摘要：目前的問(wèn)題情境多以片面的、孤立的形式出現(xiàn)，主要針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者某個(gè)具體策略進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，使得學(xué)生的知識(shí)碎片化.鑒于此，文章將探討如何在大概念視域下，創(chuàng)設(shè)高中物理課堂的問(wèn)題情境，以期提供一種新的教學(xué)策略，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和理解物理知識(shí).

關(guān)鍵詞：高中物理；大概念；問(wèn)題情境

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2024）27-0074-03

物理作為一門探索自然現(xiàn)象和揭示物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)學(xué)科，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神具有重要的作用.如何引導(dǎo)學(xué)生真正理解并掌握物理知識(shí)，一直是教育領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn).通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考，讓學(xué)生完全置身于課堂學(xué)習(xí)中，可有效解決該問(wèn)題.然而，如何解決目前問(wèn)題情境所面臨的缺乏結(jié)構(gòu)性、遷移性、真實(shí)性等窘境，仍需相關(guān)策略來(lái)“破局”[1].近年來(lái)，隨著教育理念的不斷發(fā)展，大概念視域逐漸被引入到教學(xué)中.大概念視域強(qiáng)調(diào)通過(guò)整體的、宏觀的視角去理解和掌握知識(shí)，以幫助學(xué)生形成系統(tǒng)、完整的知識(shí)體系，提升其深層次的思考能力.因此，在大概念的統(tǒng)攝下進(jìn)行物理問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，是一個(gè)極為重要的教學(xué)策略.

1大概念的定義與特點(diǎn)

大概念是指能夠橫跨不同物理學(xué)分支、整合各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的核心概念.它們是理解和解釋物理世界的基石，如物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、功與能量.這些概念不僅貫穿物理學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域，也與化學(xué)、生物學(xué)等其他科學(xué)學(xué)科有著密切的聯(lián)系.大概念具有高階性、中心性、深刻性、靈活性、意義性的特性[2]，高階性，意味著“大概念”隸屬知識(shí)體系構(gòu)建的高層次，比單一事實(shí)或具體知識(shí)點(diǎn)更為抽象和精煉，在大概念的統(tǒng)領(lǐng)下，還設(shè)置有事實(shí)、知識(shí)、技能、學(xué)科一般概念等層次.中心性強(qiáng)調(diào)大概念在學(xué)科知識(shí)體系中的核心位置.這些概念像是物理學(xué)的“支柱”，支撐著理解該學(xué)科的框架.大概念的深刻性體現(xiàn)在它們能夠揭示自然界的基本原理和規(guī)律，這種深刻的理解促使學(xué)生不僅僅是記憶公式和概念，而是能夠理解其背后的原理.大概念的靈活性指的是它們可以在不同的情境和領(lǐng)域中被應(yīng)用和拓展，具有豐富的內(nèi)涵.大概念的意義性體現(xiàn)在其兼具認(rèn)識(shí)論、方法論和價(jià)值論三重意義[3]，不僅為學(xué)習(xí)者提供認(rèn)知框架，還能夠促進(jìn)人們對(duì)事物的理解、知識(shí)的建構(gòu)與遷移，該特征為大概念的本質(zhì)特征.2大概念統(tǒng)攝下問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)策略

2.1創(chuàng)設(shè)真實(shí)性問(wèn)題情境，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)概念的理解

大概念與基本概念之間存在著層次性和包容性的關(guān)系.基本概念是構(gòu)成大概念的基石，它們是更為具體、細(xì)致的認(rèn)知單元，通過(guò)這些基本概念的相互關(guān)聯(lián)和組合，形成了范圍更廣、含義更為宏大的大概念.就像是將眾多的小石塊拼湊成一座大廈，每一個(gè)小石塊都是不可或缺的.在認(rèn)知的過(guò)程中，我們通過(guò)掌握一系列的基本概念，逐步構(gòu)建起對(duì)大概念的理解和認(rèn)識(shí)，二者相輔相成，共同構(gòu)成了知識(shí)體系的架構(gòu).在高中物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)真實(shí)性問(wèn)題情境是教師促進(jìn)學(xué)生理解和應(yīng)用基本概念的重要策略.

例如在學(xué)習(xí)“物體慣性”知識(shí)時(shí)，教師可以將乘車作為載體，進(jìn)行問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)：“大家都乘坐過(guò)公交車吧？你們有沒(méi)有注意到，當(dāng)公交車突然加速或者緊急剎車時(shí)，我們的身體會(huì)不由自主地向前或向后傾斜？有些情況下，如果不抓緊扶手，我們甚至可能會(huì)跌倒.這是為什么呢？”在這種生活性問(wèn)題情境的引導(dǎo)下，學(xué)生自然會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考，這時(shí)教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系“物體慣性”的概念，解釋這一現(xiàn)象.物體慣性是指物體保持其靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性，直到外力迫使其改變這種狀態(tài).在公交車突然加速或緊急剎車的情況下，由于人體具有慣性，當(dāng)公交車的速度發(fā)生改變時(shí)，人的身體還會(huì)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).如果公交車突然加速，人體由于慣性，會(huì)繼續(xù)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)于車廂就會(huì)產(chǎn)生向后傾斜的現(xiàn)象.同理，當(dāng)公交車緊急剎車時(shí)，人體想要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此會(huì)相對(duì)車廂產(chǎn)生向前傾斜的現(xiàn)象.這就是為什么在這些情況下，如果我們不抓緊扶手，就可能會(huì)跌倒.通過(guò)這樣的情境導(dǎo)入，教師不僅使學(xué)生能夠直觀感受到物理學(xué)原理在日常生活中的應(yīng)用，還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們更加積極主動(dòng)地參與到物理學(xué)習(xí)中來(lái).進(jìn)一步地，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究更多類似的現(xiàn)象，比如為什么在飛機(jī)起飛或著陸時(shí)，我們的身體會(huì)有類似的感覺(jué)？為什么在快速轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們會(huì)感到身體被“推”向一邊？通過(guò)這些問(wèn)題情境，學(xué)生可以更深入地理解慣性的概念，并能將其應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題中，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力.

2.2創(chuàng)設(shè)“階梯性”問(wèn)題情境，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的結(jié)構(gòu)性

該策略旨在通過(guò)精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境，逐步引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從基礎(chǔ)知識(shí)向更高層次的認(rèn)知邁進(jìn)，并強(qiáng)調(diào)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，由下至上，促進(jìn)學(xué)生“大概念”思維的生成.通過(guò)設(shè)置“階梯性”問(wèn)題，學(xué)生將逐步拓展知識(shí)范圍和深度."階梯性"問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)遵循由淺入深、由易到難的原則.在學(xué)習(xí)的初期，教師提供的問(wèn)題較為簡(jiǎn)單，主要目的是確保學(xué)生能夠掌握基礎(chǔ)概念和技能.隨著學(xué)習(xí)的深入，問(wèn)題逐漸變得復(fù)雜，不僅涉及更高層次的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也要求學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析、判斷和解決問(wèn)題.這種設(shè)計(jì)就像是搭建一座階梯，每一步都為學(xué)生提供了向上攀登的支點(diǎn)，使他們能夠逐步攀登知識(shí)的高峰.在教學(xué)過(guò)程中，教師需要借助問(wèn)題情境，明確地展現(xiàn)知識(shí)之間的邏輯關(guān)系和結(jié)構(gòu)框架.這不僅幫助學(xué)生理解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)是如何相互關(guān)聯(lián)的，而且還能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的整體認(rèn)識(shí).

例如在學(xué)習(xí)“直線運(yùn)動(dòng)的描述及其規(guī)律”時(shí)，以短跑素材為載體，教師可以創(chuàng)設(shè)如下問(wèn)題，情境問(wèn)題1：在百米賽跑過(guò)程中研究什么問(wèn)題時(shí)可以將其看成質(zhì)點(diǎn)？研究什么問(wèn)題時(shí)不能將其看成質(zhì)點(diǎn)？情境問(wèn)題2：分別以起跑線和終點(diǎn)線為參考系描述運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況，并思考在什么條件下的參考系可認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員是靜止不動(dòng)的.情境問(wèn)題3：運(yùn)動(dòng)員百米賽跑半決賽跑出9.83秒的好成績(jī)，請(qǐng)問(wèn)這個(gè)“9.83秒”是時(shí)間還是時(shí)刻？情境問(wèn)題4：運(yùn)動(dòng)員跑的100米是路程還是位移？在什么情況下路程等于位移大小？情境問(wèn)題5：運(yùn)動(dòng)員百米賽跑半決賽跑出9.83秒的好成績(jī)，根據(jù)這句話的信息能夠估測(cè)蘇炳添的起跑速度嗎？以上條件可以得出什么速度的大??？情境問(wèn)題6：百米跑分為四個(gè)環(huán)節(jié)，即起跑、加速跑、途中跑、沖刺跑.請(qǐng)問(wèn)加速度最大值和最小值可能出現(xiàn)在哪個(gè)環(huán)節(jié)？情境問(wèn)題7：請(qǐng)用位移-時(shí)間圖像（s-t圖）和速度-時(shí)間圖像（v-t圖）大致描述運(yùn)動(dòng)員的百米賽跑過(guò)程.情境問(wèn)題8：怎樣來(lái)描述宏觀物體的運(yùn)動(dòng)？這些問(wèn)題情境中，既有針對(duì)單獨(dú)知識(shí)點(diǎn)而設(shè)置的，也有綜合性情境，體現(xiàn)了問(wèn)題的“階梯性”，完成了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到綜合的過(guò)渡與遞進(jìn)，有助于讓學(xué)生體會(huì)到知識(shí)之間的結(jié)構(gòu)性.

2.3依托已有知識(shí)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的連貫性

現(xiàn)有的問(wèn)題情境，主要針對(duì)具體的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，往往只能夠?qū)W習(xí)到零散的知識(shí)點(diǎn)，完全背離了“大概念”所需要體現(xiàn)的“系統(tǒng)性”.如果在問(wèn)題情境設(shè)置的過(guò)程中，以“已學(xué)知識(shí)”為載體，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，則將大大提升問(wèn)題情境的有效性.通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅僅是在學(xué)習(xí)新知識(shí)，更重要的是，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中能夠不斷地回顧和整合舊知識(shí)，從而加深對(duì)知識(shí)體系的理解.這種整合性的學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生形成對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，使他們能夠看到不同知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，更好地理解“大概念”.在課堂上，教師可以通過(guò)將不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行組合和整合，創(chuàng)設(shè)出能夠橫向和縱向連接的問(wèn)題情境，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，能夠?qū)⒉煌闹R(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合.或是在問(wèn)題情境中設(shè)置一些需要運(yùn)用已學(xué)知識(shí)點(diǎn)才能解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)造力，幫助他們將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中.再者，教師也可以從不同的角度和維度出發(fā)，設(shè)置問(wèn)題情境，讓學(xué)生在不同的情境中應(yīng)用已學(xué)知識(shí)，從而深化他們對(duì)知識(shí)的理解和掌握.

2.4創(chuàng)設(shè)開(kāi)放性問(wèn)題情境，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主概括

創(chuàng)設(shè)開(kāi)放性問(wèn)題情境是一種極具教育價(jià)值的策略.通過(guò)這種方式，教師可以引導(dǎo)學(xué)生走出傳統(tǒng)的知識(shí)接受者角色，成為主動(dòng)探索、分析和解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)者.這不僅有助于學(xué)生理解物理學(xué)的基本概念和原理，而且還能夠培養(yǎng)他們的自主概括能力，即從具體現(xiàn)象中提煉出普遍規(guī)律和本質(zhì)特征的能力，對(duì)于學(xué)生理解“大概念”具有重要的促進(jìn)作用.開(kāi)放性問(wèn)題情境的核心在于提供一個(gè)寬闊的思考平臺(tái)，讓學(xué)生在自由探索的過(guò)程中自行構(gòu)建知識(shí)框架，而不是僅僅依賴于教師的講授和書(shū)本的知識(shí).這種探索過(guò)程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，鼓勵(lì)他們提出問(wèn)題、搜索資料、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和討論，最終得到自己的結(jié)論.在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生逐步學(xué)會(huì)如何將分散的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)有機(jī)的整體，這正是歸納物理“大概念”的有效路徑.

例如在“測(cè)定導(dǎo)體電阻率”這堂課的教學(xué)過(guò)程中，我利用日常生活中的物品來(lái)為學(xué)生們制造問(wèn)題環(huán)境：在電力供應(yīng)和分配路線的規(guī)劃及建設(shè)過(guò)程中，為了降低線路損耗，需要選用電阻率較小的材料來(lái)制造導(dǎo)線；而在制造電器時(shí)，為了確保電器在使用過(guò)程中的安全，其絕緣部分需要選用電阻率較大的材料.那么，電阻率應(yīng)該如何測(cè)量呢？通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，引出了本課的主題，學(xué)生在回顧導(dǎo)體電阻和電阻率、長(zhǎng)度、橫截面等知識(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始思考電阻率的測(cè)量方法，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、組裝實(shí)驗(yàn)儀器，并按規(guī)定連接電路進(jìn)行測(cè)量，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù).在實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師可以設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行逐步引導(dǎo)，如要想測(cè)出金屬絲的電阻率，需要什么儀器？測(cè)量長(zhǎng)度的工具有哪些？實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用哪種電路圖？原因是什么？實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源是什么？通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)緊密相連的系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解和掌握實(shí)驗(yàn)的目的、原理和方法.“如何做？”這種開(kāi)放性問(wèn)題情境對(duì)學(xué)生歸納能力的培養(yǎng)具有重要作用.學(xué)生通過(guò)觀察和收集數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行深入分析，然后通過(guò)比較和關(guān)聯(lián)這些信息，找出其中的規(guī)律，這是對(duì)學(xué)生歸納能力的直接鍛煉.同時(shí)，學(xué)生將收集到的信息進(jìn)行整理和歸納，以便形成清晰的思路，這也鍛煉了他們的邏輯思維能力.再者，開(kāi)放性問(wèn)題情境鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思考，以新的、獨(dú)特的方式解決問(wèn)題，這也需要強(qiáng)大的歸納能力，以便從已有的信息中提煉出新的思路和方法.在該情境下，教師的角色是引導(dǎo)和幫助學(xué)生，而不是直接告訴學(xué)生答案.教師需要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的想法，同時(shí)也需要給學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和幫助，以便學(xué)生能夠找到解決問(wèn)題的方法.創(chuàng)設(shè)這樣的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生自主探索，彰顯學(xué)生的主體地位，激發(fā)他們的主體精神.

3結(jié)束語(yǔ)

大概念統(tǒng)攝下構(gòu)建的教學(xué)情境，體現(xiàn)了全面育人的教育目標(biāo)，同時(shí)讓學(xué)生能夠?qū)⒎稚⒌氖聦?shí)、知識(shí)和技能進(jìn)行有機(jī)地整合與分層，促使大概念的自然形成.通過(guò)多維度、多層面的問(wèn)題探究，學(xué)生能夠完成學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)一步掌握背后的普適規(guī)律，從更高維度重構(gòu)知識(shí)架構(gòu)，以更加明確的視角，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題.

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［責(zé)任編輯：李璟］