吳建忠+田金石

摘 要：“問題導學”是指教師利用系統(tǒng)的步驟和靈活的方法，以問題為主線，以問題為載體組織開展的教學活動?！皢栴}導學”是尊重學生認知規(guī)律的教學方式，它可以有效幫助學生提取知識背景、架設思維支點、激發(fā)學習動機等。

關鍵詞：問題導學；知識背景；思維動點；學習動機

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）9-0019-5

“問題導學”是融合了古代教育思想和現(xiàn)代教育思想的先進教育理念，是建立在問題教學理論基礎上的一種現(xiàn)代教學方法，它是指教師利用系統(tǒng)的步驟和靈活的方法，以問題為主線，以問題為載體組織開展的教學活動。

先說一下筆者最近學習太極拳的體會，筆者和一位師姐、一位師弟一起學習太極拳，年紀最輕的師弟在部隊中學過拳術，太極拳自然也學得最快。師傅熱情地教，我們認真地學，在學習的過程中，師傅邊講邊演示動作，我們也非常認真地聆聽，努力地模仿。當師傅講解和演示三四遍后，要求我們自己練習時，問題就出現(xiàn)了。我們的掌型、拳型不分，肘關節(jié)不是太高就是太低，注意了手型，就亂了步法，注意了步法就忽略了腰部的旋轉(zhuǎn)。然而，這些問題還僅僅是我們學習過程中常見的細小問題，給我們學員打擊最大的是：師傅領了幾遍動作后停下，我們馬上僵在某一動作上無法連貫地繼續(xù)下面的招式，也無法打出該動作前面的招式。

為什么會出現(xiàn)這種情況，是師傅教得不認真，不懂教學的方法，還是我們學員學習素質(zhì)太差？學習態(tài)度不端正、學習方法不正確還是學習能力太低導致的呢？

作為教師，不禁感嘆。當老師也成為學生時，甚至是學困生時，才能真正體會到學困生的學習之艱難。

聯(lián)想到我們平時的教學情況，我們一直埋怨學生在老師教了多少遍以后還學不會，還學不好。我們還有什么勇氣或資本去批評學生？我們是否要改變一下教與學的角色來看待教學問題。

其實，這里面還涉及到一個學習的機理問題。筆者總結了一下，為什么自己初學太極拳時學得較差，主要原因有以下幾點：

（1）個人缺乏相關的運動知識背景，特別是拳術的知識背景；

（2）思維的大腦內(nèi)存太小，無法一下子接收連續(xù)的幾個招式；

（3）自身的運動協(xié)調(diào)能力較差，頭、手、腳、腰等肢體無法在短時間內(nèi)協(xié)調(diào)到位。

為什么會出現(xiàn)這種情況，我們先來了解一下學習的思維機制？

1 學習的思維機制

人，只要有生命，就必定處于思維狀態(tài)。只不過有時思維狀態(tài)非常活躍，有時思維比較緩慢、低迷。當我們周圍出現(xiàn)新鮮事物、發(fā)生新的事件，當我們進入一個新環(huán)境或我們的意識處于“燒腦”的新情境中（如閱讀時在大腦中產(chǎn)生的虛擬情境）時，我們的思維就開始興奮活躍起來。

大腦的思維過程需要有記憶區(qū)域、工作區(qū)域及學習環(huán)境組成。

記憶區(qū)域儲存了我們平時有意識學習或無意識學習中獲得的海量的、各種各樣的信息。當我們的大腦進入學習環(huán)境中時，就會從記憶區(qū)中提取相關或相近的知識背景，并在大腦的工作區(qū)域中將提取的知識背景與當時環(huán)境中的信息進行有效整合，然后進行運算、分析，得出正確或不正確的結果，或者得不出結果。

記憶區(qū)域相當于計算機的硬盤，工作區(qū)域相當于計算機的內(nèi)存。計算機內(nèi)存的大小主要決定了計算機運行的速度，為什么多個人同時出現(xiàn)在同一個問題情境中時，有的人反應很快，有的人反應較慢呢？主要的原因還是在于不同的人在同一學習環(huán)境中思考時，大腦中提取的知識背景不同而引起的。對于不同的個體來說，由于學習經(jīng)歷、生活經(jīng)驗不同，其產(chǎn)生的知識背景也不同。不同的背景知識、工作區(qū)域的性能及學習環(huán)境共同決定了思維的快慢和結果。

2 問題導學在認知學習中的作用

2.1 提取知識背景

當學生在思維環(huán)境中開始認知學習時，大腦首先要從記憶區(qū)域提取知識背景。所謂知識背景，就是當我們進行學習新事物或新方法時所需要的相關的知識或思維方法，其中相關的知識稱為背景知識。

[問題案例1]

《兩小兒辯日》是出自《列子·湯問》的一篇家喻戶曉的文章，原文中記載了這一段話：

孔子東游，見兩小兒辯斗，問其故。

一兒曰：我以日始出時去人近，而日中時遠也。

一兒以日初出遠，而日中時近也。

一兒曰：日初出大如車蓋，及日中則如盤盂，此不為遠者小而近者大乎？

一兒曰：日初出滄滄涼涼，及其日中如探湯，此不為近者熱而遠者涼乎？

孔子不能決也。

兩小兒笑曰：孰為汝多知乎？

第一個小孩認為太陽早晨剛出來時距離人近，因為太陽看上去較大，他判斷的背景知識是同樣的物體距離人近時看上去大，距離人較遠時看上去較小。第二個小孩認為太陽正午時距離人近，因為正午時較早晨時氣溫較高，他判斷的背景知識是同一高溫的物體距離人近時感覺溫度高，距離人遠時溫度低。

盡管這是個寓言故事，但如果沒有現(xiàn)代的物理學的相關知識，僅從生活經(jīng)驗中的背景知識是無法來解釋的。事實上，太陽跟地球之間的距離偏差與日地之間的距離相比，完全可以忽略不計。太陽升起或下落時，其發(fā)出的光線在大氣層中發(fā)生折射，光線向地面方向發(fā)生彎曲，我們看到較大的太陽是光線發(fā)生折射后的像，而遠處的景物襯托出太陽看上去較大。中午時分，太陽穿過的大氣層較薄，折射的影響較小，所以看上去太陽較小。而且午時地面吸收的熱量要多于散發(fā)的熱量，所以氣溫就較高。

當我們有這些物理背景知識后就能輕松地對“兩小兒”的爭論作出正確的判斷。

教學同樣如此，無論學生在學習新知識、新方法階段還是在復習階段進行深化學習時，幫助學生建立知識背景無疑是一個極其重要的手段。

創(chuàng)設問題情境是問題導學的一個常用并重要的教學手段。一個良好的問題情境可以有效、快速地幫助學生建立知識背景，并能有效提取相關的背景信息。問題情境的創(chuàng)設可以是多種多樣的。問題情景可以是一個敘述故事，可以是一段影像，可以是一段生活經(jīng)驗等等。這類問題情景可以快速地激發(fā)學生對原有記憶中的經(jīng)驗進行回憶，有效地提取大腦中原有的儲備信息。問題情境可以是一個實驗，它可以幫助學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，提取原有相關的科學原理、規(guī)律等背景知識和思維方法。問題情境可以是一個設問，可以是一幅照片，也可以是一張表格等。在學習新知識或復習舊知識時，可以為學生即將開展的學習創(chuàng)設一個可以有效提取的相關背景知識和思維方法。

那么，是不是所有的知識背景都是有價值、有意義的呢？課堂教學應該創(chuàng)設怎樣的問題情境呢？

對于任何一個人來說，儲存于大腦記憶區(qū)域中的大量背景知識不一定是科學的。如平常的生活經(jīng)驗讓我們直覺重的物體下落更快，水平路面上的物體受到推力后可以發(fā)生運動，一旦推力消失，物體則會慢慢停下來，于是我們的直覺是物體受到力后發(fā)生運動。這些基于生活經(jīng)歷或?qū)W習形成的經(jīng)驗、知識或方法也稱為“前概念”。對于教育而言，幫助學生建立起科學的知識背景是非常重要的。科學的知識背景需要從眾多的知識背景中剔除錯誤的知識和方法，消除次要知識的干擾，挑選出與當前學習緊密聯(lián)系的知識和方法，這樣的知識背景才是科學的。

[問題案例2]

在火星表面，離地高h處平拋一物體，水平射程為x，若已知火星的半徑為R，則從火星上發(fā)射環(huán)繞火星做圓周運動的衛(wèi)星所需的最小速度應該為多大？

在這一問題中，求解火星表面的重力加速度的大小是解決問題的關鍵，我們只要根據(jù)平拋知識先求出重力加速度的大小，再根據(jù)第一宇宙速度公式即可求出結果。在實際的教學中會發(fā)現(xiàn)不少同學認為，離地高h處的重力加速度應該為。

為什么會產(chǎn)生這種想法呢？主要原因是3個重力加速度的概念，它們分別是地表面的重力加速度、離地高h處的重力加速度及近地衛(wèi)星所在軌道處的重力加速度。這3個重力加速度在本問題情境中是否相同，該如何處理。在高中物理中，我們研究的平拋運動，其高度通常在幾米或幾十米，較高的也在幾百米以內(nèi)，而一般的星球半徑一般在幾千千米以上，所以該問題中離地高h處平拋物體的高度大小與火星半徑大小相比完全可以忽略不計。所以，在離地高h高度內(nèi)重力加速度可以視為常數(shù)，也就是當?shù)氐牡乇砻嬷亓铀俣?。那么，從火星表面上發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度中（v=）的重力加速度g是不是地表面的重力加速度呢？由于近地衛(wèi)星離地有幾百公里的高度，與火星的半徑相比完全可以忽略不計，所以，衛(wèi)星的軌道處的重力加速度也可以認為跟地表面的重力加速度近似相等。但為什么學生出錯呢？這是由于學生缺少從宇宙中鳥瞰地球的背景知識，而且和我們?nèi)粘５纳罱?jīng)驗形成的高度來比，衛(wèi)星是在天上，人在地上，衛(wèi)星的高度已經(jīng)非常高了，所以學生認為重力加速度要用計算就不足為奇了。

2.架設思維支點

當大腦從記憶區(qū)域提取相關的知識背景后，就要在工作區(qū)域進行思考。美國弗吉尼亞大學心理學教授威林厄姆指出，大腦的思考是緩慢的。他主要是基于大量的實驗研究后得出的結論。如果從思維的機制角度來分析，當大腦開始思考某一問題時，則要從記憶區(qū)域中調(diào)取大量相關、相似、相近甚至是相反方面等等的事實性知識、推理性知識信息，并從中進行梳理、分析、計算出有聯(lián)系、有價值的信息。這一過程對于大多數(shù)人來說是緩慢的，因為盡管大腦記憶區(qū)域中的信息是海量的，但是有聯(lián)系、有價值的信息往往是有限的，并且要從中找出有聯(lián)系、有價值的信息過程并在大腦思維的工作區(qū)域進行信息處理是比較緩慢的，所以我們感到思考比較困難，常說“這個問題太難了”，“思考得頭腦發(fā)脹”，“想得我頭疼”等等。在課堂教學中，如何讓學生的思維減少難度，少走一些彎路呢？針對學生的實際情況，提出適當?shù)膯栴}可以幫助學生架設思維的支點。

[問題案例3]

（2013年江蘇高考12B題）如圖1所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v（v接近光速c）。地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離__________ （選填“大于”“等于”或“小于”）L。當B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為__________。

讀完這一題后，大腦是如何思考的呢？

大腦首先在記憶區(qū)域中搜索相關知識，主要有經(jīng)典物理理論，經(jīng)典時空觀讓我們意識到時間、長度、質(zhì)量是絕對的、不變的。故兩飛船的距離等于L。

在日常的生活和學習活動中，我們經(jīng)常聽到或了解到光速是宇宙中的最快速度，而光速對于任何參考系是不變，大腦根據(jù)以往形成的知識背景就會意識到A測得B向A發(fā)出一光信號的速度為c。

對于學習過高中物理3-4教材的學生來說，相對論告訴我們運動的物體長度變短，時間變慢，質(zhì)量變大。地面上觀測A、B兩艘飛船，由于兩艘飛船都在運動，測得的距離應該變短了，所以兩飛船的實際距離應該大于L。但得出這一推理實際上比較困難。主要問題有：

（1）兩飛船的實際距離是相對于什么參考系，是不是以地面為參照物，如果是以地面為參照物的話，這與題目提出的問題是不是矛盾了？

（2）運動的物體長度變短，這個結論可以這樣表述：相對于地面運動的物體的長度小于相對于地面靜止時同一物體的長度。但現(xiàn)在A、B兩艘飛船都在以高速飛行，飛船的長度應該變短了，但問題是要判斷兩飛船之間的距離如何變化？何況以飛船為參照物，兩飛船是相對靜止的，而地面在高速后退，故要判斷A測得兩飛船間的距離就顯得較為困難。

如何越過解決這一問題的思維拐點呢？在教學中如何給學生提供一個思維支點呢？我們可以設想兩飛船之間有一把長尺，尺的長度即為兩飛船之間的距離，現(xiàn)在把兩飛船和長尺看成一個整體，當這一整體相對地面以速度v（v接近光速c）飛行時，地面上測得長尺的長度L已經(jīng)變短了，所以兩飛船間的距離大于L。

可見，給學生架設一個思維支點，可以撬動思維的地球。

3.激發(fā)學習動機

前面講了思維的機制，但人腦畢竟不同于電腦，心理因素對認知學習也有重要的影響。好奇心是人的天性。從心理學角度來講，好奇心是人遇到新事物、新事件或處在新的外界條件下所產(chǎn)生的心理傾向?，F(xiàn)代學習理論認為，學習動機有兩種，一種是內(nèi)在動機，指人們對活動本身的興趣所引起的動機；另一種是外在動機，由外部誘因所引起的動機。一個好的問題可以讓學生從內(nèi)部產(chǎn)生好奇心，從而產(chǎn)生求知的動力，激發(fā)學生的學習動機；一個問題的解決，可以讓學生產(chǎn)生愉悅的心理，形成成就動機。因為“問題導學”本質(zhì)上通過“問題”來“誘發(fā)”“加強”和“維持”學習者的學習動機。

筆者清楚地記得1993年剛進蘇州大學物理系學習普通物理時，在物理樓實驗室里看到老師演示雙圓錐體沿著兩根傾斜導軌向上滾動的現(xiàn)象，當時筆者非常驚奇。機械能守恒是科學真理，對此筆者毫不懷疑，但雙圓錐體會沿著兩根傾斜導軌向上滾動這一現(xiàn)象是實驗事實，筆者無法用學到的物理知識來解釋眼前發(fā)生的客觀事實，直至老師引導我們觀察雙圓錐體的重心如何變化時才恍然大悟。當時的實驗情境強烈地沖擊著筆者的心理，感到物理實驗可以同魔術一樣讓人產(chǎn)生驚奇，令人著迷。

在實際的教學過程，好的問題情境可以讓人產(chǎn)生強烈的好奇心，讓人從內(nèi)心產(chǎn)生探究的欲望、學習的動機。恰當?shù)膶W手段會產(chǎn)生良好的結果，取得較好的教學效果。

如在高一物理“彈力”的教學過程中，在研究支持力和壓力產(chǎn)生的機制和方向時，筆者設置了以下問題進行引導。

[問題案例4]

問題1：水平桌面上書要不要受到支持力？支持力是如何產(chǎn)生的？桌面為什么能給書支持力？支持力的方向如何？

教師邊實驗邊分析：也許是桌子形變產(chǎn)生的，桌子太硬，形變看不出來。如何讓微小形變可以清晰地呈現(xiàn)在學生的腦海中呢？教師的導學手段有很多，如教師可以通過光學實驗來觀察，即讓細光束照射放置在桌面上的平面鏡上，觀察反射到墻面上光點的移動來研究。筆者常常讓學生通過想象各種學習生活的形成背景知識來進行分析推理。筆者要求學生將桌子想象成巨大的海綿，當書放在海綿上，海綿會明顯向下彎曲，海綿要恢復原狀，就會產(chǎn)生向上的彈力。從而得出的結論是：支持力是彈力，方向與形變方向相反，垂直于支持面而指向被支持的物體。

這個問題是連續(xù)提問，讓學生形成思考鏈，教師通過夸張的手段幫助學生提取彈力產(chǎn)生的知識意義開展思維，這種教學方法不僅能夠抓住問題的本質(zhì)，而且能調(diào)動積極的心理因素來激發(fā)學生的學習思維。

問題2：書對桌面的壓力如何產(chǎn)生？方向有何特點？

同樣，教師可以邊實驗邊分析：也許壓力是書形變產(chǎn)生的，書太硬，形變看不出來，將書想象成塑膠水袋。當塑膠水袋放置在桌面上，圓形變成橢圓形。塑膠水袋要恢復原狀，就產(chǎn)生向下的壓力。由此得出結論：壓力是彈力，方向與形變方向相反，垂直于支持面而指向被壓的物體。

上述兩個問題連續(xù)進行，層層深入，可以有效強化思維。讓學生理解彈力是由于物體自身發(fā)生形變后要恢復原狀產(chǎn)生的抵抗外界的力。

這種想象活動，可以讓學生在已經(jīng)獲得經(jīng)驗的基礎上，將表象重新加以組合形成想象情境，它雖不像真實情境那樣可以看得見，摸得著，但它的意象卻比真實情境更廣遠，更富有感情色彩。學生的情緒往往在想象情境中不斷高漲，學生的想象力也得到鍛煉并隨之發(fā)展。并能有效地激發(fā)學生的學習動機。

課堂是學生最主要、最重要的學習陣地?！皢栴}導學”是教師將教學內(nèi)容化作問題，以問題為載體，以問題為主線，以問題為手段的教學方法。“問題導學”的理念是充分調(diào)動每一位學生的思維，不斷激發(fā)和維持每一位學生的學習熱情和動機。盡最大可能地開發(fā)每一位學生的學習潛能，最大程度地提高學生的學習品質(zhì)。從這個角度來說，“問題導學”不僅是一種教學的過程，一種教學的方式，更體現(xiàn)出一種教學的理念。

參考文獻：

[1][美]丹尼爾· T. 威林厄姆（Daniel T.Willngham）.為什么學生不喜歡上學？[M].南京：江蘇教育出版社，2010.

[2]吳建忠.論物理課堂生態(tài)與物理生態(tài)課堂[J].物理教師，2011，32（5）：29—31.

[3]吳建忠.高中物理概念和規(guī)律課的本真教學[J].中學物理教學參考，2015，44（3）：31—34.

（欄目編輯 劉 榮）