文∣吳敬章

新一輪課改把教學(xué)目標(biāo)從三維目標(biāo)改成核心素養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)要求也發(fā)生了較大的變化；所以，傳統(tǒng)的教學(xué)方法要進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)前，大部分學(xué)生疲于應(yīng)對(duì)作業(yè)，沒(méi)有時(shí)間做一些反思和總結(jié)，思考能力欠缺。在這種情況下，教學(xué)方法手段的探索迫在眉睫。以問(wèn)題情境引領(lǐng)課堂教學(xué)是教師和學(xué)生喜愛(ài)的方法。

問(wèn)題情境教學(xué)法能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，讓他們形成自主探究學(xué)習(xí)的習(xí)慣，進(jìn)而提高自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效果。本文以“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例，探究問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法如何實(shí)施。

一、設(shè)置問(wèn)題情境激趣設(shè)疑，引入新課

人教版高中《物理·必修三》(2019年版)在每節(jié)課前都會(huì)通過(guò)一些實(shí)例來(lái)引入新課，并提出本節(jié)課要研究的主要問(wèn)題。如“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課中，教材以示波器為例引入新課(圖1)，但此例子偏離學(xué)生的生活實(shí)際，無(wú)法引起學(xué)生的興趣。

圖1

在教學(xué)中，本節(jié)課可設(shè)置如下情境引入。

【情境】電子被加速器加速后轟擊重金屬靶產(chǎn)生的射線，可用于放射治療。圖2中展示了一臺(tái)醫(yī)用電子直線加速器。

圖2

【問(wèn)題】

(1)電子在電場(chǎng)中受到哪些力的作用？要不要考慮重力？

(2)研究物體運(yùn)動(dòng)的一般思路是什么？決定物體做什么運(yùn)動(dòng)的條件又是什么？

設(shè)置以上問(wèn)題情境可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步探究的欲望，從而對(duì)本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容充滿期待；然后教師再提出本節(jié)課要研究的主要問(wèn)題，自然而然地進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。

我們應(yīng)該如何設(shè)置問(wèn)題情境呢？首先，設(shè)置問(wèn)題情境應(yīng)盡可能取自學(xué)生所熟悉的生活，有趣味性、有針對(duì)性，能用所學(xué)的知識(shí)去解釋，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。如上面提到的醫(yī)用電子直線加速器，很多學(xué)生可能聽(tīng)過(guò)，但不知道它的工作原理，通過(guò)問(wèn)題情境的提出，學(xué)生就有了進(jìn)一步探究的欲望，原來(lái)生活中很多現(xiàn)象可以用物理知識(shí)去解釋。

其次，教師可以借助一些有趣的小視頻、小實(shí)驗(yàn)或小游戲等，增加學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)，調(diào)節(jié)課堂氣氛，活躍學(xué)生的思維。比如，教師可以向?qū)W生展示示波器的一些優(yōu)美圖形，向?qū)W生介紹一些相關(guān)的生活用電知識(shí)。

二、設(shè)計(jì)問(wèn)題串引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)

要探討的問(wèn)題比較大、比較難時(shí)，教師可以把問(wèn)題分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題，降低探究難度，同時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生有條理地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)探究。如本節(jié)課在講粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，可以把問(wèn)題進(jìn)行如下分解。

【問(wèn)題】如圖3所示，帶電粒子以一定的初速度進(jìn)入兩極板中，粒子會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？

【例題設(shè)計(jì)】圖3中，極板電壓為U，間距d，板長(zhǎng)l，粒子電量q、質(zhì)量m，以初速度v0從中間進(jìn)入電場(chǎng)。

圖3

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】

問(wèn)題1：帶電粒子在兩極板間的受力情況是怎樣的？

問(wèn)題2：帶電粒子初速度方向和受力方向有什么關(guān)系？軌跡是曲線還是直線？

問(wèn)題3：帶電粒子在垂直與平行于電場(chǎng)兩個(gè)方向上各做什么運(yùn)動(dòng)？加速度多大？

問(wèn)題4：帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

問(wèn)題5：帶電粒子會(huì)從什么位置離開(kāi)電場(chǎng)？可以用什么物理量來(lái)表示？(偏移量y)

問(wèn)題6：帶電粒子會(huì)沿什么方向離開(kāi)電場(chǎng)？如何表示？(速度偏轉(zhuǎn)角)

問(wèn)題7：帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度是多大？有哪些求解方法？

通過(guò)這一串小問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究，問(wèn)題之間前后關(guān)聯(lián)，層層遞進(jìn)。學(xué)生能輕松地把帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題搞清楚，很有成就感；他們也更樂(lè)于思考，提出更多相關(guān)的問(wèn)題，取得更好的學(xué)習(xí)效果。

如何有效地設(shè)置問(wèn)題或問(wèn)題串，引導(dǎo)學(xué)生積極思考并解決問(wèn)題呢？

設(shè)置的問(wèn)題一定要有層次，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生思考?？梢园凑战鉀Q問(wèn)題的思路去設(shè)計(jì)問(wèn)題，體現(xiàn)學(xué)生思維過(guò)程。上例中就是按解決力學(xué)問(wèn)題基本思路展開(kāi)設(shè)計(jì)的，同時(shí)運(yùn)用類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法思路。

設(shè)置問(wèn)題的難度要適中，學(xué)生可以通過(guò)自己的努力或者小組討論后解決大部分問(wèn)題。教師可以多設(shè)置一些問(wèn)題來(lái)降低難度，也可對(duì)問(wèn)題做一些必要的解釋補(bǔ)充，如引入偏移量概念時(shí)，設(shè)置了“帶電粒子會(huì)從什么位置離開(kāi)電場(chǎng)”這樣一個(gè)問(wèn)題，學(xué)生就容易了解為什么要引入這個(gè)概念?！皫щ娏Ｗ訒?huì)沿什么方向離開(kāi)電場(chǎng)？如何表示”這樣一個(gè)問(wèn)題能幫學(xué)生理解偏轉(zhuǎn)角的概念。

教師要注意問(wèn)題與前后知識(shí)的關(guān)聯(lián)，對(duì)可能遇到的問(wèn)題做適當(dāng)?shù)匿亯|。如本例中要分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和軌跡，教師設(shè)置“帶電粒子初速度方向和受力方向有什么關(guān)系”做鋪墊，學(xué)生就會(huì)想起從力的方向與速度方向的夾角關(guān)系來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)軌跡。

三、演示實(shí)驗(yàn)前設(shè)置問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生觀察思考

演示實(shí)驗(yàn)是高中物理課堂教學(xué)中常用的教學(xué)手段，但有些教師對(duì)演示實(shí)驗(yàn)重視程度不足，要么走過(guò)場(chǎng)，要么純粹為了吸引學(xué)生的注意力，往往達(dá)不到預(yù)期的效果。筆者認(rèn)為，在演示實(shí)驗(yàn)前，教師可以適當(dāng)設(shè)置一些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理以及?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行思考，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有一定的了解后再做，可提高實(shí)驗(yàn)的效果。如本節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)可設(shè)置如下一些問(wèn)題。

【演示實(shí)驗(yàn)】用圖4所示的裝置模擬帶電粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)。

【儀器介紹】高壓靜電發(fā)生器能產(chǎn)生高電壓，加速極板能使粒子加速，偏轉(zhuǎn)極板使粒子偏轉(zhuǎn)，鋁箔包裹的泡沫小球模擬粒子。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】

(1)觀察圖4所示的裝置，思考各部分元件的作用。

圖4

(2)如何讓小球帶電？

(3)若只有加速電場(chǎng)，會(huì)觀察到什么結(jié)果？

(4)增加偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，會(huì)觀察到什么結(jié)果？如果將偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的正負(fù)極調(diào)換位置呢？

教師通過(guò)以上問(wèn)題，可以讓學(xué)生明白這個(gè)實(shí)驗(yàn)要達(dá)到什么目的，應(yīng)該怎么做，需要觀察什么，預(yù)期的結(jié)果是什么等。這樣可以避免學(xué)生盲目觀察，沒(méi)目的、沒(méi)思考。學(xué)生可以通過(guò)思考問(wèn)題，得出實(shí)驗(yàn)思路，帶著問(wèn)題去觀察和操作，實(shí)驗(yàn)效果更好，這也滿足了物理學(xué)科素養(yǎng)中的科學(xué)探究要求。

四、問(wèn)題拓展加深知識(shí)的廣度和深度

課堂練習(xí)是每節(jié)課重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，教師要注意通過(guò)對(duì)練習(xí)適當(dāng)?shù)赝卣?，如一題多解，一題多變、問(wèn)題延伸等，拓寬學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)已有的知識(shí)探索一些更復(fù)雜的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，主動(dòng)探索新知識(shí)。本節(jié)課教師可以拓展討論以下問(wèn)題。

【拓展問(wèn)題1】試證明粒子離開(kāi)電場(chǎng)的速度反向延長(zhǎng)線過(guò)沿初速度方向分位移中點(diǎn)。

問(wèn)題分解：

(1)如何正確作圖？標(biāo)出物理量。(如圖5所示，作出粒子速度的反向延長(zhǎng)線，與初速度的延長(zhǎng)線交于O點(diǎn)，O點(diǎn)與粒子出射點(diǎn)間的水平距離為x)

圖5

【拓展問(wèn)題2】如圖6所示，若粒子從靜止先由U1加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則此時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角的正切值和偏移量y是多少？

圖6

問(wèn)題分解:

【拓展問(wèn)題3】電性相同的不同粒子，由靜止經(jīng)同一電場(chǎng)加速再進(jìn)入同一電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后的偏轉(zhuǎn)角和偏移量有什么關(guān)系？

通過(guò)上述些問(wèn)題的拓展延伸，把需要加深和補(bǔ)充的知識(shí)以問(wèn)題拓展的形式展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生通過(guò)思考分析計(jì)算，自然而然得到結(jié)論，比教師通過(guò)自己推導(dǎo)得出結(jié)論，再讓學(xué)生學(xué)習(xí)記憶，效果更好。同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的思維，滿足物理學(xué)科素養(yǎng)要求。

在教學(xué)中，教師要注意營(yíng)造寬松的自主探究氛圍，良好的師生互動(dòng)，對(duì)學(xué)生反饋的問(wèn)題及時(shí)交流引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生在探究過(guò)程中碰到的一些新問(wèn)題及時(shí)給予必要的指導(dǎo)，確保探究過(guò)程能夠順利進(jìn)行。同時(shí)，教師要注意自己所起的作用是引導(dǎo)不是代替，要給學(xué)生足夠的思考時(shí)間和自主權(quán)，要鼓勵(lì)學(xué)生積極進(jìn)行小組內(nèi)交流討論、互幫互助、大膽質(zhì)疑、大膽提問(wèn)，積極推進(jìn)思維的碰撞，擦出智慧的火花，使自主學(xué)習(xí)成果最大化。教師還要給學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生積極提問(wèn)、交流探討，在展示交流過(guò)程中不斷完善自己的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

問(wèn)題情境導(dǎo)向教學(xué)法能很好地引領(lǐng)課堂教學(xué)，取得更好的課堂教學(xué)效果；促進(jìn)學(xué)生積極思考，提高其物理學(xué)科素養(yǎng)，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。教師在實(shí)際教學(xué)中要多了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，不斷地探索問(wèn)題情境設(shè)計(jì)的方法技巧，設(shè)計(jì)科學(xué)有效、有針對(duì)性的問(wèn)題或問(wèn)題串，促使學(xué)生不斷地思考和探索新知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓物理課堂教學(xué)更輕松有效。