楊通錦，楊世玲

（1.興義八中，貴州 興義 562400；2.凱里學(xué)院，貴州 凱里 556011）

問題研究式教學(xué)探索

楊通錦1，楊世玲2

（1.興義八中，貴州 興義 562400；2.凱里學(xué)院，貴州 凱里 556011）

結(jié)合中學(xué)物理學(xué)科特點(diǎn)和開展探究學(xué)習(xí)的需要，提出并嘗試以問題為出發(fā)點(diǎn)，將問題探究納入教學(xué)活動(dòng)過程中，對(duì)以解決問題為落腳點(diǎn)的“問題研究式教學(xué)”進(jìn)行探索，闡明“問題”的性質(zhì)、種類和開發(fā)途徑，并探討實(shí)施方案及評(píng)估手段.

中學(xué)物理；問題研究式；教學(xué)探索

1 問題研究式教學(xué)的概述

所謂“問題研究式教學(xué)”，系指教師通過創(chuàng)設(shè)物理情景導(dǎo)入相關(guān)內(nèi)容的問題，使學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)物理問題，引發(fā)學(xué)習(xí)與研究的動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)情趣的教學(xué)方式.何為“問題”呢？中學(xué)物理教學(xué)中的“問題”立意于：需要研究討論并解決的矛盾與疑難、有關(guān)意外（對(duì)學(xué)生來說）的情況或事件以及要求回答或解釋的題目.問題研究式教學(xué)的課堂結(jié)構(gòu)為：由問題情景（自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——“問題源”）→提出有待探索的問題→實(shí)驗(yàn)研究、探討問題→再研究和實(shí)驗(yàn)提出新的問題→歸納總結(jié)得出結(jié)論與規(guī)律→應(yīng)用所得規(guī)律、知識(shí)與方法討論新的問題（鞏固知識(shí)、加深理解規(guī)律、強(qiáng)化規(guī)律與方法的應(yīng)用）.

（一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或一條規(guī)律的教學(xué)流程方框圖）

總之，問題研究式教學(xué)以提出問題為教的開始，解決問題是學(xué)的歸宿[4].問題研究式教學(xué)的過程可簡(jiǎn)單地概括為：提出問題→研究、討論問題→構(gòu)建知識(shí)、掌握規(guī)律和方法→解決問題→再提出問題……，這是一個(gè)螺旋式認(rèn)知提高過程.學(xué)生在探討問題，提出新問題和解決問題的過程中獲得知識(shí)和能力，逐步形成問題意識(shí)，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)和基本的研究方法.

2 “問題”的種類

物理問題可分為理論探索問題和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、自然現(xiàn)象所揭示的本質(zhì)問題兩類.從所提問題應(yīng)起的作用角度看，可分為誘發(fā)動(dòng)機(jī)的問題、待探究的問題及驗(yàn)證的問題.在物理教學(xué)活動(dòng)中“問題”的提出對(duì)象：一是教師，教師為了引入課題、引發(fā)懸念，激發(fā)學(xué)生的求知欲而對(duì)學(xué)生提出的有待學(xué)生研究解決的問題；二是學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)現(xiàn)象的質(zhì)疑，或?qū)滩募敖處煹恼撌霎a(chǎn)生疑問時(shí)的進(jìn)一步追問.可以說前者是教師在教學(xué)中所慣用的方法，后者是課程改革在學(xué)生學(xué)習(xí)要求上所倡導(dǎo)的，學(xué)生提出問題是學(xué)生已投入學(xué)習(xí)的“見證”，這是“發(fā)現(xiàn)式教學(xué)”的學(xué)習(xí)要求，也是學(xué)生解決問題的前提條件.

2.1 教師設(shè)置的教學(xué)問題

按照設(shè)置問題的目的分類：(1)是引發(fā)懸念的問題（設(shè)問）；(2)是圍繞重點(diǎn)知識(shí)由相關(guān)情景誘導(dǎo)學(xué)生再質(zhì)疑的中心問題；(3)是從理解概念的角度來設(shè)置的問題；(4)是鞏固強(qiáng)化知識(shí)的問題（習(xí)題）；(5)是拓展與遷移性的問題（習(xí)題）[3].

2.1.1 從引發(fā)懸念的角度出發(fā)，達(dá)到引入課題而設(shè)置的問題：為了促使學(xué)生投入研究與學(xué)習(xí)中，教師提出學(xué)生曾經(jīng)見過，但未曾知曉原因的物理景象，以懸而未決心理趨勢(shì)來調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，讓“問題”引發(fā)學(xué)生的疑問與好奇心，從而引起其探究的欲望.如飛機(jī)可以以幾百米每秒的速度在高空中飛行,為什么人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度必須為7.9km/s？以違反“常規(guī)”的現(xiàn)象或結(jié)果入手，刺激學(xué)生的好奇和不平的心理，從而關(guān)注事情的癥結(jié).如在平拋運(yùn)動(dòng)的研究與學(xué)習(xí)中，關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間，可設(shè)問如下：平拋豎落儀中的兩個(gè)小鐵球，哪個(gè)先落地，此現(xiàn)象說明了什么？從設(shè)置伏筆及渲染氣氛入手，制造懸念，撥動(dòng)學(xué)生的心弦.如關(guān)于航天飛機(jī)在上升、繞地球正常運(yùn)轉(zhuǎn)和下降著陸的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，超重與失重現(xiàn)象，可以提出：我們常常在電視新聞中看到，在航天飛機(jī)里的宇航員“上不著天，下不著地”，處于飄然的狀態(tài)，這說明了什么？假若宇航員“走出”船艙，人有墜落的危險(xiǎn)嗎？在發(fā)射上升過程中宇航員在船艙中應(yīng)以什么姿態(tài)乘船更安全.

2.1.2 圍繞重點(diǎn)知識(shí)由相關(guān)情景誘導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑的問題：如小鋼球從離心軌道上斜軌部分的某一高度由靜止開始下滑，它一定能通過豎直圓軌道的最高點(diǎn)嗎？它通過最高點(diǎn)時(shí)可能受哪些力的作用？能順利經(jīng)過最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么？

2.1.3 從概念的提出、規(guī)律的探索提出問題：如力是矢量，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體是在什么方向的力承擔(dān)了改變運(yùn)動(dòng)速度方向的任務(wù)？又如：向心力的作用效果是什么？線速度方向的變化快慢用什么物理量來描述等等.

2.1.4 為了鞏固知識(shí)、訓(xùn)練方法而設(shè)置的問題：如關(guān)于向心力的來源問題，提出向心力一定是物體所受到的合力嗎？請(qǐng)舉例說明.又如關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度與半徑的關(guān)系，可提出你能分別舉出線速與半徑成正比、成反比及與半徑無關(guān)的例子嗎？還有為了鞏固把握對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)研究和處理方法，可設(shè)置如下習(xí)題：一個(gè)彈性小球從某一高度拋出，打在傾角為θ的鋼板上，并恰好能沿原路徑返回，你能確定哪些相關(guān)性物理量（可以增加一些附加條件）.

2.1.5 針對(duì)習(xí)題的擴(kuò)展與變形提出的追問：每個(gè)習(xí)題的命題總有一定的目的，或是為了鞏固知識(shí)，或是啟迪和訓(xùn)練方法.要達(dá)到命題的目的，就應(yīng)給題目賦予多種可能情景和含意，要求題目有利于變形，有變形的價(jià)值.如：人造地球衛(wèi)星在圓軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由什么提供？加速度的計(jì)算方法有哪幾種？為了使其做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取什么措施？從近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中，其運(yùn)動(dòng)的加速度、線速度、角速度分別怎樣變化？又如：一個(gè)物體從某高度水平拋出，落地時(shí)的速度υ大小為17.3m/s，方向水平成60o角，根據(jù)此情景，你能確定哪些未知物理量？

2.2 學(xué)生對(duì)問題研究的質(zhì)疑

2.2.1 為解決教師提出的問題而提出的新問題或猜想，并設(shè)法去驗(yàn)證或論證.如學(xué)生思考關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的中心問題（兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)可以合成一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，水平拋出的物體，可以看做是哪幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)？）后，可能學(xué)生一般都會(huì)提出猜相：若無重力作用，物體會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？若無初速度物體又會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？

2.2.2 閱讀中對(duì)課文所述的現(xiàn)象的成因提出追問.如：為什么水平拋出物體會(huì)做拋物線運(yùn)動(dòng)？衛(wèi)星先靠火箭攜帶著發(fā)射，通?；鸺秦Q直向上發(fā)射的，為什么衛(wèi)星會(huì)環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)？再如；繞行天體繞中心天體運(yùn)動(dòng)為什么會(huì)是橢圓運(yùn)動(dòng)而不是圓周運(yùn)動(dòng)？即軌道半徑由大變小或由小變大的原因是什么？（天體繞中心天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力與萬(wàn)有引力的關(guān)系是什么？）

2.2.3 求解聯(lián)系實(shí)際的練習(xí)題中的置疑.如物體在地球與月球之間，離開月球的距離為月地間距離的1/9時(shí)，所受引力的合力為零，若讓物體偏離此位置，它會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？又如：在軌道上運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星內(nèi)的物體所受重力的作用效果是什么？在其中彈簧秤及天平、水銀氣壓計(jì)等是否還可用？

3 物理問題情景開發(fā)

3.1 問題的來源

中學(xué)物理教科書是專家組精心編制的教材，我們要充分領(lǐng)會(huì)其中教學(xué)思想，從中選取一些經(jīng)典問題情景.但教科書并不是唯一的教材，我們還有開發(fā)校本教材的權(quán)利和責(zé)任，用好教科書，但又不能完全依賴教科書，要善于開發(fā)新的問題情景，一般來說中學(xué)物理問題應(yīng)來源于以下幾個(gè)方面：

3.1.1 取材于教科書，如：關(guān)于用砂輪磨刃具說明曲線運(yùn)動(dòng)的方向的情景，旋轉(zhuǎn)的雨傘甩出水滴，磁鐵在一側(cè)吸引原來做直線運(yùn)動(dòng)的小鐵球說明物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，牛頓說明人造地球衛(wèi)星的發(fā)射原理圖、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)速率的關(guān)系等都有是很好的素材.

3.1.2 產(chǎn)生于現(xiàn)實(shí)生活中的具體情景、不平常的現(xiàn)象、奇異的事物以及引起矛盾的說法和似乎不言而喻的但又是理論上和實(shí)際上學(xué)生暫時(shí)還解釋不了的事件.從對(duì)自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探索中提出的問題，如：水平拋出的物體，其飛行時(shí)間與平拋的初速度大小有什么關(guān)系？衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道半徑越大，其運(yùn)動(dòng)的線速度越小，是不是說，使衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道，越容易？等等.

3.1.3 來源于進(jìn)一步學(xué)習(xí)與研究的需要；如水平拋出的物體，不計(jì)空氣阻力時(shí)，只受重力作用，加速度恒定，即物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律處理嗎？

3.1.4 來源于現(xiàn)代科技的基本原理.如高溫超導(dǎo)現(xiàn)象、微電子技術(shù)、納米技術(shù)、磁懸浮列車等等.

3.2 問題情景的表現(xiàn)（表達(dá)）方式

3.2.1 文字闡述方式：做到文中有物、問題簡(jiǎn)明可答.對(duì)于課文圖景或者學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活能夠感知的物理現(xiàn)象，可直接用語(yǔ)言文字闡明.在情景說明中，要有意識(shí)、有重點(diǎn)敘述，注重問題表述的措辭.如：物體在細(xì)繩拉力或內(nèi)圓軌道支持力作用下，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速率怎樣變化？通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的可能受力情況怎樣？物體能做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么？

3.2.2 圖畫描繪方式：做到景中有文、圖文并茂.對(duì)相較復(fù)雜的物理景象，可用簡(jiǎn)筆畫描繪出情景的主要特征、狀態(tài)或過程，可用幾組圖形來并配以簡(jiǎn)要的說明.如輕桿作用下的小球或大環(huán)內(nèi)的小環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，分析物體通過最高點(diǎn)時(shí)受的的可能情況，用簡(jiǎn)明的圖來表示，能使問題一目了然.如關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，可描繪出右邊的幾個(gè)圖景.該圖雖然與課本圖5—11相仿，但它更聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活.

3.2.3 多媒體展示方式，以突出關(guān)鍵、展示暫態(tài)

用以展示平常易忽略的、不易觀察到而又十分重要的現(xiàn)象暫態(tài)，突出關(guān)鍵性點(diǎn).如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡研究，牛頓的衛(wèi)星發(fā)射原理，曲線運(yùn)動(dòng)的方向，汽車、火車轉(zhuǎn)彎的向心力，離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象等.利用現(xiàn)代技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)問題情景，模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的形成、物理研究的基本手段有比較清楚的了解.一般中學(xué)沒有頻閃照相機(jī)，研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)時(shí)，由于平拋運(yùn)動(dòng)過程瞬息即逝，不留痕跡，僅從課本的示圖（如圖甲）很難說服學(xué)生，按乙圖所示的裝置，讓外表涂上有色物質(zhì)的小球從斜槽的適當(dāng)高度滾下，小球恰能挨著豎直紙面平拋，可在紙上留下小球運(yùn)動(dòng)的徑跡.還可用“數(shù)理平臺(tái)（Pelab）”、“Power Point”、“Authorware”、“ Flash”等應(yīng)用軟伯制作“閃光”動(dòng)畫，讓學(xué)生獲得真實(shí)感受，從而相信圖甲的真實(shí)性，使學(xué)生有興趣去研究圖甲反映的運(yùn)動(dòng)特性，積極探尋其規(guī)律.又如：人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道與運(yùn)行速度的關(guān)系及宇宙速度，可通過編程模擬演示.也可用以下幾個(gè)有文字的圖景展示衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫.

4 問題研究式教學(xué)評(píng)估

問題研究式教學(xué)的評(píng)估應(yīng)從兩個(gè)方面展開，一是“問題”的價(jià)值，即教師所提的問題和學(xué)生提出問題的數(shù)量與質(zhì)量.二是教學(xué)質(zhì)量（結(jié)果）的價(jià)值判斷.

4.1 問題價(jià)值的評(píng)估

4.1.1 學(xué)生提出的問題

（1）提問題的勇氣和膽量.看學(xué)生是否能在課堂上當(dāng)眾提出問題，對(duì)問題的表述是否清楚和恰當(dāng).

（2）提問題的數(shù)量和質(zhì)量.展示一個(gè)問題情景，讓學(xué)生根據(jù)此情景提出若干問題，以學(xué)生提出問題的多少和在物理學(xué)習(xí)中的價(jià)值為評(píng)判依據(jù).

(3)提出問題和研究問題的習(xí)慣.課堂上以及課外，學(xué)生是否主動(dòng)提出和研究與討論問題，是否具備解釋和解決簡(jiǎn)單問題的能力.

4.1.2 教師提出的問題

主要考查所提問題是否能引發(fā)研究學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，是否符合學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu)，是否聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，是否體現(xiàn)了研究物理的有用性，是否達(dá)到有效地啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生開展研究性的目的等等[1].

4.2 教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

問題研究式教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，應(yīng)著眼于學(xué)生是否有問題意識(shí)和問題組織及問題解決的能力，質(zhì)量評(píng)估可分為形成（過程）性評(píng)估和終結(jié)性評(píng)估兩種形式[2]：

4.2.1 形成性評(píng)估是以定性評(píng)價(jià)（問題的質(zhì)量和數(shù)量）為主，教學(xué)過程教師要進(jìn)行隨機(jī)性的口頭評(píng)價(jià)，尋找學(xué)生所提問題的閃光點(diǎn).一般采用教師評(píng)定和學(xué)生討論相互評(píng)定相結(jié)合的方式，以“好”、“可以”、“有價(jià)值”等的鼓勵(lì)性措詞為佳.

4.2.2 終結(jié)性評(píng)估重在提出問題的質(zhì)量、數(shù)量和解決問題的思想方法及能力.可采用常模測(cè)試法，進(jìn)行量化的測(cè)評(píng).試題內(nèi)容包括對(duì)學(xué)生知識(shí)的理解與運(yùn)用能力，對(duì)給定事件和情景提出問題的質(zhì)量與數(shù)量，對(duì)所提問題的研究和解決能力（包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力）等三個(gè)方面，總分若以300分計(jì)，分值權(quán)重應(yīng)各占三分之一.評(píng)價(jià)結(jié)論一般采用定性描述式.對(duì)教學(xué)效果的認(rèn)定，應(yīng)采用傳統(tǒng)方式教學(xué)班與“問題研究式教學(xué)”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)班的各項(xiàng)分值作對(duì)比.

結(jié)束語(yǔ)：“問題研究式教學(xué)”與高中物理課程改革的理念相契合，在高中課程改革不斷深入的過程中，實(shí)施問題研究式教學(xué)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，讓學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，這無疑是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一條有效途徑.

〔1〕葉建柱.論物理教學(xué)中提出問題的水平[J].課程.教材.教法，2007（5）.

〔2〕陳旭遠(yuǎn).新課程推進(jìn)中的問題反思[M].北京：首都師大出版社，2004.

〔3〕高文.建構(gòu)主義研究的哲學(xué)心理基礎(chǔ)[J]全球教育展望，2001（3）.

〔4〕周洪林.中美教育的比較思考——楊振寧話教育（下）[J].全球教育展望，2000（30）.

G623

A

1673-260X（2011）03-0216-03

該文為貴州省教育廳2010年基礎(chǔ)教育科研課題“新課標(biāo)下少數(shù)民族地區(qū)中學(xué)物理教學(xué)改革實(shí)施策略的研究”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：2010B299）；貴州省凱里學(xué)院2010年度院級(jí)課題“新課標(biāo)下民族地區(qū)高中物理教學(xué)改革實(shí)施略研究”（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：S1019）的階段性研究成果