研究物理中探究性问题的教学
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作者: 陈保清
在物理教学中，注重培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，努力提高学生的思维品质，是实施素质教育的重要措施。波普曾说：“问题能激发我们去学习、去发现、去实验、去观察。”可见，“问题”是创造性活动的开始。我们应以问题为纽带，让学生通过“产生问题、探究问题、解决问题”的学习过程，去获得新知识，然后又去探讨新的问题。这种从情境出发，引出问题，通过师生共同探究，提高学生自主学习能力的过程，就是物理“探究性问题教学”。它的主要特征体现为如下几个方面。
一、创设物理情境，引发学生问题
爱因斯坦曾说：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”目前，大多数学生都缺乏提出问题的能力，不是缺少提问的勇气，就是提不出有价值的问题，这也与教师不重视对学生“提出问题”能力的培养有关，没有“问题”的学生就是缺乏物理思维能力的人。可见，激发学生提问是提高学生思维能力之关键。
要学生提问必须先让他们思考，去发现问题，即根据教学内容及要求，由教师创设物理情境或背景材料，让学生自己动手动脑研究问题，通过实验、观察、猜测、分析、讨论、归纳和总结等活动，去发现物理现象，探索物理规律。在这个过程中，教师要启发学生从不同角度去想问题，这样学生就会有很多问题提出。
例如在“力的合成”这节课中，我先在铁架台上用橡皮条和两根细绳悬挂砝码，将橡皮条拉长；然后再用一根细绳将结点拉到同样位置，让学生通过观察和分析，明白两个力共同作用与一个力作用产生的效果相同。我提出“这两个力与那一个力有什么样的关系”的问题。然后给学生实验所需器材，提示学生用力的图示和几何图形得出结论，再用这个结论去讨论不同角度时它们的关系。学生产生如下问题：（1）夹角θ由0°增大到180°的过程中，合力F的大小怎样变化？（2）什么情况下合力最大？最大值等于多大？什么情况下合力最小？最小值等于多大？（3）合力F是否总大于原来的两个力F1和F2？引导学生用理论的方法去探讨，再用实验验证。
“物理情境”的创设来源于课本材料和实验、生产与生活实际、现代科技等方面，对这些信息的处理过程就是问题的产生过程。学生在自主学习、深入研究的基础上，提出诸多与教学内容相联系的问题。教师应以这些问题为纽带组织教学，同时又要注重控制问题表征（问题表征是指形成问题空间，包括明确问题的给定条件、目标和允许的操作。实际上，问题表征就是审题，即理解题意的过程。）。这样就能激发学生的学习兴趣，使问题转化为更类似于熟悉的问题或模型，收到事半功倍的效果。
二、组合链式问题，师生共同探究
在传统教学中总是教师问学生答，逐步展现问题，表现为学生跟着老师走，一直到达教学目的。这是典型的以教师为中心的教学方法，扼杀了学生的积极性。从研究性学习的特征出发，用链式开放问题定位教学，才能体现物理“探究式问题教学”的如下特性：（1）发展性。使全体学生都能经过自主学习，较快提高认知水平，从而达到每个人都学有所得，不同程度地得到发展，还可把问题的空间延伸到课后。（2）程序性。按照学生思维发展的规律有机地组合问题，使学生在问题链的导引下层层深入，见“物”思“理”创造性地解决问题。这样学生在分析、解决问题的过程中，确定自己采取的行动是否适合解决问题计划，进行实时监控。（3）实践性。让学生通过实验、观察、讨论等活动，经过反复思考、实践寻找解决问题的途径，这种师生互动的方式可培养学生团结合作、勇于实践的精神。
例如在“力的分解”一课中，学生在阅读课文后，产生这样的问题：“一个力究竟该怎样分解？有没有确定的答案？”我不急于回答但给出三组问题：（1）合力一定时，已知两分力的方向研究两分力的大小是否确定？（2）合力一定时，一分力的大小和方向也一定，另一分力的大小是否确定？（3）合力一定时，且一个分力的方向和另一个分力的大小一定，这两个分力是否确定？（又分为F＞F2＞FSinα;F2=FSinα;F2＜FSinα;F2＞F四种情况）我让学生做分组实验，用理论和实践探索得出结论，最后归纳总结。
三、设计开放问题，培养创新能力
知识是能力的载体，创新是能力的灵魂。在物理“探究式问题教学”中，如何培养学生的创新精神是素质教育的重要目的之一，设计开放性问题让学生讨论和研究，可以使学生的思维活动有充分自由的空间。在开放性问题中答案并非唯一，学生独立自主地进行思考，理解知识，发展能力，形成思维的深刻性、创造性和批判性。
开放性问题的设计策略是：（1）情境开放。设计问题的情境要新颖，要联系生产、生活实际和现代科技，多角度地创设情境和开放条件，引导学生进行多途径、多方位的思考，使学生感受物理知识的实用和有趣，且有利于所学知识相互沟通和综合。如以单摆模型为例，就可设计这样一些问题，将单摆放在光滑的斜面上；将单摆置于正在上升的火箭中；将单摆放在电场或磁场中（让摆球带电）等比较它们的周期。（2）过程开放。探索物理问题的思路和途径不同，解答问题的过程就不同，启发和鼓励学生进行求异思维，是解决综合性和探索性较强问题的有效方法。一题多变、一题多解、多题归一就是这个问题的体现。（3）结论开放。问题的结论不是唯一的或在表达上出现多种情况。
四、科学评价问题，提高探究能力
由于学生的认知水平、分析概括和语言表达能力的层次不同，在回答问题时会出现各种情况，教师对学生回答问题的评价处理不当，就会影响学生的学习兴趣，泯灭学生参与活动的积极性，从而影响课堂教学质量和效果。因此，教师评价学生回答问题必须科学。
1.对于回答正确的评价方法
科学评价分两类：一类是回答问题正确的；另一类是回答问题不确切的。
（1）充分肯定、完善内容。评价语言要简洁，要适度，具有针对性和感染力，补充内容要协商式解决，引导学生加深理解，构建严密完整的认知结构。
（2）变换角度、表达明确。学生对问题认识不深刻，表达不准确，是没有理解和把握问题的实质。应从不同角度去表述，使问题更明确更深刻。例如力是贯穿整个物理学的重要基本概念，对它的认识就是一个不断加深的过程。
（3）补充条件、求异创新。在原问题的基础上，改变条件和情境或者补充新信息，将问题引向深入，启发和鼓励学生进行求异思维，培养学生创新思维能力。例如在“平抛物体的运动”一课中，得到平抛运动的规律后，就可提出平抛物体运动轨迹怎样的问题，让学生通过用实验数据描绘运动轨迹，用公式推导y与x的函数关系，得出运动轨迹是抛物线。
2.对于回答不确切的评价方法
（1）分析错因、疏导思路。学生答问错误的原因是多种多样的，引导学生分析错误的原因，有利于加深对物理知识的理解，寻求正确的思维方法。例如对物理公式定义式的认识就是如此，R=U/I不能理解为R正比于U和R反比于I。
（2）课堂讨论、明辨是非。对回答不确切的问题，且在一部分学生中有类似问题，可组织全班同学讨论，让持不同看法的学生各抒己见,然后有针对性地矫正错误，可收到事半功倍的效果。
（3）归纳总结、加深印象。错误观点往往是难以改变的，必须反复多次才能纠正，问题讨论完后要进行归纳总结，让学生记录在案便于查阅。
（4）要鼓励学生学习的积极性。
总之，探究性问题教学，就是让学生带着问题走进课堂，通过对新知识的探究性学习，带着更多的新问题走出课堂。这样学生就会不断地去学习钻研。这对学生终生可持续性发展有很大的帮助。
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