陳 昊 王長(zhǎng)江

(安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,安徽 蕪湖 241002)

1 引言

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)課標(biāo))提出:課堂提問(wèn)是一種融教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)為一體的過(guò)程性評(píng)價(jià),可及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)的情況,找出存在的問(wèn)題,及時(shí)糾正。課堂提問(wèn)的關(guān)鍵在于問(wèn)題的設(shè)置。[1]根據(jù)該課標(biāo)人民教育出版社2019年出版了高中物理教材(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新教材),其中設(shè)置了“問(wèn)題”欄目,為教師的課堂提問(wèn)提供了便利，在教學(xué)中需要對(duì)該欄目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 新教材“問(wèn)題”欄目簡(jiǎn)介

2.1 編寫(xiě)意圖

新教材在每節(jié)內(nèi)容的前面(學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)除外)都設(shè)置了“問(wèn)題”欄目,欄目的設(shè)計(jì)意圖是:在每節(jié)開(kāi)始創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境問(wèn)題,以引發(fā)學(xué)生對(duì)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容主動(dòng)思考,培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)及提出問(wèn)題的能力。[2]從內(nèi)容設(shè)置來(lái)看,一般是由情境引入學(xué)習(xí)主題,并且附有圖片,體現(xiàn)了圖文并茂的特點(diǎn)。

2.2 欄目功能

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)過(guò)程是在個(gè)體原來(lái)的認(rèn)知基礎(chǔ)上,根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn),在一定的情境中,借助外力(教師、教材)主動(dòng)加工構(gòu)建的過(guò)程。[3]問(wèn)題的設(shè)置可起到以下作用:(1) 創(chuàng)設(shè)情境,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，因?yàn)檎鎸?shí)的物理情境可以“喚醒”學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;[4](2) 在新課內(nèi)容前設(shè)置問(wèn)題,能夠幫助學(xué)生回憶之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容,整合碎片化的知識(shí);(3) 以問(wèn)題的形式展現(xiàn)重難點(diǎn),能夠讓師生更好地把握本節(jié)課的核心內(nèi)容,明確教學(xué)目標(biāo),從而提升教學(xué)質(zhì)量。

3 新教材“問(wèn)題”欄目的不足

3.1 內(nèi)容選擇問(wèn)題

“問(wèn)題”欄目的素材通常是生活實(shí)例、已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)、物理學(xué)史以及尖端科技等,從種類(lèi)上來(lái)看非常豐富。但在實(shí)際內(nèi)容選擇上,大部分還是生活場(chǎng)景,其他種類(lèi)的素材較少。而新課標(biāo)中建議課程內(nèi)容的選擇要注重時(shí)代性，“及時(shí)反映物理學(xué)發(fā)展,反應(yīng)物理學(xué)對(duì)社會(huì)進(jìn)步及科技發(fā)展的重要性,反應(yīng)物理技術(shù)應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)生活帶來(lái)的影響”。從這個(gè)方面來(lái)看,欄目的內(nèi)容選擇與課標(biāo)的要求還存在一定的差距。

3.2 內(nèi)容表述問(wèn)題

以圖1所示的必修二的“問(wèn)題”欄目為例，它位于第五章“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”這節(jié)內(nèi)容。雖然該情景是和運(yùn)動(dòng)的合成與分解相關(guān),存在的問(wèn)題為:它僅僅涉及運(yùn)動(dòng)的合成,沒(méi)有涉及運(yùn)動(dòng)的分解。學(xué)生很少有生活體驗(yàn)，難以從物理學(xué)的視角去思考問(wèn)題。

圖1

4 對(duì)新教材“問(wèn)題”欄目的優(yōu)化改進(jìn)

新教材的“問(wèn)題”欄目在引發(fā)學(xué)習(xí)興趣、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)等方面,確實(shí)能夠起到促進(jìn)作用,但它的作用不應(yīng)該僅僅停留在引導(dǎo)方面。為了更好地促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)探究、深度理解知識(shí),進(jìn)而提升學(xué)生的核心素養(yǎng),需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，思路如下。

4.1 改變問(wèn)題結(jié)構(gòu)

美國(guó)學(xué)者Jay McTighe和Grant Wiggins把課堂中常見(jiàn)的問(wèn)題分為4種:啟發(fā)型問(wèn)題、導(dǎo)向型問(wèn)題、引導(dǎo)型問(wèn)題和基本問(wèn)題,[5]前3種又稱(chēng)為非基本問(wèn)題，其作用是幫助教師檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的識(shí)記,或者激發(fā)學(xué)生的興趣。而基本問(wèn)題的作用是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度思考,并且要求學(xué)生考慮其他不同觀點(diǎn),論證自己的想法。

通過(guò)對(duì)教材中“問(wèn)題”欄目的分析可知：大部分的問(wèn)題屬于非基本問(wèn)題。為了促進(jìn)學(xué)生的探究,需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),使其成為能夠幫助學(xué)生發(fā)展的基本問(wèn)題。而基本問(wèn)題的來(lái)源之一就是課程標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)檎n標(biāo)明確指定了本節(jié)課的核心內(nèi)容以及學(xué)生要達(dá)到的目標(biāo)。我們需要改進(jìn)提問(wèn)方式,把問(wèn)題改為引導(dǎo)性問(wèn)題加上基本問(wèn)題。

4.2 調(diào)整問(wèn)題表述

“問(wèn)題”欄目中的部分問(wèn)題存在著指向性不明、引導(dǎo)性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，例如,新教材必修二第五章第一節(jié)的“問(wèn)題”欄目中的問(wèn)題為:觀察右邊兩幅圖片描述的現(xiàn)象,你能不能說(shuō)清楚:砂輪打磨下來(lái)的熾熱微粒和飛出去的鏈球,分別沿著什么方向運(yùn)動(dòng)?教材只涉及一個(gè)問(wèn)題,即物體的運(yùn)動(dòng)方向。結(jié)合本節(jié)內(nèi)容來(lái)看,本節(jié)內(nèi)容包括曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。針對(duì)上述不足,可做出如下改進(jìn)：觀察右邊圖片描述的現(xiàn)象,你能不能說(shuō)清楚：鏈球飛出去后,在不同時(shí)刻的速度方向有什么不一樣?鏈球在沒(méi)飛出去之前,運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)?

4.3 拓展內(nèi)容來(lái)源

從之前分析可以看出：“問(wèn)題”欄目的內(nèi)容大部分來(lái)源于生活情境。應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)問(wèn)題,對(duì)于是初中知識(shí)進(jìn)階的,可以設(shè)計(jì)回顧性問(wèn)題;對(duì)于探索規(guī)律的內(nèi)容,可以介紹物理學(xué)史;對(duì)于實(shí)驗(yàn)課,也要補(bǔ)充“問(wèn)題”欄目,通過(guò)提問(wèn)讓學(xué)生的探究有方向，思考、探討更深入。

4.4 “問(wèn)題”欄目的改進(jìn)案例

“機(jī)械能守恒”一章共有5節(jié)、4個(gè)“問(wèn)題”欄目。筆者對(duì)“問(wèn)題”都進(jìn)行了改進(jìn),另外為第5節(jié)實(shí)驗(yàn)課補(bǔ)充了“問(wèn)題”欄目。

(1) 功與功率

課標(biāo)要求:理解功和功率,了解生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的機(jī)械的功率大小和意義。

新教材中“問(wèn)題”欄目的問(wèn)題如圖2所示，如果要讓學(xué)生學(xué)習(xí)不同情況下的做功,應(yīng)該先讓學(xué)生分析做功的方式，問(wèn)題也應(yīng)該包括與功率相關(guān)的內(nèi)容。改進(jìn)的表述如下:當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致時(shí),力對(duì)物體做的功為力的大小與重物移動(dòng)距離的乘積。起重機(jī)豎直提升重物和馬拉雪橇運(yùn)動(dòng)的做功方式相同嗎?拖拉機(jī)和牛耕地,它們做功快慢一樣嗎?如何計(jì)算力對(duì)物體所做的功？如何描述做功的快慢呢?

圖2

(2) 重力勢(shì)能

課標(biāo)要求:知道重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系，定性了解彈性勢(shì)能。

新教材中“問(wèn)題”欄目的問(wèn)題如圖3所示，不足之處在于:通過(guò)回顧初中知識(shí)復(fù)習(xí)重力勢(shì)能,直接讓學(xué)生回答重力勢(shì)能表達(dá)式比較困難?？蓮谋菊碌拇蟾拍罟εc能量入手,從做功的方面切入,引導(dǎo)學(xué)生探索勢(shì)能變化與力做功的關(guān)系。改進(jìn)的表述如下:舉高的重物能把沙堆砸一個(gè)坑,說(shuō)明它具有一定的重力勢(shì)能。從同一個(gè)高度,對(duì)于重物自由下落和沿光滑斜面由靜止下滑的兩種過(guò)程,重力做功大小是否相同?重力做功和重力勢(shì)能的變化有什么關(guān)系?如何表述重物所具有的重力勢(shì)能呢?

圖3

(3) 動(dòng)能和動(dòng)能定理

課標(biāo)要求:理解動(dòng)能和動(dòng)能定理,能用動(dòng)能定理解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。

新教材中“問(wèn)題”欄目中的問(wèn)題如圖4所示，不足之處在于:學(xué)生需要了解知識(shí)之間的聯(lián)系,既然學(xué)生上節(jié)課學(xué)習(xí)了重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,可以讓學(xué)生采用相同的思路來(lái)學(xué)習(xí)動(dòng)能，同時(shí)基本問(wèn)題應(yīng)該圍繞著動(dòng)能、動(dòng)能的變化。改進(jìn)的表述如下:物體的動(dòng)能跟物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系,炮彈在推力的作用下速度越來(lái)越大,動(dòng)能增加,在這種情況下推力對(duì)炮彈做了功。我們知道重力勢(shì)能變化與重力做功相關(guān),那么物體的動(dòng)能變化和作用于物體的力所做功的存在怎樣的關(guān)系呢?如何進(jìn)行探究？

圖4

(4) 機(jī)械能守恒定律

課標(biāo)要求:通過(guò)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律,體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。能用機(jī)械能守恒分析生產(chǎn)生活中的有關(guān)問(wèn)題。

新教材中“問(wèn)題”欄目的問(wèn)題如圖5所示，只引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理量(高度、速度、質(zhì)量)的變化，并不足以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,既然要探討與機(jī)械能相關(guān)的規(guī)律,就需要讓學(xué)生從能量的角度研究問(wèn)題,并注意這個(gè)過(guò)程中物理量的變化。改進(jìn)的表述如下:伽利略曾研究過(guò)小球在光滑斜面上的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn):無(wú)論斜面B比斜面A陡些或緩些,小球的速度最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)變?yōu)?,這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同。在小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有哪些物理量是變化的?哪些是不變的?從能量的角度來(lái)看,小球能量如何變化?有何規(guī)律?

圖5

(5) 實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

新教材在實(shí)驗(yàn)一節(jié)并沒(méi)有設(shè)置“問(wèn)題”欄目，在教學(xué)中需要讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)思路和方法,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)操作能力。筆者嘗試提出問(wèn)題：我們上節(jié)課學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律,機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么?驗(yàn)證機(jī)械能守恒需要關(guān)注哪些物理量?怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),又該如何操作呢?在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了哪些科學(xué)方法呢?