问题研究式教学探索

杨通锦，杨世玲

（1.兴义八中，贵州 兴义 562400；2.凯里学院，贵州 凯里 556011）

问题研究式教学探索

杨通锦1，杨世玲2

（1.兴义八中，贵州 兴义 562400；2.凯里学院，贵州 凯里 556011）

结合中学物理学科特点和开展探究学习的需要，提出并尝试以问题为出发点，将问题探究纳入教学活动过程中，对以解决问题为落脚点的“问题研究式教学”进行探索，阐明“问题”的性质、种类和开发途径，并探讨实施方案及评估手段.

中学物理；问题研究式；教学探索

1 问题研究式教学的概述

所谓“问题研究式教学”，系指教师通过创设物理情景导入相关内容的问题，使学生从中发现物理问题，引发学习与研究的动机，激发学习情趣的教学方式.何为“问题”呢？中学物理教学中的“问题”立意于：需要研究讨论并解决的矛盾与疑难、有关意外（对学生来说）的情况或事件以及要求回答或解释的题目.问题研究式教学的课堂结构为：由问题情景（自然现象、实验现象——“问题源”）→提出有待探索的问题→实验研究、探讨问题→再研究和实验提出新的问题→归纳总结得出结论与规律→应用所得规律、知识与方法讨论新的问题（巩固知识、加深理解规律、强化规律与方法的应用）.

（一个知识点或一条规律的教学流程方框图）

总之，问题研究式教学以提出问题为教的开始，解决问题是学的归宿[4].问题研究式教学的过程可简单地概括为：提出问题→研究、讨论问题→构建知识、掌握规律和方法→解决问题→再提出问题……，这是一个螺旋式认知提高过程.学生在探讨问题，提出新问题和解决问题的过程中获得知识和能力，逐步形成问题意识，掌握科学的学习和基本的研究方法.

2 “问题”的种类

物理问题可分为理论探索问题和实验现象、自然现象所揭示的本质问题两类.从所提问题应起的作用角度看，可分为诱发动机的问题、待探究的问题及验证的问题.在物理教学活动中“问题”的提出对象：一是教师，教师为了引入课题、引发悬念，激发学生的求知欲而对学生提出的有待学生研究解决的问题；二是学生，学生在学习过程中，对现象的质疑，或对教材及教师的论述产生疑问时的进一步追问.可以说前者是教师在教学中所惯用的方法，后者是课程改革在学生学习要求上所倡导的，学生提出问题是学生已投入学习的“见证”，这是“发现式教学”的学习要求，也是学生解决问题的前提条件.

2.1 教师设置的教学问题

按照设置问题的目的分类：(1)是引发悬念的问题（设问）；(2)是围绕重点知识由相关情景诱导学生再质疑的中心问题；(3)是从理解概念的角度来设置的问题；(4)是巩固强化知识的问题（习题）；(5)是拓展与迁移性的问题（习题）[3].

2.1.1 从引发悬念的角度出发，达到引入课题而设置的问题：为了促使学生投入研究与学习中，教师提出学生曾经见过，但未曾知晓原因的物理景象，以悬而未决心理趋势来调动学生的思维，让“问题”引发学生的疑问与好奇心，从而引起其探究的欲望.如飞机可以以几百米每秒的速度在高空中飞行,为什么人造地球卫星的环绕速度必须为7.9km/s？以违反“常规”的现象或结果入手，刺激学生的好奇和不平的心理，从而关注事情的症结.如在平抛运动的研究与学习中，关于平抛运动的飞行时间，可设问如下：平抛竖落仪中的两个小铁球，哪个先落地，此现象说明了什么？从设置伏笔及渲染气氛入手，制造悬念，拨动学生的心弦.如关于航天飞机在上升、绕地球正常运转和下降着陆的整个运动过程中，超重与失重现象，可以提出：我们常常在电视新闻中看到，在航天飞机里的宇航员“上不着天，下不着地”，处于飘然的状态，这说明了什么？假若宇航员“走出”船舱，人有坠落的危险吗？在发射上升过程中宇航员在船舱中应以什么姿态乘船更安全.

2.1.2 围绕重点知识由相关情景诱导学生质疑的问题：如小钢球从离心轨道上斜轨部分的某一高度由静止开始下滑，它一定能通过竖直圆轨道的最高点吗？它通过最高点时可能受哪些力的作用？能顺利经过最高点做圆周运动的条件是什么？

2.1.3 从概念的提出、规律的探索提出问题：如力是矢量，做曲线运动的物体是在什么方向的力承担了改变运动速度方向的任务？又如：向心力的作用效果是什么？线速度方向的变化快慢用什么物理量来描述等等.

2.1.4 为了巩固知识、训练方法而设置的问题：如关于向心力的来源问题，提出向心力一定是物体所受到的合力吗？请举例说明.又如关于做匀速圆周运动物体的线速度与半径的关系，可提出你能分别举出线速与半径成正比、成反比及与半径无关的例子吗？还有为了巩固把握对平抛运动研究和处理方法，可设置如下习题：一个弹性小球从某一高度抛出，打在倾角为θ的钢板上，并恰好能沿原路径返回，你能确定哪些相关性物理量（可以增加一些附加条件）.

2.1.5 针对习题的扩展与变形提出的追问：每个习题的命题总有一定的目的，或是为了巩固知识，或是启迪和训练方法.要达到命题的目的，就应给题目赋予多种可能情景和含意，要求题目有利于变形，有变形的价值.如：人造地球卫星在圆轨道绕地球做匀速圆周运动，向心力由什么提供？加速度的计算方法有哪几种？为了使其做椭圆轨道运动，应采取什么措施？从近地点运动到远地点的过程中，其运动的加速度、线速度、角速度分别怎样变化？又如：一个物体从某高度水平抛出，落地时的速度υ大小为17.3m/s，方向水平成60o角，根据此情景，你能确定哪些未知物理量？

2.2 学生对问题研究的质疑

2.2.1 为解决教师提出的问题而提出的新问题或猜想，并设法去验证或论证.如学生思考关于平抛运动的中心问题（两个直线运动可以合成一个曲线运动，水平抛出的物体，可以看做是哪几个运动的合运动？）后，可能学生一般都会提出猜相：若无重力作用，物体会做什么运动？若无初速度物体又会做什么运动？

2.2.2 阅读中对课文所述的现象的成因提出追问.如：为什么水平抛出物体会做抛物线运动？卫星先靠火箭携带着发射，通常火箭是竖直向上发射的，为什么卫星会环绕地球运动？再如；绕行天体绕中心天体运动为什么会是椭圆运动而不是圆周运动？即轨道半径由大变小或由小变大的原因是什么？（天体绕中心天体运动所需的向心力与万有引力的关系是什么？）

2.2.3 求解联系实际的练习题中的置疑.如物体在地球与月球之间，离开月球的距离为月地间距离的1/9时，所受引力的合力为零，若让物体偏离此位置，它会做什么运动？又如：在轨道上运动的人造地球卫星内的物体所受重力的作用效果是什么？在其中弹簧秤及天平、水银气压计等是否还可用？

3 物理问题情景开发

3.1 问题的来源

中学物理教科书是专家组精心编制的教材，我们要充分领会其中教学思想，从中选取一些经典问题情景.但教科书并不是唯一的教材，我们还有开发校本教材的权利和责任，用好教科书，但又不能完全依赖教科书，要善于开发新的问题情景，一般来说中学物理问题应来源于以下几个方面：

3.1.1 取材于教科书，如：关于用砂轮磨刃具说明曲线运动的方向的情景，旋转的雨伞甩出水滴，磁铁在一侧吸引原来做直线运动的小铁球说明物体做曲线运动的条件，牛顿说明人造地球卫星的发射原理图、卫星的运动轨迹与运动速率的关系等都有是很好的素材.

3.1.2 产生于现实生活中的具体情景、不平常的现象、奇异的事物以及引起矛盾的说法和似乎不言而喻的但又是理论上和实际上学生暂时还解释不了的事件.从对自然现象、实验现象探索中提出的问题，如：水平抛出的物体，其飞行时间与平抛的初速度大小有什么关系？卫星的运动轨道半径越大，其运动的线速度越小，是不是说，使卫星发射到越高的轨道，越容易？等等.

3.1.3 来源于进一步学习与研究的需要；如水平抛出的物体，不计空气阻力时，只受重力作用，加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，可用匀变速直线运动规律处理吗？

3.1.4 来源于现代科技的基本原理.如高温超导现象、微电子技术、纳米技术、磁悬浮列车等等.

3.2 问题情景的表现（表达）方式

3.2.1 文字阐述方式：做到文中有物、问题简明可答.对于课文图景或者学生在现实生活能够感知的物理现象，可直接用语言文字阐明.在情景说明中，要有意识、有重点叙述，注重问题表述的措辞.如：物体在细绳拉力或内圆轨道支持力作用下，在竖直平面内做圆周运动时，其运动速率怎样变化？通过最高点和最低点时的可能受力情况怎样？物体能做圆周运动的条件是什么？

3.2.2 图画描绘方式：做到景中有文、图文并茂.对相较复杂的物理景象，可用简笔画描绘出情景的主要特征、状态或过程，可用几组图形来并配以简要的说明.如轻杆作用下的小球或大环内的小环在竖直平面内做圆周运动，分析物体通过最高点时受的的可能情况，用简明的图来表示，能使问题一目了然.如关于运动的合成，可描绘出右边的几个图景.该图虽然与课本图5—11相仿，但它更联系现实生活.

3.2.3 多媒体展示方式，以突出关键、展示暂态

用以展示平常易忽略的、不易观察到而又十分重要的现象暂态，突出关键性点.如平抛运动的轨迹研究，牛顿的卫星发射原理，曲线运动的方向，汽车、火车转弯的向心力，离心运动现象等.利用现代技术手段创设问题情景，模拟实验现象，使学生对物理规律的形成、物理研究的基本手段有比较清楚的了解.一般中学没有频闪照相机，研究平抛运动的特点时，由于平抛运动过程瞬息即逝，不留痕迹，仅从课本的示图（如图甲）很难说服学生，按乙图所示的装置，让外表涂上有色物质的小球从斜槽的适当高度滚下，小球恰能挨着竖直纸面平抛，可在纸上留下小球运动的径迹.还可用“数理平台（Pelab）”、“Power Point”、“Authorware”、“ Flash”等应用软伯制作“闪光”动画，让学生获得真实感受，从而相信图甲的真实性，使学生有兴趣去研究图甲反映的运动特性，积极探寻其规律.又如：人造卫星的运动轨道与运行速度的关系及宇宙速度，可通过编程模拟演示.也可用以下几个有文字的图景展示卫星的运动动画.

4 问题研究式教学评估

问题研究式教学的评估应从两个方面展开，一是“问题”的价值，即教师所提的问题和学生提出问题的数量与质量.二是教学质量（结果）的价值判断.

4.1 问题价值的评估

4.1.1 学生提出的问题

（1）提问题的勇气和胆量.看学生是否能在课堂上当众提出问题，对问题的表述是否清楚和恰当.

（2）提问题的数量和质量.展示一个问题情景，让学生根据此情景提出若干问题，以学生提出问题的多少和在物理学习中的价值为评判依据.

(3)提出问题和研究问题的习惯.课堂上以及课外，学生是否主动提出和研究与讨论问题，是否具备解释和解决简单问题的能力.

4.1.2 教师提出的问题

主要考查所提问题是否能引发研究学习的动机，是否符合学生现有知识结构与能力结构，是否联系生产、生活实际，是否体现了研究物理的有用性，是否达到有效地启发和引导学生开展研究性的目的等等[1].

4.2 教学质量评价

问题研究式教学的教学质量评估，应着眼于学生是否有问题意识和问题组织及问题解决的能力，质量评估可分为形成（过程）性评估和终结性评估两种形式[2]：

4.2.1 形成性评估是以定性评价（问题的质量和数量）为主，教学过程教师要进行随机性的口头评价，寻找学生所提问题的闪光点.一般采用教师评定和学生讨论相互评定相结合的方式，以“好”、“可以”、“有价值”等的鼓励性措词为佳.

4.2.2 终结性评估重在提出问题的质量、数量和解决问题的思想方法及能力.可采用常模测试法，进行量化的测评.试题内容包括对学生知识的理解与运用能力，对给定事件和情景提出问题的质量与数量，对所提问题的研究和解决能力（包括实验设计与操作能力）等三个方面，总分若以300分计，分值权重应各占三分之一.评价结论一般采用定性描述式.对教学效果的认定，应采用传统方式教学班与“问题研究式教学”的教学实验班的各项分值作对比.

结束语：“问题研究式教学”与高中物理课程改革的理念相契合，在高中课程改革不断深入的过程中，实施问题研究式教学，能调动学生学习的主动性、积极性，让学生学会发现问题、思考问题、解决问题，这无疑是对学生创新能力培养的一条有效途径.

〔1〕叶建柱.论物理教学中提出问题的水平[J].课程.教材.教法，2007（5）.

〔2〕陈旭远.新课程推进中的问题反思[M].北京：首都师大出版社，2004.

〔3〕高文.建构主义研究的哲学心理基础[J]全球教育展望，2001（3）.

〔4〕周洪林.中美教育的比较思考——杨振宁话教育（下）[J].全球教育展望，2000（30）.

G623

A

1673-260X（2011）03-0216-03

该文为贵州省教育厅2010年基础教育科研课题“新课标下少数民族地区中学物理教学改革实施策略的研究”（项目批准号：2010B299）；贵州省凯里学院2010年度院级课题“新课标下民族地区高中物理教学改革实施略研究”（项目批准号：S1019）的阶段性研究成果