楊清源

（北京市八一學(xué)校，北京 100080）

例談在中學(xué)物理課堂中培養(yǎng)學(xué)生的問題意識
——以“自感”教學(xué)片段為例

楊清源

（北京市八一學(xué)校，北京 100080）

在高中物理核心素養(yǎng)的表述中明確要求培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，本文分析了培養(yǎng)學(xué)生問題意識與提問能力的意義，提出了培養(yǎng)學(xué)生問題意識和提問能力的基本程序，并以高中物理“自感”一課的3個教學(xué)片段為例，分析了培養(yǎng)學(xué)生問題意識與提問能力的具體策略.

培養(yǎng)；問題意識；自感

學(xué)問學(xué)問，不僅要“學(xué)”，還要會“問”，只學(xué)不問，不是學(xué)問.我國傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論很注重對學(xué)生問題意識的啟發(fā)和培養(yǎng)，比如孔子認(rèn)為“疑是思之始，學(xué)之端”，要求自己和學(xué)生“每事問”“不恥下問”；宋代張載認(rèn)為“學(xué)則須疑”，“于不疑處有疑，方是進(jìn)矣”；韓愈在《師說》中指出“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”，其中“惑”即為學(xué)生的問題……培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提問能力歷來受到教育家的關(guān)注和提倡.

在2003年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰Φ幕疽鬄椤澳馨l(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題；從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問題；認(rèn)識發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”；［1］正在修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）提出了物理核心素養(yǎng)，其中指出“具有科學(xué)探究意識，能在不同情境中提出可探究的物理問題，合理猜測和假設(shè)，具有發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力”.由此可見，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提問能力，已經(jīng)從國家層面提出了具體要求.科學(xué)探究也是源于問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識成為當(dāng)下中小學(xué)教師的最重要的任務(wù)之一.

1 培養(yǎng)學(xué)生問題意識的策略

一方面，教師應(yīng)該通過事例和史實讓學(xué)生認(rèn)識到“發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義”，增強(qiáng)學(xué)生提出問題的主人翁意識.

縱觀物理學(xué)史，有很多經(jīng)典的發(fā)現(xiàn)都源于敏銳的觀察和思考，源于問題與質(zhì)疑.奧斯特之所以提出電流的磁效應(yīng)，是因為他發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線旁邊的磁針發(fā)生了“異動”；開普勒之所以提出行星運(yùn)動的軌跡是橢圓，是因為他發(fā)現(xiàn)了如果用勻速圓周運(yùn)動模型來計算行星運(yùn)動，其結(jié)果與第谷觀測數(shù)據(jù)將有不可容忍的8′誤差；在天文研究中之所以提出天王星的外面還存在著一顆新行星（海王星），是因為發(fā)現(xiàn)了天王星的實際軌道和計算結(jié)果有偏離……通過這些事例和史實，讓學(xué)生領(lǐng)悟到問題在物理學(xué)習(xí)和物理探究中的價值和意義，這既有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，也有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī).

另一方面，教師在平時的課堂中應(yīng)該為培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提問能力創(chuàng)設(shè)條件：營造和諧氛圍讓學(xué)生敢問；創(chuàng)設(shè)問題情境讓學(xué)生想問；指導(dǎo)提問方法讓學(xué)生會問；培養(yǎng)探究思維讓學(xué)生善問；采用激勵評價讓學(xué)生樂問.

然而，現(xiàn)在的教學(xué)中，通常是教師精心設(shè)計問題，或者形成具有較好邏輯關(guān)系的問題鏈條，但這些都是教師提出的問題，學(xué)生僅僅是回答問題，這樣的課堂難以體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，也難以激發(fā)學(xué)生的批判性思維.學(xué)生只有在不斷地試圖提出問題、克服困難努力解決問題的過程中，才能成為教學(xué)過程中的主動參與者、知識的積極探求者、豐富情感的體驗者，個性品質(zhì)也能得到鍛煉與提高.

針對以上兩方面的教學(xué)策略，筆者認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生問題意識和提問能力可以按以下的程序進(jìn)行：①創(chuàng)設(shè)問題情境（自然現(xiàn)象，實驗，學(xué)史，作業(yè)，故事，習(xí)題等）→②學(xué)生觀察、實驗、思考→③學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題或者產(chǎn)生疑惑（產(chǎn)生想了解更多東西的內(nèi)在沖動）→④學(xué)生提出問題或提出質(zhì)疑→⑤對學(xué)生提出的問題進(jìn)行歸類與分析→⑥師生共同評價和篩選問題（初步分析與判斷），確定研究對象→⑦對相關(guān)問題建立物理模型→⑧處理物理模型（運(yùn)用各種具體方法）→⑨討論結(jié)果與應(yīng)用.在以上⑤－⑨過程，又可能會發(fā)現(xiàn)新的問題，可以循環(huán)，螺旋式上升，這基本構(gòu)成了問題式教學(xué)的“學(xué)習(xí)全過程”.

按照上述流程，我們可以從第①開始，由學(xué)生主動參與課堂，突出學(xué)生的主體地位.當(dāng)然，教學(xué)過程也不能少了教師的主導(dǎo)作用，比如，在第④環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生提的問題，可以追問“你是怎么想到這個問題的”，第⑥環(huán)節(jié)中，對于某些超出了當(dāng)時課堂研究范圍的學(xué)生問題，教師可以站在更高位進(jìn)行審視和評價，指出問題的價值，為今后的學(xué)習(xí)做好鋪墊.

2 培養(yǎng)學(xué)生問題意識的案例

筆者在平時的物理課堂中，對培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和提問能力做了一些嘗試，下面以高二“自感”一節(jié)中的3個教學(xué)片段為例，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)做法與體會.

2.1 教學(xué)片段1——創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生有問題可問教師介紹圖1電路的各實驗元件后，教師演示實驗，并重復(fù)3次，提問學(xué)生：你看到了什么？你看出了什么？——學(xué)生先會描述現(xiàn)象，L1燈馬上亮，L2等逐漸亮，最后一樣亮.之后，教師鼓勵學(xué)生提出問題，關(guān)于此實驗?zāi)阆肓私馐裁磫栴}？學(xué)生發(fā)散思維，提出了很多問題，例如，為什么有這個現(xiàn)象？電路各個元件在此電路中分別起什么作用？這個現(xiàn)象有專屬名稱嗎？此現(xiàn)象受哪些因素影響？涉及能量問題嗎？燈泡亮度顯示的是粗略現(xiàn)象，“微觀”過程是怎樣的呢（電流圖像），能否演示？這個現(xiàn)象有何價值，在哪些方面可以利用，在哪些地方要防止呢？閉合開關(guān)時候現(xiàn)象非常明顯，斷開開關(guān)時候為什么沒有特殊現(xiàn)象呢？它與其他哪些知識相聯(lián)系呢……

圖1

此教學(xué)片段中，教師通過實驗，先給出一個學(xué)生可以感知的現(xiàn)象（燈泡亮度變化），在此基礎(chǔ)上，學(xué)生發(fā)散思維，提出各種問題，之后教師與學(xué)生一起分析問題，篩選出探究的主要問題，即學(xué)習(xí)內(nèi)容——探尋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.創(chuàng)設(shè)問題的情景的方式有很多，包括自然現(xiàn)象，物理實驗，物理學(xué)史，生活故事，習(xí)題錯解等等，我們可以充分利用各種情景的價值，激發(fā)學(xué)生的問題意識.這個過程，既有提出問題時候的發(fā)散思維，又有分析歸納整理問題的邏輯思維，這種探究本源的科學(xué)思維，正是我們教學(xué)中需要的，也是培養(yǎng)批判性思維的所需.

2.2 教學(xué)片段2——肯定學(xué)生提問，讓學(xué)生感受到提問樂趣

學(xué)習(xí)自感原理后，為解答學(xué)生的顯示“微觀”過程的問題，教師在電路中相應(yīng)位置分別串接兩個同型號的電流傳感器A1和A2，如圖2所示，再次實驗，屏幕顯示電流隨時間的變化如圖3所示，這與學(xué)生的預(yù)估不同，學(xué)生很驚訝，隨即提出問題：為什么電流達(dá)到穩(wěn)定值之前，電流都有一個小尖峰呢？自感現(xiàn)象本身就是這樣的嗎？是誤差嗎？是傳感器過于敏感的正常波動嗎？

圖2

圖3

教師對學(xué)生的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定，肯定學(xué)生的質(zhì)疑精神和敏銳的觀察能力.教師重新實驗，依然如此，說明不是偶然現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生繼續(xù)觀察、思考和討論.此時有學(xué)生認(rèn)為，既然兩個支路的電流都有電流尖峰，說明與兩支路共同點(diǎn)有關(guān)，會不會是燈泡影響呢？將燈泡短接，再次實驗，發(fā)現(xiàn)電流圖像中的小尖峰沒有了（如圖4），重復(fù)實驗，依然如此，說明該電流的波動是燈泡引起的.進(jìn)一步分析得知，電流尖峰其實與燈泡的燈絲電阻變化有關(guān)，當(dāng)電燈泡電流增加，燈絲溫度瞬間升高很多，導(dǎo)致燈絲電阻變大，從而有引起電流變小的趨勢，這與小燈泡的伏安特性曲線的規(guī)律是吻合的.

學(xué)生能根據(jù)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出質(zhì)疑，是多么的了不起！教師再次對提問的學(xué)生進(jìn)行表彰，一方面肯定其發(fā)現(xiàn)問題提出問題的意識和能力，另一方面肯定問題的重要性，因為這些問題給大家?guī)砹艘淮涡⌒〉奶骄?，不僅復(fù)習(xí)了相關(guān)的知識，也對通電自感現(xiàn)象也有了更深刻的感性認(rèn)識，這讓提問學(xué)生從中感到了提問的幸福與快樂.

對于學(xué)生在課堂上提出的某些問題，即使教師當(dāng)時無法解釋，或者與本課堂內(nèi)容無關(guān)，也應(yīng)給予學(xué)生充分肯定，讓學(xué)生感受到提問的樂趣，也許某些發(fā)現(xiàn)或質(zhì)疑對學(xué)生而言是質(zhì)的飛躍，或許是真問題，在物理學(xué)史中有很多偉大發(fā)現(xiàn)都是源于這些“小問題”.

2.3 教學(xué)片段3——鼓勵審視問題，提高學(xué)生提問質(zhì)量

在前述的傳感器實驗中，筆者是先停止傳感器采集數(shù)據(jù)，后斷開電路開關(guān)，暫時不顯示斷電自感電流變化，目的是保留懸念.學(xué)習(xí)了通電自感相關(guān)知識后，教師引導(dǎo)：我們學(xué)習(xí)完了通電自感，知道了通電自感的相關(guān)知識，大家還有什么問題，或者由此聯(lián)想到什么問題？教師提示學(xué)生思考之后提問.學(xué)生通過思考，根據(jù)逆向思維容易想到還有斷電自感！關(guān)于斷電自感，學(xué)生又進(jìn)一步提出：如何檢驗？如何設(shè)計實驗？有什么意義……為解決這些問題，學(xué)生設(shè)計實驗，運(yùn)用通電自感的知識在頭腦中自行勾畫斷電自感的圖像……之后，教師再分別做斷電自感燈泡閃亮實驗和用傳感器顯示斷電自感電流變化實驗，學(xué)生以此來檢驗自己的想法，并對自己的想法進(jìn)行反思與修正，如圖5所示.經(jīng)過提問前的思考，學(xué)生的問題不再是盲目的，而都是些有針對性的問題，學(xué)生的問題質(zhì)量高了，學(xué)習(xí)效率也自然高了，學(xué)生的思維能力也自然而然的得到提升.

圖4

圖5

演示斷電自感實驗并學(xué)習(xí)相關(guān)理論后，教師組織全班學(xué)生前后手拉手，構(gòu)成一個M型大串聯(lián)，再與變壓器的一個線圈并聯(lián)，做了一個“千人震”游戲，如圖6.學(xué)生興奮之余，馬上有學(xué)生想到安全問題，為了保證人的安全，應(yīng)該在人串聯(lián)的支路上串聯(lián)開關(guān)，并且先斷開此開關(guān)，后斷開干路開關(guān)，之后又有學(xué)生提出問題，有沒有利用這種現(xiàn)象的呢？其實這就是老式日光燈的原理.

學(xué)生的這一系列問題與分析，充分說明學(xué)生的思維處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生提出問題的質(zhì)量也越來越高，學(xué)生在提問與解決問題的過程中，知識得到建構(gòu)，思維得到發(fā)展，能力得到提升.

3 結(jié)束語

高中階段，教師有必要培育寬松的教學(xué)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)一些問題情境，讓學(xué)生在觀察和體驗后有所發(fā)現(xiàn)和有所聯(lián)想，進(jìn)而提出問題或產(chǎn)生質(zhì)疑，學(xué)生在這樣寬松的學(xué)習(xí)氛圍中敢于提出問題，善于審視問題，勤于思考問題，精于分析問題，樂于解決問題，從而構(gòu)成“學(xué)習(xí)的全過程”和完整的思維鏈條.在這個“學(xué)習(xí)的全過程”中，學(xué)生的再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的能力自然會得到提高.當(dāng)然，我們可能無法在每一節(jié)課中完成前述圖表中的各個環(huán)節(jié)，但只要教師每節(jié)課都給予學(xué)生提問的可能和機(jī)會，讓學(xué)生主動地探索問題，日積月累，學(xué)生的提問意識和提問能力就會逐漸提高，學(xué)生的科學(xué)思維就會得到發(fā)展，學(xué)生在這方面的核心素養(yǎng)自然就會得以提升.

圖6

1 中華人民共和國教育部.普通高中－物理課程標(biāo)準(zhǔn)［M］.北京：人民教育出版社，2003.

2017－02－23）