問題情境在高中物理教學中的創設方法

江居梅

高中物理教師結合單元知識和授課目標創設多樣化的問題情境教學活動，不僅可以啟發學生的多維思維，引發他們對學科知識的深層次思考，使其對物理知識產生更強烈的深入探究欲望，還能借此培養學生的深度學習能力，提高其發現問題、分析問題和解決問題的水平?；诖?，為了使高中物理教學真正達成上述目標，本文從情境創設視角出發，闡述教師通過構建實操性問題、遞進式問題、類比化問題、拓展類問題等問題情境，提高物理教學質量的具體策略。

一、問題情境概述

情境指的是由多種不同或相似元素所構成的一種綜合類環境，如人文環境、自然環境、心理環境、社會環境等。而問題情境則是圍繞各種與學科知識相關的問題構成的一種認知環境。對于高中物理課程而言，問題情境教學需要教師依據單元知識點，圍繞授課內容，結合物理現象、現實場景、課程教具、生活案例等教學資源，創設各種帶有疑問的探知情境，同時，引導學生將問題情境與物理概念、物理原理、物理理論等知識進行科學融合，使其通過解答具體問題加深對單元知識的深度理解，從而更好地提升質疑和釋疑能力，提高學生物理課程學習質量。

二、高中物理教學創設問題情境的原則

（一）啟發引導原則

物理教師開展問題情境教學時，要遵循啟發引導原則，結合單元授課內容，設計與之相關的探知問題，讓學生通過找尋問題答案，實現對單元理論知識的透徹理解。另外，教師可以借此啟發學生的各種思維，引導他們對物理現象或物理概念進行發散性聯想，鼓勵他們提出更有意義的拓展性問題，使其在問題解答過程中明白物理理論的本質內涵，進而提升課程深度學習效果。

（二）逐層遞進原則

物理教師在設計知識探究問題時，應當遵循逐層遞進原則，要考慮當前學生的實際認知特點和思維發展規律，根據他們的最近發展區，設計在其解決能力范圍內的物理問題。這樣既可以增強學生自主探究問題、解答問題的信心，又能挖掘他們各種潛在的學習能力，使其通過逐層解答難度不同的學科問題，逐步提升綜合認知能力。

（三）貼近生活原則

問題情境教學的主要目的是讓學生真正理解物理理論的內涵，掌握運用物理知識解決實際問題的方法。對此，教師在創設問題情境教學時，要遵循貼近生活的原則，結合現實生活中出現的物理現象或發生的物理事件，設計深入探知問題，引導學生從抽象理解物理知識逐漸過渡到實際感知學科理論，這樣不僅可以拉近物理與生活之間的距離，消除學生對物理學習的抵觸情緒，還能借此培養他們靈活變通、學以致用的能力。

三、高中物理創設問題情境教學的具體措施

（一）利用物理實驗引出探知問題

實驗具有直觀性、實操性、真實性等特點，在物理實驗活動中，學生能夠更細致地觀察各種物理現象，直觀地感受物理理論內在的邏輯原理，由此可見，實驗是學生快速理解物理概念、明白物理原理的重要手段。對此，為了幫助學生更加深刻地理解物理理論內涵，教師可以結合實驗教學活動創設問題探究情境，讓學生帶著問題進行物理實驗，通過解答各種問題了解物理現象背后的相關原理，進而提高實驗學習質量。另外，教師可以借此培養學生嚴謹治學的精神，使其掌握科學高效的物理深層次探知方法，使其在問題解答過程中形成良好的科學責任意識。

以人教版高一物理必修第一冊第四單元第二節“實驗：探究加速度與力、質量的關系”課程為例，此項物理實驗教學的目的是讓學生學會用控制變量的方法，探究物理現象的內在規律，使其真正了解加速度與質量和力的關系。在實驗教學過程中，為了幫助學生快速理解加速度的產生原理，使其知道加速度與力、加速度與質量的關系，教師可以創設實驗問題情境，先提出一些問題，再讓學生帶著問題進行物理實驗。

例如，針對加速度與力的定量關系實驗，教師可以提出以下問題：同一輛小車在受不同拉力阻礙時，前進的速度分別是多少？觀察實驗現象，總結在不同力的作用下，同質量小車在滑動過程中會出現怎樣的情況？根據多次實驗結果，結合實驗數據統計圖，分析在質量不變的情況下，加速度與力之間是怎樣的關系？

再如，針對加速度與質量之間的定量關系實驗，教師可以設計以下問題：在小車運動阻力不變的情況下，逐漸加重小車的重量，其每次運動的速度分別是多少？小車運動速度逐漸變慢這一現象是否與質量變化有關？根據小車運動實驗結果，分析加速度與質量之間有著怎樣的關系？學生帶著問題進行物理實驗，能夠進一步明確實驗探知方向，同時，在實驗過程中深入思考加速度與力和質量之間的關系，從而快速得出實驗結論，明白物體運動快慢變化的內在原理。

物理教師創設實驗問題情境，不僅可以激發學生對物理現象的好奇心，提高他們主動參與實驗活動的積極性，還能使其快速了解小車運動變化的根本原理，提高其運用變量法探究物理規律的能力。

（二）依據實際學情，設計層次問題

對于高中階段的學生而言，由于他們在成長過程中受到各種不同外在因素和內在因素的影響，會形成差異化的認知能力，也會產生個性化的學習需求?；诖?，在設計物理探知問題時，教師要考慮上述特征，根據班級學生的真實學習情況，以及他們各自的實際認知能力，設計難易程度不同的層次化探知問題。這種問題設計思路既能讓不同能力的學生通過探究符合自身認知水平的問題加深對物理理論的理解，還能有效增強學困生學習物理的信心，進而提高班級整體的學習積極性與認知效率。

以人教版高一物理必修第三冊第十二單元第一節“電路中的能量轉化”課程為例，教師需要根據班級學生的不同學習能力，設計由淺入深、由易到難的逐層遞進式問題。如基礎類問題：電熱爐通電時，電能轉化為內能，此時的能量轉變是通過什么來實現的？功是能量轉化的量度，當電能轉化為其他能量時，做的是什么功呢？進階類問題：根據水壩發電示意圖，分析電流做功的實質是什么？電流做功時，電能會轉化為哪種形式的能量？綜合類問題：電風扇接電之后，發動機會帶動風扇轉動，此時的能量轉化是什么？其中涉及哪些功率？功率與功率之間的關系又是什么？教師設計遞進式問題，不僅可以讓學生從基礎出發，逐步了解單元重難點知識，還能有效減輕學困生的學習壓力，使其產生挑戰自我的意識，從而跟隨學優生積極探究稍有難度的問題，提高班級整體物理學習效果。

（三）巧用類比分析，創設思考問題

類比分析是一種基于邏輯推理的研究型學習方法，具體指的是將某個學科知識點或相關問題，與已經掌握的知識或已有的學習經驗進行客觀比較，分析兩者之間的相似之處與不同之處，同時，在此基礎上深入分析問題結論，將其進行遷移推理，從而推導出相關物理知識的內在原理或內在規律。物理教師構建類比分析類問題探究情境，既可以啟發學生的邏輯思維、遷移思維、推理思維，提高其關聯性認知能力，還能使其掌握更高效的物理學習方法，提高其運用物理視角類比、分析、解答推理問題的水平。

以人教版高二物理選擇性必修第一冊第四單元第一節“光的折射”課程為例，本單元要求學生掌握光的折射定律，明白光的折射原理，理解光的折射率以及折射率的求法。針對上述課程目標，教師可以利用光的反射與折射實驗構建類比分析情境，設計對比推理問題，幫助學生加深對單元知識的理解。

首先，教師用一面鏡子做光的反射實驗，讓學生從不同角度觀察光的反射現象，使其回憶光的反射定理。其次，教師利用玻璃缸、水和吸管做光的折射實驗，引導學生對吸管進行細致觀察，說出吸管在水中產生了怎樣的變化。再次，教師利用棱鏡做光的折射實驗，讓學生在與光的反射實驗相似場景下進行折射知識的探究。最后，教師結合三個實驗提出類比分析問題，如光的反射指的是光在傳播過程中出現了怎樣的變化？光折射實驗中看到的吸管“錯位”現象是否真的發生錯位？從不同角度觀察棱鏡，分析不同視角下的光線具有哪些異同點？光的折射是光從一個介質射入另一個介質，其傳播方向發生了怎樣的改變？光的反射與光的折射有哪些相似之處？光的反射與光的折射有哪些不同之處？結合上述問題結果，推理光的折射原理。

教師引導學生對比分析實驗現象，逐步回答實驗問題，能夠有效培養他們關聯探知的意識，使其根據已有學習經驗推理分析新知識，在類比研究過程中了解相似知識點的異同，進而加深對單元新物理理論的深層次理解，提高類比認知質量。

（四）結合拓展資料，設計物理問題

物理教師圍繞教材中的單元知識點提出探知問題，很容易讓學生產生枯燥感，降低其自主學習的積極性，影響課程認知效率。對此，為了改善這一情況，教師可以結合多樣化的課外拓展資料，開展內容更加豐富的問題情境教學活動。比如，借助史料設計思考問題、利用生活現象設計探知問題等，以激發學生主動研究單元知識的興趣，提高其自主認知的動力。

1.結合物理史料提出問題。

物理理論的確立都是經過了漫長而曲折的實驗探究和理論驗證過程，因此，物理知識不僅體現著古今中外物理學家不懈奮斗的精神，還包含富有邏輯的探知思路與規律。對此，在物理理論教學過程中，教師可以借助客觀科學的物理學史料開展問題情境教學活動。在活動中，教師要設計探知問題，引導學生對科學家的理論研究思路進行深入分析，讓他們通過解答問題逐漸理解物理知識的深層內涵，明白物理現象產生的根本原因，知道物理理論的來龍去脈，進而實現對學科知識的透徹理解。另外，教師可以借助物理學家的事跡培養學生嚴謹務實、不懈努力的精神，使其形成良好的科學素養。

以人教版高一物理必修第二冊第七單元第二節“萬有引力定律”課程為例，在融合物理史料的問題情境教學活動中，首先，教師提供一些與萬有引力相關的史料信息，如伽利略對萬有引力的解釋、迪卡爾的解釋、胡克的物理觀點、卡文迪的引力常數知識、牛頓的引力實驗等。其次，教師結合上述課外資料提出一系列拓展思考類問題，讓學生通過找尋問題的答案逐漸加深對萬有引力定律的認識。例如，針對物理史料，教師可以提出以下問題：伽利略認為行星的運動是依靠什么來維持的？開普勒認為行星運動與太陽有著怎樣的關系？笛卡爾認為行星圍繞太陽運動所依靠的動力是什么？胡克認為行星在運動過程中受到什么因素的影響？兩者之間有著怎樣的關系？牛頓認為一個物體無論以何種方式改變速度，都離不開力的作用，對此，他提出行星的運動與哪種力有著必然聯系？上述物理學家對行星運動的探索說明了什么？不同階段物理學家的觀點體現了萬有引力定律怎樣的發展過程？萬有引力定律的內涵是什么？教師引導學生結合課外資料解答問題，不僅可以開闊學生的物理視野，拓展其物理定律深入分析思路，還能使其充分了解物理定律的確立過程，進而真正明白萬有引力定律的本質，掌握行星運動的內在原理。

2.結合現實案例提出問題。

物理理論本身來源于現實生活，無論是物理概念、物理公式、物理定律還是物理原理，都與實際生活有著密不可分的關系。對此，在問題情境教學過程中，教師可以根據單元知識點找尋與之相關的實際生活案例或趣味生活現象，結合真實發生的事件設計探知問題。然后，引導學生回憶以往的生活經驗，或者帶領他們重現物理現象，并結合真實情境提出相關物理問題，使其在現象分析和問題解答過程中透徹理解物理理論，深化課程認知。

以人教版高一物理必修第一冊第四單元第六節“超重和失重”課程為例，教師可以利用多媒體課件展示日常生活現象，針對具體案例情境提出相關問題，讓學生通過解答問題加深對超重和失重概念的理解，使其了解物體在上述兩種狀態下的受力情況，明白其中蘊含的動力學原理。

教師利用多媒體設備播放一段電梯運行視頻。視頻中，學生可以看到一個人站在電梯里的體重秤上，當電梯向上運動時，體重秤的數值會不斷變化。對此，教師提出問題：向上運行的電梯，在啟動的瞬間，其加速度的方向是什么？此時人受到的支持力與自身重力相比是大還是??？當電梯向上勻速運動時，人受到的支持力比自身的重力大還是??？當電梯快要到達目的地時，速度會逐漸減慢，此時加速度的方向是哪里？人所受到的支持力比自身的重力大還是??？學生通過觀察視頻中體重秤的數值變化，能夠快速判斷出在不同的情況下重力與支持力之間的大小關系，同時通過深入分析支持力、重力、物體運動方向之間的關系，能夠進一步明確加速度在不同階段的方向變化。然后，教師結合問題答案引出超重與失重的概念，引導學生根據真實生活現象理解超重與失重的動力學原理。

四、結語

綜上所述，要想讓問題情境教學發揮應有的作用，高中物理教師需要結合單元知識構建多元化的問題情境，根據實際學情，設計符合學生認知水平的探知問題，使其在解答問題的過程中深入理解物理知識，了解其中的規律與原理，進而實現深度認知，提高物理學習質量。