

3.2 设置层级的进阶式问题链，促学生主动探索

高三专题复习内容多，时间紧，要提高课堂教学效率，因此不能仅限于讲一题，会一题，而应尽量做到做一题懂一类。在习题教学中设计层递式的问题链、差异型问题串来引发学生产生强烈的认知冲突，以促使学生在强烈的认知冲突的影响下产生浓厚的求知欲，以此引发学生一系列的探究行为，进而在学生深入探究的过程中进行应用、分析、评价与创造，实现对学生高阶思维的培育[ 2 ]。学生通过解决层递式和差异性的问题链的过程中，理解并掌握解决问题的本质和方法，通过推理归纳的过程让学生真正掌握理解知识和物理规律，可以做到举一反三。

电磁感应是高中物理核心重点内容之一，特别是单棒，双棒切割磁感线运动中的动态问题综合性强，难度大，是高考的热点，在压轴题中经常出现。因为导体棒或金属框在磁场中运动时切割磁感线运行产生感应电动势，同时产生感应电流，该电流受到安培力作用，在受力不平衡时，速度变化引起电动势、电流变化，这些变化又引起安培力，加速度变化，往往要求从力学观点、能量观点、动量三大观点进行分析。很多学生表示难度大因此在该专题教学中可以设置层递式问题链，使学生对该类问题有清晰的能量观、力学观、动量观。

例题：如图1所示，MN、PQ是光滑的平行金属导轨，电阻不计且足够长，间距为L，存在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为B。M、Q间接有一阻值为R的电阻.金属棒ab与导轨接触良好、质量为m、阻值为r，现使金属以初速度v0沿导轨向右运动。

问题1：请描述金属棒ab的运动情况。

该问题学生通过对棒的运动状态分析和受力分析可以得出在变化过程中将会出现两种状态：平衡状态和非平衡状态。平衡状态即临界状态也就是最终的稳定状态，在该状态下a=0，F=0。可以根据平衡列方程求出稳定时的速度。处于非平衡状态则根据F=ma求解相应的物理量。E=BLv

所以导体棒做加速度减小的减速运动，最后稳定速度为零。

问题2：整个运动过程中，ab棒克服安培力所做的功及电阻R中产生的热量。

问题3：整个运动过程中金属棒ab发生的位移x。这个问题难度较大，因为导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下是做非匀变速直线运动时，题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时学生往往不知从何入手。对于这类问题要从感应电流入手，将导体的位移，速度变化与感应电量联系起来，结合动量定理求解。

进阶问题1：

在原题基础上增加设问：如图2若在ab棒上施加一水平向右恒力F，金属棒会怎样运动？此问题在例题的基础上增

进阶问题2：

在原题基础上增加设问：如图3，若M、Q间接有电容为C的理想电容器，那么金属棒ab运动情况又如何？金属棒的最终速度和电容器最终电压分别为多少？

进阶问题3：

原题基础上增加设问：如图4若MN、PQ间接有电动势为E、内阻为r的电源.与导轨接触良好、质量为m，阻值也为R的金属棒ab垂直导轨放置，现将开关闭合。

（1）请描述导轨运动情况。

（2）金属棒的最终速度和通过金属棒电荷量分别为多少？

该问题链的创设利用常见的问题情境，即一根金属棒在导体框上切割磁感线的运动。考查单棒在磁场中运动的分析能力，学生必备受力分析、电磁感应、电路、能量、动量等知识，对学生的理解能力和科学思维能力要求高。笔者在教学过程中根据学生的思维方式创设层级的递进式的问题，后面的问题以前面的问题为台阶，学生在思考、分析、解答逐个问题过程中训练了思维素养，教学实践证明，学生在层递式问题链的引导下，能比较有序思考和表达，有效解决问题。

4 结语

深度学习视域下的物理课堂教学，不是简单的满堂灌，在教师创设的有序列，有关联，递进式的问题链引领下，学生不断地思考，培养了学生的物理思维，提高了学科素养。教师设置合适的问题，让问题驱动学生构建知识框架、总结解题方法、提高知识的迁移应用能力。在高中物理复习中把问题分解成一个个小问题，把知识点进行细化至问题涉及的一类知识全部呈现，使学生在解决问题的同时完成了知识的构建[ 3 ]。

参考文献：

[1] 王后雄.“问题链”的类型及教学功能：以化学教学为例[J].教育教学研究，2010（5）：50-54.

[2] 高财远.基于高阶思维培育的高中物理问题链设计[J].学周刊，2023，8（22）：84-86.

[3] 刘荣兵.浅谈问题链教学的类型及其作用[J].物理教师，2013，6（34）：29-31.