楊清源

（北京市八一學(xué)校，北京 100080）

例談在中學(xué)物理課堂中培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)
——以“自感”教學(xué)片段為例

楊清源

（北京市八一學(xué)校，北京 100080）

在高中物理核心素養(yǎng)的表述中明確要求培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，本文分析了培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)與提問能力的意義，提出了培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)和提問能力的基本程序，并以高中物理“自感”一課的3個(gè)教學(xué)片段為例，分析了培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)與提問能力的具體策略.

培養(yǎng)；問題意識(shí)；自感

學(xué)問學(xué)問，不僅要“學(xué)”，還要會(huì)“問”，只學(xué)不問，不是學(xué)問.我國(guó)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論很注重對(duì)學(xué)生問題意識(shí)的啟發(fā)和培養(yǎng)，比如孔子認(rèn)為“疑是思之始，學(xué)之端”，要求自己和學(xué)生“每事問”“不恥下問”；宋代張載認(rèn)為“學(xué)則須疑”，“于不疑處有疑，方是進(jìn)矣”；韓愈在《師說》中指出“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”，其中“惑”即為學(xué)生的問題……培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和提問能力歷來受到教育家的關(guān)注和提倡.

在2003年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽鬄椤澳馨l(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題；從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問題；認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”；［1］正在修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）提出了物理核心素養(yǎng)，其中指出“具有科學(xué)探究意識(shí)，能在不同情境中提出可探究的物理問題，合理猜測(cè)和假設(shè)，具有發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力”.由此可見，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和提問能力，已經(jīng)從國(guó)家層面提出了具體要求.科學(xué)探究也是源于問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)成為當(dāng)下中小學(xué)教師的最重要的任務(wù)之一.

1 培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的策略

一方面，教師應(yīng)該通過事例和史實(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”，增強(qiáng)學(xué)生提出問題的主人翁意識(shí).

縱觀物理學(xué)史，有很多經(jīng)典的發(fā)現(xiàn)都源于敏銳的觀察和思考，源于問題與質(zhì)疑.奧斯特之所以提出電流的磁效應(yīng)，是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線旁邊的磁針發(fā)生了“異動(dòng)”；開普勒之所以提出行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了如果用勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型來計(jì)算行星運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果與第谷觀測(cè)數(shù)據(jù)將有不可容忍的8′誤差；在天文研究中之所以提出天王星的外面還存在著一顆新行星（海王星），是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了天王星的實(shí)際軌道和計(jì)算結(jié)果有偏離……通過這些事例和史實(shí)，讓學(xué)生領(lǐng)悟到問題在物理學(xué)習(xí)和物理探究中的價(jià)值和意義，這既有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，也有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).

另一方面，教師在平時(shí)的課堂中應(yīng)該為培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和提問能力創(chuàng)設(shè)條件：營(yíng)造和諧氛圍讓學(xué)生敢問；創(chuàng)設(shè)問題情境讓學(xué)生想問；指導(dǎo)提問方法讓學(xué)生會(huì)問；培養(yǎng)探究思維讓學(xué)生善問；采用激勵(lì)評(píng)價(jià)讓學(xué)生樂問.

然而，現(xiàn)在的教學(xué)中，通常是教師精心設(shè)計(jì)問題，或者形成具有較好邏輯關(guān)系的問題鏈條，但這些都是教師提出的問題，學(xué)生僅僅是回答問題，這樣的課堂難以體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，也難以激發(fā)學(xué)生的批判性思維.學(xué)生只有在不斷地試圖提出問題、克服困難努力解決問題的過程中，才能成為教學(xué)過程中的主動(dòng)參與者、知識(shí)的積極探求者、豐富情感的體驗(yàn)者，個(gè)性品質(zhì)也能得到鍛煉與提高.

針對(duì)以上兩方面的教學(xué)策略，筆者認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)和提問能力可以按以下的程序進(jìn)行：①創(chuàng)設(shè)問題情境（自然現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)，學(xué)史，作業(yè)，故事，習(xí)題等）→②學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、思考→③學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題或者產(chǎn)生疑惑（產(chǎn)生想了解更多東西的內(nèi)在沖動(dòng)）→④學(xué)生提出問題或提出質(zhì)疑→⑤對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行歸類與分析→⑥師生共同評(píng)價(jià)和篩選問題（初步分析與判斷），確定研究對(duì)象→⑦對(duì)相關(guān)問題建立物理模型→⑧處理物理模型（運(yùn)用各種具體方法）→⑨討論結(jié)果與應(yīng)用.在以上⑤－⑨過程，又可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題，可以循環(huán)，螺旋式上升，這基本構(gòu)成了問題式教學(xué)的“學(xué)習(xí)全過程”.

按照上述流程，我們可以從第①開始，由學(xué)生主動(dòng)參與課堂，突出學(xué)生的主體地位.當(dāng)然，教學(xué)過程也不能少了教師的主導(dǎo)作用，比如，在第④環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生提的問題，可以追問“你是怎么想到這個(gè)問題的”，第⑥環(huán)節(jié)中，對(duì)于某些超出了當(dāng)時(shí)課堂研究范圍的學(xué)生問題，教師可以站在更高位進(jìn)行審視和評(píng)價(jià)，指出問題的價(jià)值，為今后的學(xué)習(xí)做好鋪墊.

2 培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的案例

筆者在平時(shí)的物理課堂中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和提問能力做了一些嘗試，下面以高二“自感”一節(jié)中的3個(gè)教學(xué)片段為例，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)做法與體會(huì).

2.1 教學(xué)片段1——?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生有問題可問教師介紹圖1電路的各實(shí)驗(yàn)元件后，教師演示實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)3次，提問學(xué)生：你看到了什么？你看出了什么？——學(xué)生先會(huì)描述現(xiàn)象，L1燈馬上亮，L2等逐漸亮，最后一樣亮.之后，教師鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)?zāi)阆肓私馐裁磫栴}？學(xué)生發(fā)散思維，提出了很多問題，例如，為什么有這個(gè)現(xiàn)象？電路各個(gè)元件在此電路中分別起什么作用？這個(gè)現(xiàn)象有專屬名稱嗎？此現(xiàn)象受哪些因素影響？涉及能量問題嗎？燈泡亮度顯示的是粗略現(xiàn)象，“微觀”過程是怎樣的呢（電流圖像），能否演示？這個(gè)現(xiàn)象有何價(jià)值，在哪些方面可以利用，在哪些地方要防止呢？閉合開關(guān)時(shí)候現(xiàn)象非常明顯，斷開開關(guān)時(shí)候?yàn)槭裁礇]有特殊現(xiàn)象呢？它與其他哪些知識(shí)相聯(lián)系呢……

圖1

此教學(xué)片段中，教師通過實(shí)驗(yàn)，先給出一個(gè)學(xué)生可以感知的現(xiàn)象（燈泡亮度變化），在此基礎(chǔ)上，學(xué)生發(fā)散思維，提出各種問題，之后教師與學(xué)生一起分析問題，篩選出探究的主要問題，即學(xué)習(xí)內(nèi)容——探尋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.創(chuàng)設(shè)問題的情景的方式有很多，包括自然現(xiàn)象，物理實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)史，生活故事，習(xí)題錯(cuò)解等等，我們可以充分利用各種情景的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí).這個(gè)過程，既有提出問題時(shí)候的發(fā)散思維，又有分析歸納整理問題的邏輯思維，這種探究本源的科學(xué)思維，正是我們教學(xué)中需要的，也是培養(yǎng)批判性思維的所需.

2.2 教學(xué)片段2——肯定學(xué)生提問，讓學(xué)生感受到提問樂趣

學(xué)習(xí)自感原理后，為解答學(xué)生的顯示“微觀”過程的問題，教師在電路中相應(yīng)位置分別串接兩個(gè)同型號(hào)的電流傳感器A1和A2，如圖2所示，再次實(shí)驗(yàn)，屏幕顯示電流隨時(shí)間的變化如圖3所示，這與學(xué)生的預(yù)估不同，學(xué)生很驚訝，隨即提出問題：為什么電流達(dá)到穩(wěn)定值之前，電流都有一個(gè)小尖峰呢？自感現(xiàn)象本身就是這樣的嗎？是誤差嗎？是傳感器過于敏感的正常波動(dòng)嗎？

圖2

圖3

教師對(duì)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定，肯定學(xué)生的質(zhì)疑精神和敏銳的觀察能力.教師重新實(shí)驗(yàn)，依然如此，說明不是偶然現(xiàn)象，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)觀察、思考和討論.此時(shí)有學(xué)生認(rèn)為，既然兩個(gè)支路的電流都有電流尖峰，說明與兩支路共同點(diǎn)有關(guān)，會(huì)不會(huì)是燈泡影響呢？將燈泡短接，再次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流圖像中的小尖峰沒有了（如圖4），重復(fù)實(shí)驗(yàn)，依然如此，說明該電流的波動(dòng)是燈泡引起的.進(jìn)一步分析得知，電流尖峰其實(shí)與燈泡的燈絲電阻變化有關(guān)，當(dāng)電燈泡電流增加，燈絲溫度瞬間升高很多，導(dǎo)致燈絲電阻變大，從而有引起電流變小的趨勢(shì)，這與小燈泡的伏安特性曲線的規(guī)律是吻合的.

學(xué)生能根據(jù)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出質(zhì)疑，是多么的了不起！教師再次對(duì)提問的學(xué)生進(jìn)行表彰，一方面肯定其發(fā)現(xiàn)問題提出問題的意識(shí)和能力，另一方面肯定問題的重要性，因?yàn)檫@些問題給大家?guī)砹艘淮涡⌒〉奶骄浚粌H復(fù)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)，也對(duì)通電自感現(xiàn)象也有了更深刻的感性認(rèn)識(shí)，這讓提問學(xué)生從中感到了提問的幸福與快樂.

對(duì)于學(xué)生在課堂上提出的某些問題，即使教師當(dāng)時(shí)無(wú)法解釋，或者與本課堂內(nèi)容無(wú)關(guān)，也應(yīng)給予學(xué)生充分肯定，讓學(xué)生感受到提問的樂趣，也許某些發(fā)現(xiàn)或質(zhì)疑對(duì)學(xué)生而言是質(zhì)的飛躍，或許是真問題，在物理學(xué)史中有很多偉大發(fā)現(xiàn)都是源于這些“小問題”.

2.3 教學(xué)片段3——鼓勵(lì)審視問題，提高學(xué)生提問質(zhì)量

在前述的傳感器實(shí)驗(yàn)中，筆者是先停止傳感器采集數(shù)據(jù)，后斷開電路開關(guān)，暫時(shí)不顯示斷電自感電流變化，目的是保留懸念.學(xué)習(xí)了通電自感相關(guān)知識(shí)后，教師引導(dǎo)：我們學(xué)習(xí)完了通電自感，知道了通電自感的相關(guān)知識(shí)，大家還有什么問題，或者由此聯(lián)想到什么問題？教師提示學(xué)生思考之后提問.學(xué)生通過思考，根據(jù)逆向思維容易想到還有斷電自感！關(guān)于斷電自感，學(xué)生又進(jìn)一步提出：如何檢驗(yàn)？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？有什么意義……為解決這些問題，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用通電自感的知識(shí)在頭腦中自行勾畫斷電自感的圖像……之后，教師再分別做斷電自感燈泡閃亮實(shí)驗(yàn)和用傳感器顯示斷電自感電流變化實(shí)驗(yàn)，學(xué)生以此來檢驗(yàn)自己的想法，并對(duì)自己的想法進(jìn)行反思與修正，如圖5所示.經(jīng)過提問前的思考，學(xué)生的問題不再是盲目的，而都是些有針對(duì)性的問題，學(xué)生的問題質(zhì)量高了，學(xué)習(xí)效率也自然高了，學(xué)生的思維能力也自然而然的得到提升.

圖4

圖5

演示斷電自感實(shí)驗(yàn)并學(xué)習(xí)相關(guān)理論后，教師組織全班學(xué)生前后手拉手，構(gòu)成一個(gè)M型大串聯(lián)，再與變壓器的一個(gè)線圈并聯(lián)，做了一個(gè)“千人震”游戲，如圖6.學(xué)生興奮之余，馬上有學(xué)生想到安全問題，為了保證人的安全，應(yīng)該在人串聯(lián)的支路上串聯(lián)開關(guān)，并且先斷開此開關(guān)，后斷開干路開關(guān)，之后又有學(xué)生提出問題，有沒有利用這種現(xiàn)象的呢？其實(shí)這就是老式日光燈的原理.

學(xué)生的這一系列問題與分析，充分說明學(xué)生的思維處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生提出問題的質(zhì)量也越來越高，學(xué)生在提問與解決問題的過程中，知識(shí)得到建構(gòu)，思維得到發(fā)展，能力得到提升.

3 結(jié)束語(yǔ)

高中階段，教師有必要培育寬松的教學(xué)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)一些問題情境，讓學(xué)生在觀察和體驗(yàn)后有所發(fā)現(xiàn)和有所聯(lián)想，進(jìn)而提出問題或產(chǎn)生質(zhì)疑，學(xué)生在這樣寬松的學(xué)習(xí)氛圍中敢于提出問題，善于審視問題，勤于思考問題，精于分析問題，樂于解決問題，從而構(gòu)成“學(xué)習(xí)的全過程”和完整的思維鏈條.在這個(gè)“學(xué)習(xí)的全過程”中，學(xué)生的再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的能力自然會(huì)得到提高.當(dāng)然，我們可能無(wú)法在每一節(jié)課中完成前述圖表中的各個(gè)環(huán)節(jié)，但只要教師每節(jié)課都給予學(xué)生提問的可能和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生主動(dòng)地探索問題，日積月累，學(xué)生的提問意識(shí)和提問能力就會(huì)逐漸提高，學(xué)生的科學(xué)思維就會(huì)得到發(fā)展，學(xué)生在這方面的核心素養(yǎng)自然就會(huì)得以提升.

圖6

1 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中－物理課程標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京：人民教育出版社，2003.

2017－02－23）