文/李艷春
《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)提倡生本教育理念,要求教師選用適宜的教學(xué)方法,變“教學(xué)”為“引導(dǎo)”,促使學(xué)生變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。問題教學(xué)法是生本教育理念的實踐體現(xiàn),是實現(xiàn)《課程標準》要求的重要“法寶”。所謂的問題教學(xué)法是教師以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),設(shè)置相關(guān)問題情境,或引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)問,或引導(dǎo)學(xué)生解決問題的教學(xué)方法[1]。實踐證明,有效應(yīng)用問題教學(xué)法實施物理教學(xué),可以讓學(xué)生在問題的驅(qū)動下發(fā)揮自主性,親身經(jīng)歷物理知識的探究過程,由此由淺入深地理解物理知識,順其自然地鍛煉物理探究能力、問題解決能力等,從而增強物理學(xué)習(xí)欲望,自覺學(xué)習(xí)物理。基于此,在高中物理教學(xué)中,教師要以《課程標準》為指導(dǎo),靈活應(yīng)用問題教學(xué)法。綜觀問題教學(xué)法內(nèi)涵,問題情境、提出問題和解決問題是該方法的重中之重。因此,在高中物理教學(xué)中,教師要緊扣問題情境、提出問題和解決問題,有策略地引導(dǎo)學(xué)生探究物理。
《課程標準》反復(fù)強調(diào)物理學(xué)科的生活性,指明了物理生活化教學(xué)方向。同時,建構(gòu)主義者指出,知識源于生活,反映了生活,需要學(xué)習(xí)者體驗生活,重新建構(gòu)知識。所以,在物理課堂上,教師要探尋物理知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系,以此為基礎(chǔ),創(chuàng)設(shè)問題情境,調(diào)動學(xué)生生活經(jīng)驗,使學(xué)生產(chǎn)生認知沖突,由此引發(fā)探究興趣[2]。
以“摩擦力”的教學(xué)為例,現(xiàn)實生活中的摩擦現(xiàn)象無處不在,且學(xué)生對這些摩擦現(xiàn)象建構(gòu)了認知。立足于此,在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師可以創(chuàng)設(shè)生活化的問題情境。例如,教師可利用課件呈現(xiàn)生活現(xiàn)象:航空母艦的甲板、輪胎的花紋、樓梯的防滑條等。結(jié)合這些內(nèi)容,教師可提出問題:“觀察這些事物,可以發(fā)現(xiàn)它們的接觸面都很粗糙,這是為什么呢?”在問題的作用下,學(xué)生遷移生活經(jīng)驗和物理經(jīng)驗,輕松答出“摩擦”?;趯W(xué)生的回答,教師可追問:“什么是摩擦?摩擦力是如何產(chǎn)生的?有幾種摩擦力?”此時,不少學(xué)生產(chǎn)生探究興趣,自主走進物理教材,探尋與摩擦力有關(guān)的內(nèi)容。教師如此創(chuàng)設(shè)問題情境,在引發(fā)學(xué)生興趣之余,還使學(xué)生走進了物理課堂,有利于推動課堂教學(xué)發(fā)展。
溫故知新是重要的學(xué)習(xí)方式[3]。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào),有意義建構(gòu)離不開學(xué)生的已有認知。在參與物理教學(xué)活動的過程中,學(xué)生受到教師的引導(dǎo),建構(gòu)了物理認知,為探究新知提供了方便。教師在物理教學(xué)中,要分析物理知識之間的關(guān)系,把握新舊知識聯(lián)系,以此為基礎(chǔ),創(chuàng)設(shè)問題情境,為學(xué)生提供遷移舊知的機會,推動課堂教學(xué)發(fā)展。
以“向心力”的教學(xué)為例,在課堂上,教師可先利用PPT動畫模擬勻速圓周運動,同時顯示各個點的速度、方向。圓周運動是學(xué)生已學(xué)的物理內(nèi)容,在觀看模擬動畫時,學(xué)生會自主建構(gòu)動畫與圓周運動的聯(lián)系,調(diào)動已有的知識儲備。教師可立足學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn),提出系列問題,如“勻速圓周運動的速度會發(fā)生變化嗎?”“勻速圓周運動中的‘勻速’是什么意思?”“物體在做勻速圓周運動時,其合力大小是多少?合力方向如何?”在問題的作用下,學(xué)生有針對性地回憶勻速圓周運動的相關(guān)內(nèi)容,對合力及合力方向建構(gòu)認知,為探尋向心力奠定基礎(chǔ)。由此可見,教師有效地應(yīng)用舊知,不僅可以創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,調(diào)動學(xué)生興趣,還可以使學(xué)生初步探究新知。
實驗既是物理學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容,又是創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的依據(jù)。在新課程改革深入開展之際,物理教師要端正態(tài)度,應(yīng)用多樣方式實施實驗教學(xué)。教師可創(chuàng)設(shè)問題情境,引發(fā)學(xué)生興趣,推動學(xué)生與實驗現(xiàn)象互動,逐步建構(gòu)物理認知。
以“牛頓第一定律”為例,在教學(xué)過程中,教師可利用微課呈現(xiàn)物理實驗。在觀看微課的過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn):對稱斜面,無摩擦,小球滾到等高;減小另一些面傾角,小球滾到等高,滾動距離更遠……立足于此,教師可提出問題:“能否用物理語言描述這一實驗現(xiàn)象?”在問題的驅(qū)動下,學(xué)生遷移物理認知,組建語言。此過程正是學(xué)生探究牛頓第一定律的過程。在學(xué)生自主探究后,教師可鼓勵他們毛遂自薦,展現(xiàn)探究成果。同時,教師要評價探究成果,總結(jié)牛頓第一定律。接著,教師提問:“牛頓第一定律描述了怎樣的規(guī)律?”在實驗現(xiàn)象的支撐下,大部分學(xué)生能夠聯(lián)想到力和運動的關(guān)系,描述物體不受外力時的運動狀態(tài)。由此,教師追問:“是否存在不受外力的物體?牛頓第一定律有何意義?……”實踐證明,學(xué)生體驗問題情境,有利于增強課堂學(xué)習(xí)效果。
學(xué)生探究是問題教學(xué)的重頭戲。提出問題是學(xué)生探究物理知識的過程。在應(yīng)用問題教學(xué)法進行物理教學(xué)時,教師要發(fā)揮教學(xué)機制,把握課堂教學(xué)時機,如課堂氛圍沉悶時機、學(xué)生深思時機等,有針對性地提出問題,驅(qū)動學(xué)生逐步探究,推動課堂教學(xué)發(fā)展。
傳統(tǒng)教學(xué)實踐證明,沉悶枯燥的課堂氛圍會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和有效性[4]。當物理課堂陷入沉悶枯燥狀態(tài)時,教師可及時提問。此時,問題猶如拋進平靜水面的石頭一般,起到一石激起千層浪的效果,能切實調(diào)動學(xué)生的積極性,使學(xué)生轉(zhuǎn)變狀態(tài),高度集中注意力,并認真思考、探究問題。因此,在應(yīng)用問題教學(xué)法時,教師要把握課堂沉悶時機,提出問題。
以“光的折射”教學(xué)為例,在課堂上,教師可結(jié)合教材內(nèi)容,講述光的折射定律。因為教師的課堂用語問題,大部分學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性不高,課堂氛圍變得沉悶枯燥。對此,教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,利用課件向?qū)W生展示生活中常見的物品及其折射率。熟悉的生活事物很容易吸引學(xué)生的眼球。在學(xué)生觀察時,教師可提出問題:“入射角和折射角正弦之比和什么因素有關(guān)?”此問題調(diào)動了學(xué)生的積極性。學(xué)生能夠自覺觀察課件內(nèi)容,遷移物理所學(xué),對比發(fā)現(xiàn)入射角與折射角正弦之比和介質(zhì)有關(guān)。教師要及時評價學(xué)生的發(fā)現(xiàn),并就此介紹折射率。在介紹的同時,教師可繼續(xù)提問:“為什么光在進入不同的介質(zhì)時,其直射率不一樣?”如此教學(xué)不僅扭轉(zhuǎn)了課堂教學(xué)的不良狀態(tài),增強了課堂活力,還使學(xué)生“擺脫”了教師的講述,積極探究,有效理解所學(xué)。
連續(xù)提問是追問的具體表現(xiàn),是學(xué)生逐步探究物理的途徑[5]?!墩n程標準》點明了教師的引導(dǎo)作用。在傳統(tǒng)的物理課堂上,部分教師雖然引導(dǎo)學(xué)生解決了問題。但是,在學(xué)生給出問題后,教師未能繼續(xù)引導(dǎo),致使學(xué)生對知識的理解浮于表層。而追問可以使學(xué)生突破表層知識的限制,走到知識深處,加深對所學(xué)的理解。因此,在物理課堂上,教師要根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn),提出問題,依據(jù)其問題解決情況,連續(xù)提問,引導(dǎo)學(xué)生走向知識深處。
以“電源和電流”教學(xué)為例,在講解“電源”內(nèi)容時,教師可展現(xiàn)課件,如圖1所示。
圖1 課件1
結(jié)合課件內(nèi)容,教師可向?qū)W生提問:“課件中的A和B分別是帶有正、負電荷的導(dǎo)體球。A和B的周圍存在電場?,F(xiàn)在用一根導(dǎo)線(H)連接A和B,它們之間的電勢差會發(fā)生怎樣的變化?”在此問題的作用下, 學(xué)生積極思考,遷移所學(xué),分析不同情況下的電場情況,認真探尋導(dǎo)體球間的電勢差的變化情況,并就此作答。教師應(yīng)用即時性評價,肯定學(xué)生的積極思考行為,并出示問題答案,幫助學(xué)生完善認知。立足于此,教師可繼續(xù)提問:“這兩個導(dǎo)體球最終會達成怎樣的狀態(tài)?”大部分學(xué)生再次思考,給出回答。為了使學(xué)生探究電源概念,教師可結(jié)合學(xué)生此次作答情況,追問:“假如在兩個導(dǎo)體球之間裝上P裝置。P裝置將經(jīng)過H流到A的電子取走,補充給B,確保A和B之間始終保持一定數(shù)量的正、負電荷(如圖2)。這時會有怎樣的情 況呢?”
圖2 課件2
部分學(xué)生遇到問題,會主動與小組成員交流。在小組成員的幫助下,學(xué)生分析具體情況,透過物理現(xiàn)象了解電源。教師要尊重學(xué)生的探究所得,結(jié)合問題,詳細介紹電源的定義和作用,幫助學(xué)生了解電源。為了使學(xué)生增強認知,教師可追問:“從上述問題和電源的定義、作用可以看出,形成電流的條件有哪些?”此時,學(xué)生自覺回顧上述問題,繼續(xù)剖析電源的相關(guān)內(nèi)容,從而發(fā)現(xiàn)問題答案。通過這樣的提問,學(xué)生能夠始終保持積極的思維狀態(tài),逐步探究、解決物理問題,由淺入深地建構(gòu)物理認知。在此過程中,學(xué)生還切實鍛煉了思維能力、探究能力等,為有效探究其他物理知識點做好了準備。
《課程標準》介紹了高中生的物理學(xué)習(xí)規(guī)律,要求教師有規(guī)律地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),使學(xué)生逐步發(fā)展。層層深入建構(gòu)認知,是學(xué)生物理學(xué)習(xí)規(guī)律的表現(xiàn)。同時,學(xué)生在解決物理問題時,受到多種因素的影響,很容易遭遇思維障礙,影響思維深入。提出層次性問題,可以使學(xué)生突破思維障礙,獲取解決問題的“法寶”。所以,在應(yīng)用問題教學(xué)法時,教師應(yīng)立足學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律,設(shè)計層次性問題,遞進提問,使學(xué)生逐步探究。
以“機械能守恒定律”為例,在教學(xué)“機械能”時,教師可以先講述機械能在重力或彈力做功時的形式轉(zhuǎn)化,使學(xué)生初步建構(gòu)認知。根據(jù)學(xué)生的認知情況,教師可呈現(xiàn)課件,如圖3所示。
圖3 課件3
根據(jù)課件內(nèi)容,教師發(fā)問:“現(xiàn)有兩個小球。左側(cè)小球在真空中做自由落體運動,右側(cè)小球在黏性大的油中由靜止開始下落。在運動的過程中,它們從h1降落到h2。請分析它們的能量轉(zhuǎn)化情況。”在教師提出問題后,大部分學(xué)生遇到思維障礙。對此,教師可提出層次性問題:“問題一:小球在真空和油中下落的過程中,其重力做的功是否相等?問題二:在此過程中,重力勢能的變化情況一樣嗎?問題三:動能的變化情況一樣嗎?問題四:它們的重力勢能各自轉(zhuǎn)化了何種形式的能?”這些問題難度不同,契合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生可發(fā)揮自主性,逐個解決問題,切實了解能量間的轉(zhuǎn)化。如此提問,為每個學(xué)生提供了思考機會,便于他們突破問題解決障礙,積極與物理內(nèi)容“互動”,建構(gòu)物理認知。同時,大部分學(xué)生也因積極思考,鍛煉了思維能力,提高了物理學(xué)習(xí)水平。
探究結(jié)果是學(xué)生解決問題的成果[6]。在應(yīng)用問題教學(xué)法實施物理教學(xué)時,教師不僅要創(chuàng)設(shè)問題情境,提出物理問題,還要引導(dǎo)學(xué)生解決問題,使學(xué)生獲得探究結(jié)果,理解物理所學(xué),提升課堂教學(xué)效率。
小組合作學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方式之一。物理知識本身有一定難度。大部分高中生的物理認知水平不高,抽象思維能力不強,很難自主解決問題。而小組合作可以使學(xué)生集思廣益,攜手探究解決問題的方法。因此,在應(yīng)用問題教學(xué)法時,教師可以在提出問題后依據(jù)問題難度,引導(dǎo)學(xué)生小組交流,合作解決 問題。
以“運動的合成與分解”為例,在講解新知的過程中,教師可利用多媒體演示實驗,并提出問題,引導(dǎo)學(xué)生解決。當講到“運動的獨立性”時,教師繼續(xù)用多媒體演示實驗。在視覺作用下,學(xué)生能夠了解實驗現(xiàn)象:“用錘子敲擊彈簧片,此時,小球1(被彈簧片夾?。┖托∏?(靠近彈簧片)會同時釋放。其中,小球1做自由落地運動,小球2沿著水平方向飛出。之后,兩個小球同時落地?!被趯嶒灛F(xiàn)象,教師可提出問題:“小球1和小球2做了不同的運動。那么,這兩個運動之間有怎樣的聯(lián)系?有哪些區(qū)別?”在提出問題后,教師可鼓勵學(xué)生自主探究。在自主探究時,部分學(xué)生遇到阻礙。于是,教師順勢引導(dǎo)學(xué)生在小組中交流,或描述自己遇到的自主探究障礙,或描述自己發(fā)現(xiàn)的聯(lián)系和區(qū)別。教師建立的是異質(zhì)小組,學(xué)生受到個性差異的影響,能夠提出不同看法。在討論交流后, 部分學(xué)生進入“柳暗花明又一村”的狀態(tài),了解了兩種運動的聯(lián)系和區(qū)別。教師可以選擇小組中的低水平學(xué)生講述問題答案,借此了解小組交流情況。實踐證明,低水平學(xué)生在小組成員的幫助下,對問題內(nèi)容及其答案建構(gòu)了一定的認知,但仍存在部分問題。教師可趁機鼓勵其他學(xué)生完善答案。最后,教師要根據(jù)不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生給出的答案,系統(tǒng)分析兩種運動的聯(lián)系和區(qū)別,并做好板書。經(jīng)過這樣自主、合作探究和教師的點撥,大部分學(xué)生能夠建構(gòu)正確認知:“兩個小球在豎直方向上的運動完全相同。但小球2在進行豎直運動的同時還有水平方向的運動,且水平方向的運動對豎直方向的運動沒有影響?!绷⒆銓W(xué)生的認知情況,教師可繼續(xù)提問,引出“運動的合成分解”。由此可見,合作解決問題不但可以提高問題解決效率,使學(xué)生深入掌握所學(xué),而且可以使學(xué)生鍛煉合作交流能力和思維能力,提升課堂學(xué)習(xí)效率。
實驗操作是物理課堂教學(xué)活動的重要構(gòu)成,也是學(xué)生解決問題的重要方法[7]。物理實驗具有直觀性,契合高中生的思維發(fā)展特點,便于他們積極思考,分析實驗現(xiàn)象,抽象物理結(jié)論,由此獲得問題答案,理解物理知識[8]。所以,在應(yīng)用問題教學(xué)法時,教師可以在提出問題后組織實驗操作活動,為學(xué)生解決問題提供便利。
以“向心力”的教學(xué)為例,在課堂上,教師可以為學(xué)生發(fā)放各種實驗材料,并組建異質(zhì)小組,做好物理實驗教學(xué)準備。接著,教師先向?qū)W生提出要求:“根據(jù)老師給出的描述,選用適宜的實驗器材,展現(xiàn)實驗現(xiàn)象,分析其中的力的來源是什么。”在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生能夠?qū)Ρ竟?jié)課的活動建構(gòu)認知。然后,教師描述:“在光滑的平面上有一個小球。在細繩的牽引下, 這個小球圍繞平面上的釘子做勻速圓周運動。問:‘這個小球在運動過程中受到哪里力?指向圓心的力是哪一個?’”學(xué)生認真傾聽,合作選擇適宜的實驗材料,有針對性地操作材料,親身體驗小球的運動,能夠獲得直觀的實驗現(xiàn)象和實驗感知。在此過程中,雖然部分小組未能有效操作實驗,但通過合作分析問題條件,也對小球的運動情況建構(gòu)了認知。立足不同小組的表現(xiàn),教師要及時評價,使他們獲得滿足感。同時,教師要鼓勵小組毛遂自薦,呈現(xiàn)問題答案。為了驗證學(xué)生的答案是否正確,教師可利用多媒體演示實驗,展現(xiàn)實驗現(xiàn)象。在演示實驗的輔助下,大部分小組能自覺訂正答案,查漏補缺,準確分析出“小球在運動中受重力、支持力、繩子的拉力作用”“繩子的拉力可以提供向心力”,由此建構(gòu)物理認知。立足學(xué)生的實驗情況,教師可繼續(xù)描述其他現(xiàn)象,如“用繩子綁住小球,讓小球在繩子的牽引下做勻速圓周運動”等,同時提出問題,驅(qū)動學(xué)生繼續(xù)實驗。實踐表明,學(xué)生操作實驗,不僅獲取了物理學(xué)習(xí)樂趣,還直觀地建構(gòu)了物理認知。此外,不少學(xué)生因親身體驗,鍛煉了實驗操作能力、抽象能力等。
綜上所述,有效應(yīng)用問題教學(xué)法實施物理教學(xué),可以使學(xué)生在有效問題的驅(qū)動下,成為學(xué)習(xí)物理的主體,切實發(fā)揮學(xué)習(xí)自主性,逐步探究、解決問題,由此建立物理認知,鍛煉相關(guān)能力,提升物理學(xué)習(xí)效率。鑒于此,在高中物理教學(xué)中,教師要認真研讀《課程標準》,把握《課程標準》要求,樹立生本教育理念,以問題教學(xué)法為“工具”,根據(jù)課堂教學(xué)需要,應(yīng)用多樣策略,或創(chuàng)設(shè)問題情境,調(diào)動學(xué)生探究興趣;或把握多樣時機,提出問題,驅(qū)動學(xué)生探究;或多樣方法引導(dǎo),促使學(xué)生解決問題,借此使學(xué)生發(fā)揮主觀能動性,與物理問題“互動”,逐步掌握物理知識,鍛煉多樣能力,如思維能力、探究能力、問題解決能力等,提升物理學(xué)習(xí)效率,實現(xiàn)物理教學(xué)提質(zhì)增效。