安徽 楊海青

(作者單位：安徽省合肥市巢湖四中 安徽省合肥市教科院)

(作者單位：安徽省阜陽市第三中學)

研究高考真題，提煉教學思想。

學生問題意識培養(yǎng)的教學再思考
——基于2017年全國卷實驗試題的研究

本文基于對2017年全國卷Ⅰ、Ⅱ實驗試題的研究，體悟試題特點，聯(lián)系物理學科核心素養(yǎng)和高中物理新課程標準，再次提出了我們關于培養(yǎng)學生強烈的問題意識的教學思考。

一、關于2017年全國卷Ⅰ、卷Ⅱ的實驗試題的研究

1.力學實驗原題簡錄

【例1】(2017·全國卷Ⅰ第22題)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖1所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖2記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴)

(1)由圖2可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。

(2)該小組同學根據(jù)圖2的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖2中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2。(結果均保留2位有效數(shù)字)

【例2】(2017·全國卷Ⅱ第22題節(jié)選)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。

(1)按原理圖甲將圖乙中的實物連線。

(2)完成下列填空：

①R1的阻值為 (填“20”或“2 000”)Ω。

②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖甲中的滑動變阻器的 (填“左”或“右”)端對應的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。

③將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 (填“相等”或“不相等”)。

④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為 Ω。(結果保留到個位)

【簡析】(1)略。

(作者單位：安徽省合肥市巢湖四中 安徽省合肥市教科院)

2.力學實驗試題研究

筆者研究2016年全國卷Ⅰ第22題力學實驗試題，寫過《基于教材和高考的雙重啟示，談學生問題意識的培養(yǎng)》的文章發(fā)表在《物理教學探討》2016年第12期上，得到編輯老師的賞識，是篇封面文章。現(xiàn)在再看2017年新課標卷實驗試題，有同感，試題有著更為明顯的教學導向：教學中需要著重培養(yǎng)學生的強烈的問題意識。

試題是這樣體現(xiàn)培養(yǎng)問題意識的教學導向的。卷Ⅰ第22題，在實驗器材上選用探究小組自制“滴水計時器”計量時間，暗示老師在和學生共同做實驗探究時，啟發(fā)學生思考能不能用其他器材來取代打點計時器，能不能用自制的實驗器材，以此來培養(yǎng)學生的問題意識、實踐意識和創(chuàng)新意識。滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴，周期是多少？這半分鐘有多少個滴水周期？與其說是考查學生對數(shù)字的敏感性和細心度，還不如說是對學生問題意識的強烈程度的考查。對紙帶的研究分析，設計問題啟發(fā)思考。我們的學生在研究小車在桌面上的直線運動時，最多是按老師的要求處理一下各點的速度大小，很少有學生會想到聯(lián)系小車的運動規(guī)律，依據(jù)紙帶點跡分布特點判斷小車運動的方向，大部分學生在求解加速度a時，只會按照考試的一般情況4段或6段，用老師給出的公式來計算，很少會問如果是5段或7段又該如何求解呢？逐差法的物理原理究竟是什么？這些都是考生問題意識不強的表現(xiàn)，都是值得老師關注和教學思考的。

卷Ⅱ第22題，實驗主題是“研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系”，課標規(guī)定的實驗中是沒有的。物理研究的是概念，是概念和概念之間的關系規(guī)律，在運動學中，我們學習了很多物理概念，在概念與概念之間也學習了一堆物理規(guī)律，我們的學生有沒有這種聯(lián)系的觀念，有沒有用實驗來探究更多的物理規(guī)律的問題意識和探究意識呢？在教材的問題與聯(lián)系中有過類似問題的設計與引導，顯然這道高考試題是對學生問題意識培養(yǎng)的再一次關注與導向。

3.電學實驗原題簡錄

【例3】(2017·全國卷Ⅰ第23題)某同學研究小燈泡的伏安特性。所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻3 kΩ)；電流表A(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 Ω)；固定電阻R0(阻值1 000 Ω)；滑動變阻器R(阻值0～9.0 Ω)；電源E0(電動勢5 V，內(nèi)阻不計)；開關S；導線若干。

(1)實驗要求能夠實現(xiàn)在0～3.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原理圖。

(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖5所示。

由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率________(填“增大”“不變”或“減小”)。

(3)用另一電源E0(電動勢4 V，內(nèi)阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖6所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。閉合開關S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W。(結果均保留2位小數(shù))

【例4】(2017·全國卷Ⅱ第23題節(jié)選)某同學利用如圖7所示的電路測量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2 000 Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω)；電源E(電動勢約為1.5 V)；單刀開關S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。

(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：

。

4.電學實驗試題研究

同樣，電學實驗試題有著明顯的教學導向：教學中需要著重培養(yǎng)學生的強烈的問題意識。試題這種教學導向具體體現(xiàn)是我們要研究發(fā)現(xiàn)的。

卷Ⅰ第23題，在實驗器材，本實驗中電流表題給量程是0.5 A的，而實驗室中電流表常見量程是0.6 A或3 A，器材的不常見，能夠引發(fā)學生對真實情境中物理問題的思考。實驗的主題是“研究小燈泡的伏安特性”，但問題的設計與之有關的只有一問，即小燈泡的電阻及電阻率變化情況，而更多的是電路設計、電表改裝、圖象的分析認知、電功電熱計算以及電源等效思想等方面的考查，顯然沒有按照實驗的物理原理、實驗器材的選取、實驗步驟、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理以及誤差分析的套路考查。試題突出的特點是一境多問，整合深化，即在一個實驗情境中多視角多層次設問，通過知識與問題的整合，來實現(xiàn)對考生知識、能力和思想的深度考查。卷Ⅱ第23題試題特點與卷Ⅰ第23題有很多的相似點，問題意識考查的突出體現(xiàn)在實驗的測量建議。實驗做了，但依然有很多有待探究思考的問題，圍繞實驗目的，以實驗原理是否合理、實驗器材有無缺陷、實驗步驟與注意事項、數(shù)據(jù)處理等為思維視角，思考提高實驗精度的方案建議，很明顯是對考生問題意識及探究能力的考查，還原學生的主體地位，問題驅動，引領思考，強化意識，提升素養(yǎng)。

因此，按照套路備考的功利性教學顯而易見，不是高考倡導的，更不是物理教育的初心，以學科特點和學生的心理認知規(guī)律為立足點，以提升學生物理學科核心素養(yǎng)為教學目標，培養(yǎng)學生強烈的問題意識，提升學生利用物理規(guī)律解決生活中的問題才是物理教育的正道坦途。

基于對2017年全國卷Ⅰ、卷Ⅱ的實驗試題的研究，顯然高考的導向是很明確的：教學中需要著重培養(yǎng)學生的強烈的問題意識！那么擺在我們一線教師面前的問題是：基于這種認知與理念，聯(lián)系物理學科核心素養(yǎng)和高中物理新課程標準，我們采取什么樣的具體教學策略和教學行動才能更好地培養(yǎng)學生強烈的問題意識？

二、關于學生強烈問題意識培養(yǎng)的教學再思考

從總體上講，我們是這樣認為的，基于頂層設計的理念思考，教師要有培養(yǎng)學生強烈問題意識的理念和高度，這樣才能使問題意識的培養(yǎng)更具體化、漸進化、常態(tài)化和持續(xù)性。從學生認知心理學角度講，實際教學中教師可以創(chuàng)設適當氣氛，減小限制，鼓勵學生主動質疑，使學生在自由探究的氛圍里學習，滲透問題意識養(yǎng)成。立足核心素養(yǎng)的教育要求，設計并開展基于問題或基于項目的學習，圍繞真實情境中的問題展開探索，讓學生圍繞真實情境中的問題主動學習和解決現(xiàn)實情境中的問題。就教育教學的模式方法上講，我們可以采用問題教學法，按照創(chuàng)設問題情境—引導活動探究—討論反饋問題—反思深化問題的程序進行教學，這樣教學可以實現(xiàn)以問題為教學起點，以問題為探究學習主線，以問題為課堂的“終結”，真正構建從問題出發(fā)、引導探究、解決問題、歸納反思、發(fā)現(xiàn)新問題，再探究新問題的開放式教學模式。以開放性、問題化、自由探究的教學模式培養(yǎng)、強化學生的問題意識。

具體來說，限于篇幅，我們采取提綱式論述，這樣也有利于專家同行們發(fā)揮教學主動與創(chuàng)造性，圍繞培養(yǎng)學生的問題意識為目標設計自己的教學。策略一：選取問題驅動的教學模式，讓問題引領思考，在思考中建立問題意識。如《普通高中物理課程標準修訂稿(內(nèi)部征求意見稿)》中的教學案例：追尋“嫦娥一號”的蹤跡。策略二：創(chuàng)設真實的情境進行物理概念的建立、物理規(guī)律的探究教學，結合具體的實際情境，在應用物理知識解決具體問題中培養(yǎng)學生的問題意識以及知識與情境的關聯(lián)意識。如變壓器的教學。策略三：采取一境多問的發(fā)散式教學，一題多思研討式教學，類題多考的進階式教學，師生對話的診斷式教學。策略四：實驗探究，多維思考，在問題中踐行。如實驗：探究小車的運動規(guī)律。策略五：師生角色互換，學生設問，老師求解。如例題所示，老師發(fā)起角色轉化的指令：請小伙伴們想想本題還可以設計哪些問題，老師我來求解。

【例題】如圖9所示，在光滑水平面上有一質量為M的木塊，木塊與輕彈簧水平相連，彈簧的另一端連在豎直墻上，木塊處于靜止狀態(tài)，一質量為m的子彈以水平速度v0擊中木塊，并嵌在其中，木塊壓縮彈簧后在水平面做往復運動，木塊從被子彈擊中前到第一次回到原來位置的過程中，木塊受到的合外力的沖量大小為

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(作者單位：安徽省阜陽市第三中學)