凌 峰

（浙江省杭州市余杭第二高級中學）

多年來的課題實踐中，我以課堂教學為平臺，努力實踐“以問題驅(qū)動探究，用變式推向縱深”的課堂教學模式，取得了初步成果，但也有些許困惑，本文結合本人的實際教學，談談自己的體會。

一、問題的提出

圖象問題是運動學的一個重點和難點，筆者進行了精當?shù)慕虒W設計，教學效果很好。教學設計如下：

問題情境1：A、B、C 三物體同時出發(fā)做直線運動，他們的運動情況如圖1 所示，在20s 時間內(nèi)，A、B、C 三物體的平均速度與平均速率大小關系？

問題情境2：若圖象縱軸改為速度v，在20s 時間內(nèi)，A、B、C三物體的平均速度與平均速率大小關系？

問題情境3：若圖象橫軸改為x/m，縱軸改為y/m，在20s 時間內(nèi)，A、B、C 三物體的平均速度與平均速率大小關系？

對這一教學環(huán)節(jié)，通過三個情境變式不斷進行設問，讓學生會識別、運用圖象，理解斜率的意義，掌握位移、路程、平均速度、平均速率，從而豐厚了教學內(nèi)容，提高了教學效率。課堂上，教師采用問題變式來引導學生主動參與、自主探究，讓學生感悟到x-t 與v-t 圖象及平面直角坐標y-x 圖象所反映的運動規(guī)律的差異。變式教學加強了知識間的橫向、縱向聯(lián)系，提高了學生思維的靈活性和深刻性，培養(yǎng)了學生綜合運用知識的能力。分層次問題展示吸引了學生的注意，從而使學生的實踐活動有效、充分、深入，教學效果很好。

新課程倡導自主、合作、探究學習，如何提高課堂探究的有效性呢？筆者認為，在教學中應該以問題驅(qū)動探究，用變式推向縱深，即教學問題設計要有思想，情境的創(chuàng)設要科學、新穎、恰到好處、發(fā)人深省；預設的內(nèi)容由淺入深，體現(xiàn)分層次教學。課堂探究要有體驗，注重過程與方法，測試反饋要體現(xiàn)探究的深度與廣度。教學流程如下：

圖1

圖2

二、實踐研究

（一）創(chuàng)設問題情境

創(chuàng)設問題情境就是要創(chuàng)造一個引人入勝的物理情境，把知識和問題融入情境中，使教學內(nèi)容變美、變活，深入學生的心靈之中，學生容易走入情境、獲取知識、激發(fā)思維，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

1.在概念教學中，筆者嘗試創(chuàng)設問題情境，引領學生深入探究，在理解的基礎上側重概念的實際運用，使概念在學生的頭腦中進行重現(xiàn)、再造和升華

案例一：我在進行電學復習時，由于電學中的一些概念，如：場強、電勢、電勢能等對學生來說理解起來很難，為此進行了這樣的教學設計：

問題情境：a、b、c 是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a 到c，a、b 間的距離等于b、c 間的距離，ψa、ψb、ψc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c 三點的電勢和場強，可以斷定 （ ）

A.ψa＞ψb＞ψcB.Ea＞Eb＞Ec

C.ψa-ψb=ψb-ψcD.Ea=Eb=Ec

變式探究1：當電子速度大小為2v0時,其電勢能為多少？

變式探究2：當正負電荷分別以一定速度從a 點釋放，它們將做何運動，電勢能如何變化？

這部分教學設計的核心內(nèi)容：（1）電勢、場強的區(qū)別；（2）電場力做功與電勢差、電勢能的關系；（3）電荷在電場中的能量；（4）電場中力和運動及功和能的關系。教學環(huán)節(jié)問題呈現(xiàn)新穎，高信息、多層面構建學習情境，凸現(xiàn)問題的探究性。加強了概念之間的相互聯(lián)系與區(qū)別，側重了概念在實際問題中的應用，這樣處理使概念課的復習效率會有所提高。

2.在規(guī)律課的教學中，問題情境設計要突出主干知識，教學目標定位要準，滲透基本知識、技能與方法，在重點問題和模型上尋求突破

案例二：電磁感應中的力學、電路、能量等問題是高考復習的熱點，本人利用導軌模型，創(chuàng)設了不同的問題情境，不斷進行變式探究，課堂教學效果很好。

問題情境1：在相距為d 的光滑水平軌道上有一質(zhì)量為m 的導體棒在水平外力F 作用下以速度v勻速運動。

求：電路圖、E、Uab、F安、P電、I大小及方向？

圖3

問題情境2：若為豎直軌道無限長，導體棒由靜止開始下滑，求：運動情況；導體棒的速度vm

問題情境3：若為傾斜導軌，則棒從寬為d 的光滑傾斜導軌的最高位置處開始下滑,到達底端前開始勻速運動，求：

（1）①受力圖②vm③pm④若棒下滑位移x 時，達到勻速，則QR？

（2）存在u 呢？

（3）用恒力F 從底端由靜止開始經(jīng)過位移S 拉到ab 位置時，撤去外力再次來到底端過程中回路中產(chǎn)生的電能為多少？

點評：這一教學設計的理念是構建模型變式、過程變式與方法變式，讓學生在變式中掌握知識、熟練技能、獲得方法、形成能力。在這個問題中展示了同一模型的多種情境，創(chuàng)設了不同的物理過程，這種多角度處理問題的方式使復習教學不是簡單的描述了，而是構造新的教學形態(tài)，多個層面激發(fā)學生思維，強化學生后繼學習的欲望。這樣處理后，教學效果非常好。

3.在習題課教學中，問題情境設計的重點放在掌握知識的內(nèi)在聯(lián)系上，要做到低起點、高落點，實現(xiàn)分層次教學。通過一題多變、一題多解進行變式教學，著重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力及知識遷移的能力

案例三：我在講帶電粒子在復合場中的運動時進行了這樣的教學設計：

問題情境：如下圖所示，電容量為C 的平行板電容器的極板A 和B 水平放置，相距為d，與電動勢為E、內(nèi)阻可不計的電源相連。設兩板正中間只有一個質(zhì)量為m 的導電小球，小球可視為質(zhì)點。小球恰好處于靜止狀態(tài),求電量q=？

圖4

變式探究1：若小球質(zhì)量為2m，則它將向一板運動，到達極板時速度多大？

變式探究2：若碰時無機械能損失，碰后與極板帶相同性質(zhì)的電荷且反彈后恰好運動到電容器的另一極板。求碰后小球帶電量？

變式探究3：質(zhì)量為m/2 的負電荷q 的小球從高出h=？處自由落下，剛好達到B 板。

變式探究4：若AB 板豎直放置,該小球恰好從極板邊緣飛出,求其落地時速度大小？

變式探究5：若存在磁場，小球也恰好能從極板邊緣飛出，求其落地時速度大??？

這種典型問題多角度的設問，達到一題多變、一題多解、多題歸一，能使學生在發(fā)現(xiàn)、認識、掌握物理知識間的變與不變的聯(lián)系中，知識層次和思維能力均由淺入深，層層遞進，使不同的學生思維品質(zhì)都能有所發(fā)展，從而達到分類教學、全面提高的目的?？傊?，課堂就是舞臺，教師既是導演，又是演員，舉手投足都有“戲”，善于創(chuàng)設問題情境會使學生情趣濃厚，思維活躍，課堂教學效果好。

（二）運用變式教學，加強探究的深度與廣度

探究活動要注重學生的個性差異，探究過程中將問題分割成若干個簡單問題，多層次、多角度地逐個擊破，實現(xiàn)分層次教學。探究問題的多角度設問，達到一題多變、一題多解、多題歸一，能使學生的知識層次和思維能力均由淺入深，層層遞進。變式是一種有效探究的方式，變式的運用能激發(fā)學生的求異思維，有效地促進學生的思維發(fā)展，提高學生分析問題和解決問題的能力。

1.體現(xiàn)分層教學

關于摩擦力的相關知識是高考命題的重點，本人在進行這部分的復習時，變式的內(nèi)容由淺入深，體現(xiàn)了分層次教學，教學效果很好。

案例四：動力學的皮帶問題

問題情境：皮帶水平放置,已知木塊的質(zhì)量m、初速度v0=2m/s、皮帶的長度L=1.6m 以及它們間的動摩擦因數(shù)u=0.1。

問題1：皮帶不動，木塊從A 到B 所用的時間？

問題2：若皮帶以速度v 逆時針轉動呢？

問題3：若皮帶以速度v 順時針轉動呢？

變式:皮帶傾斜放置，傾角為37°, 已知質(zhì)量m 的木塊由靜止下滑、皮帶的長度L=1.6m 以及它們間的動摩擦因數(shù)u=0.1。

問題1：皮帶不動，木塊由靜止從A 到B 所用的時間？

問題2：若皮帶以速度v 順時針轉動呢？

問題3：若皮帶以速度v 逆時針轉動呢？

這一教學環(huán)節(jié)，知識的展示由淺入深，思維的跨度由簡單到復雜，能力的要求由低級向高級，達到一題多變、一題多解、多題歸一，能使學生在發(fā)現(xiàn)、認識、掌握物理知識間的變與不變的聯(lián)系中，知識層次和思維能力均由淺入深，層層遞進，使不同的學生思維品質(zhì)都能有所發(fā)展，從而達到分類教學、全面提高的目的。

2.注重學生體驗

實驗是高考復習過程中的難點，如何做到有效地復習，可通過變式的教學設計對學生問題進行分析，對題目的描述、實驗原理、實驗方法、儀器使用等進行歸納，幫助學生解決這個難點問題。要以實驗促復習，對于突擊性的集中式復習和無操作性的板書式、講評式復習要盡量避免。

案例五：電阻測量一直是高考中對學生實驗知識和能力考查的最佳切入點，也是電學實驗中最為核心的內(nèi)容。為此，我在教學中進行了以下設計。

問題情境：有一電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇器材有：

電流表A1（0～100μA，2 kΩ）

電流表A2（0～500μA，300 Ω）

電壓表V1（0～10V，100 kΩ）

電壓表V2（0～50V，500 KΩ）

直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）

滑動變阻器R（1 kΩ，1 W）電鍵K 和若干根導線。

試選擇適當?shù)钠鞑?設計電路,使測量盡可能準確，并畫出電路圖，進行實物連線。

這雖然是個基礎題，但考查了四個方面的知識：內(nèi)外接判斷、限流式分壓式的判定、儀表的選擇、電路的設計與連接。學生掌握了基本知識、技能與方法再進行變式訓練。

變式1：用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（約950Ω）；電源E，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V；

電壓表v1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1＝750Ω；

電壓表v2，量程為5V，內(nèi)阻r2＝2500Ω；

滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；

單刀單擲開關K，導線若干。

圖5

（2）若電壓表v1的讀數(shù)用U1表示，電壓表v2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測得量表示Rx的公式為？

通過考題的變式訓練，讓學生明確考試方向，掌握考查的側重點，提高應試能力，這樣處理會使學生的實踐活動有效、充分、深入，從而提高復習的效度。

3.要做到低起點、高落點，著重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力及知識的遷移能力

案例六：電場力做功是電場的能的性質(zhì)的重要內(nèi)容，筆者進行了探究式教學，注重對學生的學習方法進行引領、同化和提升，效果很好。例題設計如下：

變式1：若電場水平向左，拉力為多大？

變式2：在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的不導電細線的一端連著一個質(zhì)量為m 的帶電小球，另一端固定于O 點。把小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速釋放。已知小球擺到最低點的另一側，線與豎直方向的最大夾角為θ，求小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力。

通過變式教學，使知識的展示由淺入深，思維的跨度由簡單到復雜，能力的要求由低級向高級，不僅可以做到分層教學，使不同程度的學生得到充分的體驗、實踐，提高學生的課堂效率，而且可以培養(yǎng)學生的綜合分析能力以及知識的牽引能力。

新課程倡導探究式教學，探究式教學的教學設計要注重過程與方法，營造師生互動、和諧的探究氛圍，使課堂教學充滿生機和智慧，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。探究式教學能優(yōu)化學生的學習方式和學習方法，給學生營造一種有效交流的氛圍，讓學生充分參與到課堂教學中，就會激發(fā)學生的學習興趣，從而熟練技能、掌握方法、獲得體驗。

［1］成勇.關注高中物理教學中學生的學習體驗.物理教學探討，2009（03）.

［2］陳文芳.談體驗式教學對高中物理教學的意義.新課程：上，2011（04）.