沈群英

(湖州市南潯中學 浙江 湖州 313009)

在當前高效課堂模式下，限于課時以及學生能力的種種制約，課堂上，我們教師的引導起到十分重要的作用．在高中物理教學中，從課堂提問到新概念的形成與確立，新知識的鞏固與應(yīng)用，學生思維方法的訓練與提高，以及實際應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的增強，無不從“問題”開始，所以筆者認為，要內(nèi)化和實現(xiàn)高效課堂這一目標，設(shè)計問題串組織教學是一種行之有效的方法．本文結(jié)合具體教學實踐，介紹問題串教學在構(gòu)建物理高效課堂中的應(yīng)用．

1 學習物理概念

物理概念是在大量觀察、實驗的基礎(chǔ)上，運用邏輯思維的方法，把一些事物本質(zhì)的、共同的特征集中起來加以概括而形成的．高中物理中涉及到的物理概念比較抽象，如果學生的知識儲備少，遷移能力欠缺，沒有感性認識，課堂上教師直白地講，學生沒有參與到學習活動中來，很難達到應(yīng)有的教學效果．如果我們教師在講解概念時給出相應(yīng)的問題情境，再創(chuàng)設(shè)與之相應(yīng)的問題串，引導學生從情境信息出發(fā)，層層深入，步步逼近，則會有另一番課堂景象．

案例1：“宇宙速度”概念的教學

“宇宙速度”這一物理概念在整個高中物理中僅在“萬有引力”這一章出現(xiàn)，學生之前沒有接觸過．從學生練習反饋情況看，主要存在的問題是對宇宙速度是指發(fā)射速度還是環(huán)繞速度分辨不清，對第一宇宙速度的物理意義理解不透徹．為使學生更好地理解這一概念，在講課前，我們不妨預設(shè)這樣的問題串.

問題1：在地面上拋出的物體為什么會落回地面？

問題2：水平拋出的石塊，從槍膛水平射出的子彈，水平發(fā)射出去的導彈其軌跡有何區(qū)別？

問題3：物體做平拋運動，其飛行距離與水平初速度有何關(guān)系?

問題4：如果導彈速度足夠大，其射程可以繞地球一周嗎？

問題5：導彈的軌跡是圓還是拋物線？

問題6：導彈水平發(fā)射的初速度滿足什么條件時，就可以成為一顆地球衛(wèi)星？

點評：問題1～3讓學生復習鞏固已有的平拋運動知識，給學生提供充分的想象空間，問題4～6是一種思維的挑戰(zhàn)，解決問題的樂趣致使學生的學習興趣高漲．通過討論和教師引導之后，學生腦海中已建立起一幅完整的人造衛(wèi)星原理圖，并感悟出拋物線與圓軌跡之間的聯(lián)系與區(qū)別，在此基礎(chǔ)上介紹牛頓著作中描繪的人造衛(wèi)星原理圖，逐步過渡到“宇宙速度”這一物理概念的介紹，學生也就能輕松理解．

2 探究物理規(guī)律

物理學有很多重要規(guī)律，如動能定理、機械能守恒定律，按照傳統(tǒng)教學方式均是直接進行純理論推導而得出，結(jié)果很多學生明白推導過程而一旦應(yīng)用起來卻無從下手．所以在這些物理規(guī)律的教學中，我們可將純理論推導改為設(shè)計一問題串，由淺入深，由簡到繁，層層深入，使學生由感性認識上升到理性認識，由具體形象的思維過渡到抽象的思維．

案例2：“動能定理”的教學

“動能定理”是從能量的角度來分析解決物理問題的一把金鑰匙，在高中物理中占有重要的地位．為使學生能靈活運用該定理，在物理規(guī)律教學中，我們不妨預設(shè)置這樣的問題串.

問題7：一個人把手里的石子自由釋放，子彈出槍膛，火車進站停下．以上情境中石子、子彈、火車動能各是如何變化？動能增加或減少的原因是什么？

問題8：設(shè)物體質(zhì)量為m，在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移L，速度由v1增加到v2．外力做的功與動能變化各是多少，有何關(guān)系嗎？

問題9：在離地高度為h的平臺上，一質(zhì)量為m的物體以速度v0水平拋出，落地速度v，外力做的功與動能變化各是多少，有何關(guān)系嗎？

問題10：在光滑水平面上有一輕彈簧，彈簧的一端固定，另一自由端拴一小球．將彈簧拉長后釋放小球，小球在彈簧拉力的作用下運動到起始位置時的速度為v，外力做的功與動能變化各是多少，有何關(guān)系嗎？

點評：問題7是定性分析能量的轉(zhuǎn)換問題，問題8～10從定性到定量，從簡單到復雜，從直線到曲線，從恒力到變力．通過問與問之間的層層推進，引導學生按照一定的邏輯順序?qū)訉由钊?，學生在解決這些問題的過程中，不僅認識了動能定理的內(nèi)涵、適用范圍，而且這種先由特例闡明事物的本質(zhì)特征，再由理論導出一般結(jié)論的方法，符合學生的認知過程，筆者認為是進行規(guī)律教學較為可行而有效的方法．

3 探究物理實驗

探究實驗需要通過具體的操作來獲取證據(jù)和驗證假設(shè)，制定探究計劃，設(shè)計實驗方案，把猜想與假設(shè)落實到具體的操作方案上．然而，在實際實驗教學中，“制定計劃與設(shè)計實驗”這一環(huán)節(jié)往往被省略，通常教師是直接呈現(xiàn)實驗方案并提供實驗器材和裝置，要求學生按照實驗方案進行實驗操作，當學生收集到預料之中的數(shù)據(jù)時便認為基本完成了一次成功的探究．筆者認為，在探究式實驗過程中，如果教師能根據(jù)實驗內(nèi)容設(shè)計問題，提出問題，以問題作為探究式實驗教學過程的主線，引導學生自主探究，將能更好地推進實驗教學過程，極大地挖掘?qū)W生的學習潛力．

案例3：探究“加速度和力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗教學

“探究加速度和力、質(zhì)量關(guān)系”是高中階段典型的力學實驗，考查的頻率比較高，學生每次考試得分率不高，主要是對該實驗為什么要平衡摩擦、實驗中小車質(zhì)量為什么要遠大于砝碼和托盤的質(zhì)重、數(shù)據(jù)處理時為什么選擇質(zhì)量的倒數(shù)等一系列的重難點問題的理解只停留在表面，一旦深層次考查，學生便難以應(yīng)對．為使學生較好地理解該實驗并能進行靈活遷移，在該實驗教學時，我們不妨可預設(shè)置這樣的問題串.

問題11：如何研究加速度、力、質(zhì)量這3個物理量之間的關(guān)系？

問題12：對于這3個物理量，回憶以前的實驗，可以怎樣來測量？使用什么儀器？

問題13：運動小車還可能受哪些力，該如何處理？

問題14：小車受到的拉力如何表示，需要什么條件？

問題15：我們把所有的待測量都想出了測量方法，現(xiàn)在怎樣來組裝這些儀器？畫出一個實驗裝置的草圖．

點評：通過設(shè)置上述問題，鼓勵學生大膽想象，較好地鍛煉了學生的發(fā)散思維能力，盡管學生未必能設(shè)計出很完美的實驗方案來，或者設(shè)計的實驗方案未必能在課堂條件下予以實施，但這都不是重要問題，這是一個較為短暫的體驗性階段，重要的是學生經(jīng)歷了這一階段，深刻體會到實驗方案并非唯一，也并非都源于教材，只要敢想，自己也能設(shè)計出實驗方案來．

4 拓展物理習題

當我們完成習題的分析后，學生會對新學到的問題解決策略躊躇滿志，有在新情境體驗該方法的迫切心理需求．預設(shè)有挑戰(zhàn)性的拓展問題，符合學習的最近發(fā)展區(qū)理論，能最大限度激發(fā)學生的主動學習熱情．

案例4：如圖1所示，一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向成θ=45°角．(重力加速度為g)求電場強度E．

圖1

這是有關(guān)電場的基礎(chǔ)題，學生比較熟悉，入手相對容易．教師講解完后，可作如下拓展.

問題16：若將細線燒斷，經(jīng)時間t后小球的速度多大？

問題17：若將小球拉至水平位置A，然后由靜止釋放，小球在向下擺動過程中的最大速度多少？此時繩子上的拉力是多少？

問題18：若將小球從C點拉開一微小角度，然后由靜止釋放，小球做何種運動，再次到達出發(fā)點的時間是多少？

問題19：若在C點給小球以初速度，小球恰好在豎直面內(nèi)做圓周運動，求繩上的最大拉力．

點評：問題16涉及的是電場中的勻變速直線運動，問題17涉及的是動能定理及圓周運動的知識，問題18涉及的是簡諧運動中單擺的圓周問題，問題19涉及的是動能定理及圓周運動的臨界問題和向心力知識．通過對本題巧妙的變形，使題目涉及的知識點越來越多，通過這樣的練習可以使學生形成完整的知識體系，把所學的知識融會貫通．這樣既有利于鞏固所學的基礎(chǔ)知識，又能培養(yǎng)學生的思維能力，特別適用于期末或高三的復習課．

總之，問題串設(shè)計是一堂課的“靈魂”，它決定著教學的目標和順序，關(guān)系到學生思維活動開展的深度和廣度，直接影響著教學的效果．因此，我們應(yīng)該有理由相信問題串教學在構(gòu)建高效課堂中將會發(fā)揮出很大的作用．