操時(shí)良系江蘇省徐州市中小學(xué)教學(xué)研究第十期課題“問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式應(yīng)用于高中物理教學(xué)的研究”階段成果.

(新沂市第三中學(xué)　江蘇 徐州　221400)

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彰顯教學(xué)邏輯的問題串設(shè)計(jì)策略*

操時(shí)良**系江蘇省徐州市中小學(xué)教學(xué)研究第十期課題“問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式應(yīng)用于高中物理教學(xué)的研究”階段成果.

(新沂市第三中學(xué)江蘇 徐州221400)

摘 要：彰顯教學(xué)邏輯的“問題串”猶如一套組合拳,環(huán)環(huán)相扣,無懈可擊．因此，針對(duì)物理概念課、規(guī)律課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課等不同課型，對(duì)彰顯教學(xué)邏輯的問題串設(shè)計(jì)策略都值得我們?nèi)プ錾钊氲奶骄浚?/p>

關(guān)鍵詞:教學(xué)邏輯問題串物理概念物理規(guī)律物理實(shí)驗(yàn)

1問題的提出

新課程倡導(dǎo)：教學(xué)即對(duì)話．然而，對(duì)話教學(xué)則需要有合適的“問題”作為必要的手段．而作為一門具備嚴(yán)密的理論科學(xué)的物理學(xué)，問題的設(shè)計(jì)理應(yīng)凸顯學(xué)科魅力，即體現(xiàn)“嚴(yán)密性”的特點(diǎn)，彰顯“邏輯性”特色，從而使學(xué)生準(zhǔn)確理解并形成清晰的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，使學(xué)生邏輯性思維能力得到有效的訓(xùn)練．下面，筆者結(jié)合物理概念課、規(guī)律課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課等不同課型，對(duì)彰顯教學(xué)邏輯的問題串設(shè)計(jì)策略進(jìn)行初步的探討．

2物理概念課中的問題串設(shè)計(jì)

物理概念是物理學(xué)的基石，是構(gòu)成物理規(guī)律、形成物理理論的基本單元，是物理學(xué)最重要的組成部分，在整個(gè)物理教學(xué)中處于核心地位．物理概念的教學(xué)應(yīng)從概念的建立過程上去尋求教學(xué)的邏輯，物理概念的建立過程往往包含兩種層次，一種是科學(xué)家創(chuàng)立概念的過程，另一種是學(xué)生頭腦中概念的形成過程．據(jù)此，可確定如下的教學(xué)策略.

(1)從前概念的影響上去設(shè)計(jì)

學(xué)生在學(xué)習(xí)前不是一個(gè)空空的容器,而是對(duì)將要學(xué)習(xí)的概念有或多或少的認(rèn)識(shí),但這些認(rèn)識(shí)有正遷移的,也有負(fù)遷移的．如果教學(xué)設(shè)計(jì)中，不能有效考慮到這些因素，那么教學(xué)就很難進(jìn)入學(xué)生的心理，這樣的教學(xué)就是缺乏邏輯的教學(xué)，因此，教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)將前概念的影響因素設(shè)計(jì)到問題中去．

(2)從引入的必要性上去設(shè)計(jì)

物理學(xué)家在引入某個(gè)概念時(shí)都是有目的的，每一個(gè)物理概念都有其獨(dú)特的物理意義．因此，教學(xué)中教師不能僅僅教授學(xué)生“是什么”，而應(yīng)該講清為什么！為什么要引入這一概念？進(jìn)而讓學(xué)生能真正從概念引入的本質(zhì)上去理解概念．

(3)從概念發(fā)展的角度去設(shè)計(jì)

一方面，每一物理概念都能反映物理現(xiàn)象、物理過程所特有的本質(zhì)屬性，即具有獨(dú)特的內(nèi)涵；另一方面，每一概念都有其適用范圍，即稱為概念的外延．教學(xué)中，只有充分挖掘出概念的內(nèi)涵和外延，才能把握概念教學(xué)的根本，進(jìn)而發(fā)展概念．

案例1:速度

速度概念是學(xué)生在初高中階段都學(xué)習(xí)的內(nèi)容，但初中速度的定義是：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過的路程．初中的這一定義沒能全面、客觀地反映速度的物理本質(zhì)，不能凸顯速度具有矢量性這一特點(diǎn)．高中的速度定義為：位移和發(fā)生此位移所用時(shí)間的比值，是矢量．可見，初高中速度概念的內(nèi)涵差異很大，況且，初中學(xué)習(xí)的速度概念已經(jīng)深入到學(xué)生的內(nèi)心．針對(duì)這一實(shí)際，我們?cè)诮淌诟咧兴俣雀拍罱虒W(xué)時(shí)首先讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上思考如下的幾個(gè)問題：

問題1：通過速度的學(xué)習(xí)，你認(rèn)為初高中速度在定義上和內(nèi)涵上有哪些差異？

(關(guān)注前概念的影響，從對(duì)比中找異同)

問題2：為什么要做這樣的變化？請(qǐng)思考如下的一個(gè)運(yùn)動(dòng)情境:小王和小李兩名同學(xué)同時(shí)從學(xué)校出發(fā)去郵局寄信，小王步行走小道(較近)，小李騎車走大路(較遠(yuǎn))，如圖1所示．若他們同時(shí)到達(dá)了郵局，請(qǐng)問他們誰運(yùn)動(dòng)得快？

(通過情境化的設(shè)置，思考速度概念重新定義，賦予新內(nèi)涵的必要性)

圖1

問題3：你認(rèn)為對(duì)于從學(xué)校到郵局寄信的快慢是相同時(shí)間比較路程，還是相同時(shí)間比較位移更有意義呢？請(qǐng)說出你的理由．

(高中速度概念的意義)

問題4：可見，高中速度的物理意義是描述位移變化的快慢，倘若小明圍繞操場(chǎng)飛快運(yùn)動(dòng)了一周，則其平均速度又是多少呢？

(通過“腦筋急轉(zhuǎn)彎”，進(jìn)一步鞏固高中速度概念，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到速度是描述物體位置變化快慢這一內(nèi)涵，以便發(fā)展速度概念)

3物理規(guī)律課中的問題串設(shè)計(jì)

物理規(guī)律(包括物理定律、定理、原理、法則、公式等)反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，它反映了運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭露了事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)．教育重演論認(rèn)為：現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是對(duì)人類文化發(fā)展過程的一種認(rèn)知意義上的重演，即現(xiàn)代人的認(rèn)知發(fā)展是對(duì)其祖先認(rèn)知水平長(zhǎng)期演化過程的濃縮，恰似生物學(xué)上胎兒在母體內(nèi)的發(fā)育過程重演祖先的進(jìn)化過程．因此，在實(shí)施物理規(guī)律教學(xué)時(shí)有必要沿著物理規(guī)律的形成、理解以及應(yīng)用這一主線去探尋教學(xué)的邏輯．設(shè)計(jì)策略表現(xiàn)為以下4個(gè)方面.

(1)關(guān)注學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平

奧蘇貝爾曾說過：“影響學(xué)習(xí)的唯一重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點(diǎn)并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)．”[]可見，有意義的教學(xué)應(yīng)該建立在學(xué)生已有的知識(shí)水平和認(rèn)知實(shí)際基礎(chǔ)之上，對(duì)于物理規(guī)律的教學(xué)就得探明規(guī)律的得出和理解對(duì)于學(xué)生需要具備哪些相應(yīng)的物理知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)，以及當(dāng)前學(xué)生所具備的心理、思維能力等發(fā)展水平等．

(2)關(guān)注物理規(guī)律的形成過程

著名教育家波利亞曾指出：在教一個(gè)學(xué)科的分支(或一個(gè)理論、一個(gè)概念)時(shí)，我們應(yīng)讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中那些關(guān)鍵性的步子[2]．這啟示我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)，應(yīng)該重視物理規(guī)律的形成過程，講清規(guī)律的來龍去脈，讓教學(xué)的邏輯變得更加明晰，避免“輕過程，重結(jié)論”現(xiàn)象的發(fā)生．

(3)關(guān)注物理規(guī)律的深化理解

物理規(guī)律的深刻理解要多角度挖掘，不僅要搞清規(guī)律本身的內(nèi)涵，還應(yīng)使學(xué)生搞清各種相關(guān)規(guī)律間的聯(lián)系，從而整體上把握物理規(guī)律[3]．

(4)關(guān)注物理規(guī)律的應(yīng)用價(jià)值

學(xué)的真正目的在于應(yīng)用．物理規(guī)律的學(xué)習(xí)理應(yīng)與其相關(guān)的應(yīng)用聯(lián)系起來，一方面，讓學(xué)生體會(huì)到規(guī)律的學(xué)習(xí)有其存在的價(jià)值，另一方面，通過對(duì)規(guī)律的應(yīng)用，也能進(jìn)一步深化對(duì)規(guī)律的理解．

案例2:牛頓第二定律

牛頓第二定律探討的是加速度與力、質(zhì)量三者的定量關(guān)系，是在牛頓第一定律(加速度與力、質(zhì)量三者的定性關(guān)系)并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探討的基礎(chǔ)上得出的．我們?cè)谧裱R(shí)的邏輯線，符合教學(xué)的認(rèn)知序的思想下，從牛頓第二定律的形成到理解，最后到應(yīng)用的路線下設(shè)計(jì)了如下的6個(gè)問題，組成一組問題串，力求彰顯教學(xué)的邏輯．

問題5：牛頓第二定律的定量關(guān)系是如何獲得的？

(從上節(jié)實(shí)驗(yàn)的探索進(jìn)行教學(xué)的起始，符合知識(shí)序、認(rèn)知序，自然契合教學(xué)邏輯)

問題6：物理學(xué)具有簡(jiǎn)潔美,研究物理就是發(fā)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的規(guī)律,用最簡(jiǎn)單的道理去分析復(fù)雜問題．因此,對(duì)于F=kma還有可以簡(jiǎn)化的余地,可化為F=ma,但如何才使k=1的呢？

(挖掘科學(xué)家得出規(guī)律的心路歷程)

問題7：從牛頓第二定律知道:無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是螞蟻竭盡全力都推不動(dòng)一塊放在水平地面上的磚塊,這跟牛頓第二定律是否矛盾？你能否幫助螞蟻解決困惑？

(挖掘牛頓第二定律中F指“合力”這一內(nèi)涵)

問題8：將圖2中的鉤碼拉至某個(gè)位置釋放, 試研究鉤碼從釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,其運(yùn)動(dòng)情況、速度方向、加速度方向及合力方向的情況如何？

圖2

問題9：如圖3所示，在光滑水平面上質(zhì)量為m的物體受一大小不變、方向向右的力F的作用．則物體的加速度a1的方向如何？一段時(shí)間后，若保持力的大小不變，方向改為水平向左，這時(shí)，速度v的方向如何？加速度a2的方向又如何？

圖3

(問題8，9重在挖掘牛頓第二定律的因果性、矢量性、瞬時(shí)性等特性)

問題10：嫦娥三號(hào)衛(wèi)星是中國(guó)國(guó)家航天局嫦娥工程第二階段的登月探測(cè)器，嫦娥三號(hào)將進(jìn)行首次月球軟著陸和自動(dòng)巡視勘察，獲取月球內(nèi)部的物質(zhì)成分并進(jìn)行分析．設(shè)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器火箭組合體的質(zhì)量為5×105kg，設(shè)點(diǎn)火啟動(dòng)后探測(cè)器火箭組合體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上升100 m時(shí)速度達(dá)40 m/s，不考慮探測(cè)器火箭組合體運(yùn)動(dòng)中的質(zhì)量變化和受到的阻力，則探測(cè)器火箭組合體受到的推力有多大？(g取10 m/s2)

(聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用牛頓第二定律)

4物理實(shí)驗(yàn)課中的問題串設(shè)計(jì)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，一方面，實(shí)驗(yàn)是獲得概念和規(guī)律的重要源泉，另一方面，實(shí)驗(yàn)又是檢驗(yàn)概念和規(guī)律的唯一標(biāo)準(zhǔn)．因此，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中應(yīng)該帶著目的去進(jìn)行，不可盲目，這樣才符合教學(xué)的邏輯．設(shè)計(jì)策略體現(xiàn)為以下兩個(gè)方面.

(1)要預(yù)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)原理、方案設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)處理、誤差分析等環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)的困難，創(chuàng)設(shè)與之相應(yīng)的問題串，將實(shí)驗(yàn)探究的難點(diǎn)分解為許多小問題，從而逐步解決問題．

(2)要堅(jiān)持物理實(shí)驗(yàn)與思維同步進(jìn)行，通過恰當(dāng)?shù)膯栴}使之交互感應(yīng)，使實(shí)驗(yàn)觀察活動(dòng)真正為思維活動(dòng)提供豐富的感性素材，也使理性思維為實(shí)驗(yàn)研究提供良好的導(dǎo)向作用，從而使課堂活動(dòng)內(nèi)容豐富、氣氛和諧，也更有情趣，并將學(xué)生的思維水平推向更高的層次．

案例3:探究求合力的方法

問題11：選擇誰為研究對(duì)象？

(橡皮筋)

問題12：怎樣才能保證兩次作用效果相同？

(拉到同一點(diǎn)O)

問題13：怎樣準(zhǔn)確記錄和描述每一個(gè)力？為什么要作力的圖示而不是力的示意圖?

(記錄大小和方向，精確顯示力)

問題14：為了盡量減小實(shí)驗(yàn)中的誤差,我們應(yīng)該注意些什么?

(拉力大小、夾角大小等)

這樣，通過4個(gè)指向明確的問題始終牢牢將學(xué)生的思維與實(shí)驗(yàn)探究同步進(jìn)行，進(jìn)而讓實(shí)驗(yàn)的探究變得更加的有序．

5物理習(xí)題課中的問題串設(shè)計(jì)

習(xí)題課也是物理課中為了鞏固和應(yīng)用知識(shí)而常開展的一種課型．習(xí)題教學(xué)要避免進(jìn)入“題海戰(zhàn)”，要精選習(xí)題，然后進(jìn)行有效的追問，再度激活學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生深度思考，提高學(xué)生規(guī)范解題、分析問題的能力．對(duì)此，我們通常從以下3方面進(jìn)行追問以彰顯教學(xué)的邏輯．

(1)科學(xué)規(guī)范的審題角度

審題是解題的關(guān)鍵一步，如何破題，首先要認(rèn)真讀題，讀題干上關(guān)鍵性的詞、關(guān)鍵性的話，但要想讓學(xué)生形成科學(xué)規(guī)范的審題習(xí)慣，需要教師在教學(xué)中下意識(shí)去進(jìn)行訓(xùn)練和培養(yǎng)．

(2)研究對(duì)象的選取角度

物理問題中研究對(duì)象可能有多個(gè)，選誰進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分析？選誰進(jìn)行受力分析？選誰進(jìn)行能量分析，亦需要進(jìn)行點(diǎn)撥和訓(xùn)練．

(3)分析方法的選取角度

掌握方法往往比掌握知識(shí)更重要．若掌握了分析問題和處理問題的方法，往往在解決問題中起到事半功倍的效果．

案例4:關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)習(xí)題

【題目】如圖4所示，在一個(gè)密閉的車廂里，用一個(gè)滑輪通過細(xì)繩懸掛兩個(gè)物體M和m，且M>m.當(dāng)車沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，M始終保持靜止在地板上，系m的那段繩子與豎直方向的夾角為θ.下列說法正確的是：

A.車的加速度方向可能向右，加速度大小為gsinθ

B.車的速度方向一定向右，且速度一直在增大

C.作用在M上的摩擦力大小為Mgtanθ

圖4

問題設(shè)計(jì)：

問題15：題中給出了哪些關(guān)鍵性的信息？

(讀題干)

問題16：需要我們分析(或求解)什么？

(讀選擇支)

問題17：車子做什么運(yùn)動(dòng)？選取誰為研究對(duì)象？為什么選它？

(選m，可推知車的加速度方向向右，大小a=gtanθ運(yùn)動(dòng)方向無法確定)

問題18：作用在M上的摩擦力如何分析？分析誰？

(對(duì)M進(jìn)行受力分析)

問題19：車廂的地板對(duì)M的支持力如何求？還需對(duì)m分析嗎？

(需要對(duì)連接的物體m進(jìn)行分析，求拉力)

這樣，通過以上5個(gè)問題的指引，逐一規(guī)范訓(xùn)練了學(xué)生的解題思路，也讓學(xué)生分析問題的方法得到了有效的訓(xùn)練，最終，正確答案浮出了水面，問題也得以順利解決．

6彰顯教學(xué)邏輯的問題串設(shè)計(jì)實(shí)踐后的反思

(1)要注重教學(xué)的內(nèi)在邏輯

要想教學(xué)中具有清晰的邏輯內(nèi)涵，教師首先要有強(qiáng)烈的邏輯化意識(shí)，努力去追求教學(xué)的最佳邏輯設(shè)計(jì)．只有充分認(rèn)識(shí)到“教學(xué)邏輯不連續(xù)、不完整會(huì)對(duì)學(xué)生的物理知識(shí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響，使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)不全面、不深刻”[]．帶著這一邏輯化意識(shí)，挖掘出知識(shí)層面、學(xué)生認(rèn)知層面的邏輯內(nèi)涵，并設(shè)置合適的問題串來組織教學(xué)，教學(xué)的內(nèi)在邏輯自然彰顯．

(2)問題串的設(shè)計(jì)要整體化

問題串應(yīng)該是一系列由淺入深、由易到難、由已知到未知的若干問題組成．因此，若干問題的呈現(xiàn)次序應(yīng)該深入研究，從整體上、全局上去設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)，進(jìn)而讓教學(xué)的邏輯更加優(yōu)化．

參 考 文 獻(xiàn)

1閆金澤，郭玉英．中學(xué)物理教學(xué)概論．北京：高等教育出版社，2009.143

2吳加澍．中學(xué)物理教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)．物理教學(xué)，2012(12)：10

3操時(shí)良．高中物理教學(xué)中整體化思想意識(shí)的培養(yǎng)途徑探討．物理教學(xué)探討，2011(08)

4邢紅軍．高中物理高端備課．北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2014.5

(收稿日期：2015-10-27)