劉建偉
問(wèn)題情境是指在物理教學(xué)中,通過(guò)設(shè)置與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題情境引發(fā)學(xué)生思考、討論和實(shí)踐,幫助學(xué)生建立對(duì)物理概念和原理的理解和應(yīng)用能力。問(wèn)題情境具有一定的吸引力和趣味性,能夠引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。問(wèn)題情境培養(yǎng)學(xué)生的觀察、推理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決等科學(xué)思維能力。通過(guò)設(shè)置具體的問(wèn)題,學(xué)生需要思考和分析,運(yùn)用已有的物理知識(shí)去解決問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新思維。
問(wèn)題情境將物理知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用情境結(jié)合起來(lái),使學(xué)生將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相聯(lián)系,加強(qiáng)知識(shí)的整體性和可應(yīng)用性的理解。問(wèn)題情境能夠促使學(xué)生交流、合作和討論,共同解決問(wèn)題。學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中合作,分享思路和觀點(diǎn),促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和思維碰撞,培養(yǎng)合作和交流能力。問(wèn)題情境能夠培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力和批判性思維能力。面對(duì)有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,學(xué)生需要分析問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn),提出解決方案并進(jìn)行思考、評(píng)估和批判,有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和判斷能力。
一、 高中物理教學(xué)中問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)原則
(一)創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生的提問(wèn)情境
物理課堂上的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)必須符合中學(xué)物理課程的特點(diǎn),并與中學(xué)物理課程內(nèi)容相一致。在此基礎(chǔ)上,教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(二)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
“興趣”是學(xué)生的良師益友。在中學(xué)物理課堂上,教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的問(wèn)題情境,只有激發(fā)了學(xué)生的興趣,才能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。比如,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念時(shí),教師可以將物理概念情境化,讓學(xué)生對(duì)這些概念有一個(gè)直觀的了解,不僅能使學(xué)生記憶并完全了解概念的意義,從而可以在今后的學(xué)習(xí)和工作中進(jìn)行靈活應(yīng)用,而且能夠讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣,愿意不斷地去探索其中的奧妙,在探究中找到快樂(lè),并在快樂(lè)的驅(qū)使下進(jìn)行自主探究,這樣就形成了一種良性循環(huán)。
二、高中物理教學(xué)中問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐方法
(一)通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境
在物理學(xué)習(xí)中,實(shí)驗(yàn)是非常重要的,物理實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的真實(shí)性,給學(xué)生們帶來(lái)一種直觀的感性認(rèn)識(shí)。每個(gè)人都有探索的愿望,通過(guò)使用實(shí)驗(yàn)工具,能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望,從而指導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行更深層次的理解。對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維進(jìn)行培養(yǎng),使學(xué)生初步掌握科學(xué)的方法,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度,以及對(duì)科學(xué)的執(zhí)著奉獻(xiàn)精神,這就要求教師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出問(wèn)題。除此之外,許多小型的物理實(shí)驗(yàn)都可以在較短的時(shí)間內(nèi)用簡(jiǎn)單的設(shè)備完成,教師可以將其引入日常的授課中,與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),使課堂教學(xué)變得緊張而有效。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
第一,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生變化、奇異的現(xiàn)象。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,教師可以適時(shí)地為學(xué)生講解,這樣可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。更關(guān)鍵的是將這一節(jié)課所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,引起學(xué)生的興趣,提高其求知欲望。
第二,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引起學(xué)生的認(rèn)知矛盾。在課堂教學(xué)中,認(rèn)知沖突可以使學(xué)生保持對(duì)課堂教學(xué)的興趣,如果一個(gè)現(xiàn)象出乎學(xué)生的預(yù)料,那么一定會(huì)激發(fā)學(xué)生的好奇心,而好奇心會(huì)促使學(xué)生主動(dòng)思考。但是,學(xué)生的思考不一定傾向于教學(xué)目標(biāo),這就需要教師對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo),及時(shí)抓住學(xué)生的認(rèn)知矛盾,激發(fā)學(xué)生的求知欲,以保證教學(xué)效果。
以“靜摩擦力”這一章節(jié)為例,本章節(jié)的重點(diǎn)是靜摩擦力產(chǎn)生的條件,靜摩擦力的判斷以及靜摩擦力方向的判斷;難點(diǎn)是對(duì)最大靜摩阻力的認(rèn)識(shí)以及對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)意義的認(rèn)識(shí)。在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí),教師應(yīng)將重點(diǎn)放在對(duì)概念的引入上,讓學(xué)生經(jīng)歷概念的形成,放慢學(xué)習(xí)速度,并培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力、綜合分析能力和想象力。為了達(dá)到這一目的,教師可以設(shè)置以下問(wèn)題情境:班上力量最小的一名女生與力量最大的一名男生參加拔河比賽,最終力量最小的女生獲勝。這是為什么呢?經(jīng)過(guò)分析,學(xué)生發(fā)現(xiàn),由于繩索的一頭涂有油脂,所以很光滑,男生很難抓住,摩擦力也很小,因此失敗了。
這是一種直觀式的問(wèn)題情境,教師在創(chuàng)建的過(guò)程中遵循了引導(dǎo)性原則,通過(guò)提供一些接近現(xiàn)實(shí)的例子,幫助學(xué)生更好地理解摩擦力這一概念,讓學(xué)生主動(dòng)思考,自己得出結(jié)論,并且產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,從而為以后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
再以“電荷及其守恒定律”這一章為例,這一章節(jié)的主要內(nèi)容是電荷的守恒及其意義,重點(diǎn)在于如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納和總結(jié)。
對(duì)“電荷的守恒”知識(shí),學(xué)生了解電荷的性質(zhì)之后會(huì)更容易接受。這是一條在自然界中存在的守恒規(guī)律,學(xué)生要能夠利用這一規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題。課堂上,教師請(qǐng)一位女生用塑料梳子梳頭發(fā),學(xué)生會(huì)注意到長(zhǎng)發(fā)隨著梳子飄動(dòng)。教師提出問(wèn)題:“發(fā)絲隨梳而舞,說(shuō)明發(fā)絲與發(fā)絲之間存在著一種引力,思考一下,這種引力從何而來(lái)?”這樣的問(wèn)題情境必然會(huì)引起學(xué)生深刻思考,教師應(yīng)為學(xué)生留出適當(dāng)?shù)乃伎紩r(shí)間,讓學(xué)生先獨(dú)立思考,再在小組中進(jìn)行交流,最終得出結(jié)論,然后在班級(jí)中進(jìn)行討論。教師讓學(xué)生自由地表達(dá)自己的想法,在學(xué)生對(duì)靜電感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行不同解釋的過(guò)程中,逐漸了解了感應(yīng)起電這一帶電方式,這就解決了本章節(jié)中的一個(gè)難點(diǎn)。
(二)與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境
在中學(xué)物理課堂教學(xué)中,由于牽涉許多抽象的物理規(guī)律,學(xué)生很難掌握;與此同時(shí),一些教師講授物理知識(shí)時(shí)很少將理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來(lái),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,從而降低了教學(xué)效果。一般來(lái)說(shuō),學(xué)生的好奇心和求知欲望都很強(qiáng),如果能夠通過(guò)實(shí)際生活中的問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)事半功倍。一是讓學(xué)生感到物理并不是那么遙遠(yuǎn),二是能夠加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,提高學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的好奇心。物理學(xué)是從生活中產(chǎn)生的,而物理教科書的內(nèi)容又是與生活密切相關(guān)的。新課程標(biāo)準(zhǔn)凸顯了“由生活到物理學(xué),由物理學(xué)到社會(huì)”的思想。在教學(xué)過(guò)程中,教師可以通過(guò)講一些生活中的故事,或者提問(wèn)一些與學(xué)生的生活息息相關(guān)的問(wèn)題來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。創(chuàng)建生動(dòng)的問(wèn)題情境必須遵循以下原則。
第一,所創(chuàng)造的問(wèn)題情境必須與學(xué)生的生活密切相關(guān),這樣才能使學(xué)生自然地進(jìn)入情境中。第二,所創(chuàng)造的問(wèn)題情境要能夠激發(fā)學(xué)生的思考,使學(xué)生形成自己的獨(dú)立觀點(diǎn)。第三,所設(shè)置的問(wèn)題情境必須與教學(xué)內(nèi)容相符合,問(wèn)題難度也必須適當(dāng),與學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知能力相一致,在教師的幫助下,讓學(xué)生自己去探索問(wèn)題的答案。
物理學(xué)科與現(xiàn)實(shí)生活有著非常密切的聯(lián)系,所以在教學(xué)過(guò)程中,教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一些與生活中的實(shí)際問(wèn)題有關(guān)的情境,將學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情調(diào)動(dòng)起來(lái),指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究,并將學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題解決中去,從而提高其實(shí)踐創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。
例如,在教學(xué)“物體慣性”知識(shí)時(shí),教師可以聯(lián)系實(shí)際提出以下問(wèn)題:車子在前進(jìn)時(shí)為何總是與前面車子相隔一段距離呢?車輛在猛然啟動(dòng)的一剎那,人體會(huì)向后仰;車子在急剎的時(shí)候,人的身體會(huì)向前傾,這該如何解釋呢?用這種充滿生活氣息的問(wèn)題來(lái)創(chuàng)設(shè)情境,能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。在完成教學(xué)后,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生利用籃球、塑料瓶、吸管、木塊和彈簧秤等工具展開(kāi)自主探究活動(dòng),從而有效解決生活實(shí)際問(wèn)題。比如,什么溫度可以快速解凍肉類?在戶外藝術(shù)攝影中一般會(huì)用到遮光布,為什么?
總而言之,在高中物理課堂上,教師與實(shí)際生活相結(jié)合創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,能夠激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣,從而提高學(xué)生的物理素養(yǎng)和教學(xué)效果。
(三)與多媒體技術(shù)相結(jié)合,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境
隨著信息時(shí)代的來(lái)臨,信息技術(shù)在教育教學(xué)活動(dòng)中得到了廣泛應(yīng)用,對(duì)中學(xué)物理課堂教學(xué)的可視化和實(shí)效性都產(chǎn)生了很大影響,使傳統(tǒng)的物理教學(xué)方式發(fā)生了很大變化,有助于解決一些難以解決的問(wèn)題。例如,利用高科技設(shè)備,將過(guò)去只能通過(guò)教師口頭表達(dá)的內(nèi)容呈現(xiàn)出來(lái),從而打破時(shí)間和空間的限制,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在有效創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境方面產(chǎn)生了積極影響。此外,在物理教學(xué)中,有的微觀現(xiàn)象是很難用肉眼觀測(cè)到的,而通過(guò)多媒體手段就可以將這些微觀現(xiàn)象呈現(xiàn)出來(lái)。
比如,在介紹“人造衛(wèi)星的宇宙速度”相關(guān)知識(shí)后,教師就可以為學(xué)生安排一個(gè)課外任務(wù),讓學(xué)生在網(wǎng)上搜索有關(guān)“嫦娥1號(hào)”的圖片、動(dòng)畫或文字,并撰寫一篇有關(guān)“嫦娥1號(hào)”的科學(xué)論文。在自主學(xué)習(xí)和探索的過(guò)程中,學(xué)生對(duì)“嫦娥1號(hào)”的前期準(zhǔn)備、發(fā)射、繞月探測(cè)、最終撞擊月球的過(guò)程有了更深的理解,加強(qiáng)了對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)、重力等基本概念的記憶。再如,在教學(xué)“摩擦力”的過(guò)程中,教師可以利用多媒體展示《小鬼當(dāng)家》中的一些情節(jié),然后提問(wèn):“為什么反派人物在雪地上走得很穩(wěn),而在平地上走得很慢呢?為什么主角會(huì)把油灑了一地?”從而引入與“摩擦力”有關(guān)的內(nèi)容,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂質(zhì)量。
(四)與自然現(xiàn)象相結(jié)合,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境
高中物理教學(xué)目標(biāo)是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和物理素養(yǎng),從而讓學(xué)生形成正確的思維方式和學(xué)習(xí)方法,最終學(xué)以致用。物理知識(shí)來(lái)自生活,很多物理知識(shí)都能對(duì)生活中的各種自然現(xiàn)象作出說(shuō)明。所以,在課堂上,教師可以與課本中的自然現(xiàn)象相結(jié)合,創(chuàng)設(shè)科學(xué)的問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)這些自然現(xiàn)象進(jìn)行解釋,使理論與實(shí)際相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)、對(duì)生命、對(duì)自然的關(guān)懷。
比如,在教學(xué)“地球的軌道”時(shí),教師可以提問(wèn):“為何地球上會(huì)有季節(jié)的變化?”使用一些學(xué)生熟悉的自然現(xiàn)象來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,這樣就能讓抽象枯燥的理論知識(shí)變得更加直觀、更加生動(dòng)、更加具體,確保知識(shí)的深入淺出,更容易讓學(xué)生了解和掌握。在回答這些問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)生會(huì)對(duì)與之有關(guān)的物理知識(shí)有更多認(rèn)識(shí),從而體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè),得到一定的成就感和滿足感,更喜歡學(xué)習(xí)物理,提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。
又如,某地某天發(fā)生了一次日食,學(xué)生打算進(jìn)行日食觀測(cè),需要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)觀測(cè)日食現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證太陽(yáng)、地球和月球的相對(duì)位置關(guān)系。學(xué)生需要思考以下問(wèn)題。
1.如何觀測(cè)日食?需要準(zhǔn)備什么設(shè)備?
2.日食發(fā)生的原理是什么?太陽(yáng)、地球和月球的相對(duì)位置關(guān)系如何解釋這一現(xiàn)象?
3.如何確定日食開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間?
4.如何計(jì)算日食的持續(xù)時(shí)間?
5.日食現(xiàn)象與地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)有何關(guān)聯(lián)?
學(xué)生通過(guò)這一問(wèn)題情境,運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、推理解釋日食現(xiàn)象,并運(yùn)用物理和天文學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算,從而加深對(duì)太陽(yáng)、地球和月球相對(duì)位置關(guān)系和自然現(xiàn)象的理解。
再如,學(xué)生需要在日常生活中找出拋體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,并解釋其中的物理原理。學(xué)生可以思考以下問(wèn)題。
1.拋體運(yùn)動(dòng)在何種情境下能夠應(yīng)用?如何利用拋體運(yùn)動(dòng)來(lái)解決某個(gè)問(wèn)題?
2.拋體運(yùn)動(dòng)的物理原理是什么?如何解釋物體拋出的軌跡和落地點(diǎn)?
3.拋體運(yùn)動(dòng)的初速度、角度和重力加速度如何影響拋體的最大高度、最遠(yuǎn)水平距離以及時(shí)間?
4.如何計(jì)算拋體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參數(shù)?
學(xué)生通過(guò)找出拋體運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景,探究其中的物理原理,運(yùn)用相關(guān)公式和知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,從而加深了對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)及其在日常生活中應(yīng)用的理解。
通過(guò)以上案例,學(xué)生能夠?qū)⒏咧形锢砼c自然現(xiàn)象相結(jié)合,通過(guò)問(wèn)題情境的引導(dǎo),加深了對(duì)物理概念與現(xiàn)象的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的觀察力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、問(wèn)題解決能力以及批判性思維能力。同時(shí),問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)使學(xué)生將學(xué)習(xí)與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái),增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的實(shí)用性和學(xué)科綜合性。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在高中物理課堂教學(xué)過(guò)程中,教師設(shè)置問(wèn)題情境要遵循興趣性原則和適宜性原則,與現(xiàn)實(shí)生活、自然現(xiàn)象和物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,充分利用多媒體手段,營(yíng)造良好的課堂氣氛,確保物理學(xué)知識(shí)直觀、形象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,從而提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐應(yīng)用能力,達(dá)到理論與實(shí)踐的完美結(jié)合,獲得理想的教學(xué)效果。