桐鄉(xiāng)第一中學 羅 成
摘 要：本文以認知心理學的研究為指導，與當前物理教學實際聯(lián)系，總結(jié)了以問題解決學習下的物理課堂教學中問題的創(chuàng)設，提出物理課堂問題的提出應遵從實用性、實際性、交互性、生活性的原則。
關鍵詞：物理教學、問題、教學主體、能力、知識建構
一、 問題的提出
現(xiàn)代認知心理學的研究表明：獲得是一個主動的過程，是學習者以現(xiàn)有經(jīng)驗為基礎，主動地調(diào)整、重組認知結(jié)構的過程。學習者不應是信息的被動接受者，而應該是知識獲得過程的主動參與者。高中物理學科的學習不僅在于傳授知識，也在于學生在獲取物理知識的同時，有所創(chuàng)新，其思維意識，思維習慣有所進步，能在物理課程的學習中提高各方面的能力。
物理課堂教學過程應該是以不斷地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、探索問題并解決問題的方式來獲取新知識的問題性思維過程。解決問題首先是發(fā)現(xiàn)并提出問題，因此，在教學中，應強調(diào)“問題的創(chuàng)設和解決”，力圖在創(chuàng)設與解決問題的過程中，使教師的教和學生的學有機地統(tǒng)一起來。
二、 課堂教學中問題的創(chuàng)設
1、 以教學需要而創(chuàng)設問題
成功的教師會精心設計課堂提問，提出更多的問題，有更多的思維時間和反饋機會，并在問題的解決過程中進一步抓住教學內(nèi)容的重點和難點，發(fā)展思維；同樣，有些青年教師也在課堂上有很多的問題問學生，但卻起不到相應的效果。這就說明課堂問題不在于多少，而在于是否滿足課堂教學的需要。
例如：有一位教師，在講述《超重和失重》時，從復習牛頓第二定律和牛頓第三定律入手，因此向?qū)W生提出問題：“牛頓第二運動定律的內(nèi)容是什么？”學生很快就把牛頓第二定律的內(nèi)容大聲回答出來了：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。該老師覺得這個問題沒有起到相應的效果，不能深入，因此，下一個問題換了一個提問方法。因此，他拿出一個彈簧秤，讓其懸掛一5牛頓的鉤碼，先讓學生觀察彈簧秤的示數(shù)，回答出所測的鉤碼的重力，再問彈簧所受的拉力為多少，彈簧為什么會有彈力，彈簧被拉長的原因，鉤碼被掛起的原因，再問學生彈簧所受的拉力與彈簧對鉤碼的拉力是否相等及其方向關系，最后總結(jié)出牛頓第三定律：作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。整個過程中讓學生回答了十多個問題，其目的卻是為了引出新課“超重和失重”。這樣，不但不能起到所期望的效果，相反，從上課伊始就讓學生迷失了方向，不能把握住本節(jié)課所授內(nèi)容的教學重點。
同樣是講《超重與失重》，另一位老師直接從學生實驗入手，讓學生觀察站在磅秤上不動時磅秤的示數(shù)和站在磅秤上突然下蹲或突然起立時磅秤示數(shù)的變化，讓學生尋找?guī)状螌嶒灠醭幼x數(shù)不同的原因。經(jīng)過實驗，學生很快提出“在突然下蹲時，磅秤讀數(shù)跟在太空中稱體重有點像”，從而進一步提出了在平常在生活或故事中所說的“失重”的概念，把課堂教學帶入了本節(jié)課的中心內(nèi)容。學生也因此能很清楚的知道本課的重點在于分析產(chǎn)生超重和失重的原因在于物體有向上或向下的加速度，要分清物體處于超重還是失重狀態(tài)，關鍵在于對物體進行受力分析，并利用牛頓定律來解決此類問題。
因此，我們在課堂教學中，在創(chuàng)設問題情境時，一定要為了知識的構建的需要而設計問題，而不能僅僅為了問學生而提出問題，不能單純地為了“制造”課堂氣氛而問學生問題。
2、以學生的思維發(fā)展需要創(chuàng)設問題
問題解決學習是一種積極主動的學習，它能使學習者的思維活動具有明確的目的性和方向性，能使學習者在已知與未知，舊知與新知之間做出聯(lián)想，建立起自己的知識結(jié)構，形成自己獨立的認知結(jié)構。要利用問題去解決學生的學習問題，啟發(fā)學生的思維，并在這一過程中培養(yǎng)學生的主體意識，發(fā)展學生的主體能力，拓展學生的認知結(jié)構，就要求在課堂創(chuàng)設問題情境時，要以學生為主體，為學生的思維發(fā)展需要創(chuàng)設問題。
如在“分子運動論”的教學過程中，學生在學習中的問題主要是：“分子的大小和質(zhì)量是多少？如何計算出分子的質(zhì)量和大小？”而為了解決這個問題就必須從學生實際的思維出發(fā)，根據(jù)教學內(nèi)容，設計如下一些問題：
（1）、什么叫摩爾？多少算一摩爾？
（2）、阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值是多少？
（3）、怎樣利用單分子油膜法測分子的直徑和大小？
（4）、根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)，計算出一個水分子，一個銅原子，一個氧分子和一個氫分子（在標準狀況時）的大小和質(zhì)量各是多少？
同時，為了加強學生感性認識，還應補充有關離子顯微鏡的有關知識，并把用單分子油膜法測分子直徑的實驗作為學生課外實驗，讓學生在學習中的問題與學習者生活中的問題統(tǒng)一起來，真正做到解決學習者在學習中的問題。
同時，為了適應學生的思維發(fā)展需要，老師在創(chuàng)設問題時必須要做到階梯性，問題出要有序地提出，并要在問題的提出過程中做到逐步的深入。
例如，讓學生觀察不同的演示實驗：
(1)、讓線圈的一部分切割磁感線，產(chǎn)生感應電流；
(2)、當磁鐵插入或拔出線圈時，線圈內(nèi)有感應電流；
(3)、用滑動變阻器改變線圈A中的電流強度，線圈B中也產(chǎn)生感應電流。
在學生觀察后歸納產(chǎn)生感應電流的條件時，我們設計如下的系列問題：
問：閉合電路中產(chǎn)生感應電流的條件是什么？
答：閉合電路中磁通量變化。（這答案很可能是學生看了課本上的結(jié)論）
問：你是怎么想到從磁通量的角度進行思考呢？
此時，學生無言以答。
問：實驗（1）中，磁場變嗎？
答：不變。
問：線圈變嗎？
答：線圈的大小在變。
問：在實驗（2）中，磁場變嗎？
答：變。
問：線圈變嗎？
答：不變。
問：兩個實驗有共同點嗎？共同點是什么？
答：通過線圈中磁感線條數(shù)在變。
這樣通過一問一答的引導和深入，學生找到了真正的答案，即在閉合電路中產(chǎn)生感應電流的條件是：通過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
為了驗證和加深學生對這個條件的認識和理解，再由學生自己分析實驗（3）中產(chǎn)生感應電流的過程：線圈A中通過的電流由于滑動變阻器阻值的變化而變化，同時，由此電流而產(chǎn)生的磁場也在變化，所以此時通過線圈B的磁通量發(fā)生變化，此時產(chǎn)生感應電流的前提依然是通過B的磁通量變化。
這樣，通過有序的問題深入，不斷地啟發(fā)學生的思維，既可使教學內(nèi)容和教學重點落到實處，又能啟發(fā)學生不斷的從自己的學習中提出問題，解決問題，提高學生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。
3、問題要注重交互性，注重論辯在課堂交流中的作用
問題該怎么問，這就要考慮問的方法，若教者老問：“對不對？”“是不是？”“好不好？”等問題，讓學生齊聲回答，看上去學生積極參與，老師認真啟發(fā)，實質(zhì)上是追求表面熱鬧，而沒有真正啟發(fā)學生思維，這是不可取的。
建構主義的教學論主張：通過問題解決來學習。強調(diào)教學過程和探索性，變學生盲目接受和被動記憶為自我探索、積極建構知識。如果我們只讓學生回答是或不是這樣判斷性的問題，而不讓學生真正參與到問題的創(chuàng)設和解決中來，這樣課堂也就失去了該有的開放性。課堂教學要強調(diào)學生是知識的積極建構者，而教師要在學生建構知識時，扮演好學生建構知識的支持者的角色，讓課堂教學圍繞師生交流，生生交流展開，在這樣的交流中構建“師生互動，生生互動”的有機協(xié)作機制。
因此問題的創(chuàng)設應根據(jù)學生思維發(fā)展的特點和教材要求，有目的有計劃地進行，調(diào)動學生學習的主觀能動性，課堂教學必須符合民主化原則，問題創(chuàng)設要體現(xiàn)平等的師生關系和和諧、自由的教學氛圍，使問題真正成為打開學生思路的鑰匙。
這樣，我們在問學生問題時，就應少問學生“是不是？”而要多問幾個諸如：“你對這個問題有什么看法？”；“你能不能再從其他的方面來分析我們所面對的問題？”等這樣的問題。同時，讓學生成為課堂的主體，就應該鼓勵學生敢于提問，善于提問，對學生提出的問題，也不一定得由老師給出答案，而應通師生間的交流和相互啟發(fā)，或?qū)W生之間的討論來得出最后的結(jié)論。在這樣的交流中，讓每個人都成為解決問題的主角。通過討論，可以引起爭辯，激活學生思維，在交換意見中相互啟發(fā)，相互質(zhì)疑，取長補短，加深理解。討論，有利于學生自己發(fā)現(xiàn)錯誤，找到答案，其效果遠遠大于教師給他們糾錯。同時，在師生交互，生生交互的問題情境下，可以激發(fā)學生對物理學習的興趣，培養(yǎng)合作精神，學生中“英雄所見略同”者之間彼此增加收益，因此獲得“共生效應”。
例如，在一節(jié)輔導課上，有一名學生提出一個問題：從水龍頭放出水時，特別是水流量不大時，有些很有趣的現(xiàn)象：如在水龍頭的出口處，水流柱的大小和水龍頭的口徑一樣，但一下流，水流柱就變小，而且越往下，水流柱越?。欢以谒髦冃r，如在水龍頭出口，水流的形狀是一個球形的彎曲，而不像圓錐一樣逐漸變??？
針對這個問題，我先把問題分解成兩個問題：（1）為什么水流柱越往下越細，且到一定的高度水流柱會斷開，形成不連續(xù)的水滴？（2）為什么水龍頭出口的水的形狀像“球形漏斗”而不是普通的“圓錐形漏斗”？然后把學生分成兩組，組織自由討論，自己則作為一個“自由人”，隨時作為一個討論者給學生們提供“參考意見”，“水流下落時，該也是自由落體運動？”，“吹氣球時，氣球的膨脹也是球形的，原因在于氣球表面的張力”。分別把學生們引導到利用自由落體運動的規(guī)律和液體表面張力及分子運動論分別作為解決問題的依據(jù)。經(jīng)過討論，有時甚至是爭論，學生們終于“自豪”地宣布：問題已經(jīng)解決！并派出代表宣布了他們各自小組的討論成果。
一、在水流下落時，水滴作勻加速運動，在相等的時間內(nèi)，流出的水量相同，但先流出的水經(jīng)過一段時間的加速，其速度較大，在相同的時間內(nèi)通過的距離越大，即等量的水，長度較長，這樣就只能通過縮小橫截面積來保持體積相同了。而且在相等的時間間隔T內(nèi)，每段水柱下落的高度差S是恒定的，即△S=aT2。
第二組的同學更是自豪：你們只是照搬了課本的結(jié)論，我們的問題更有研究價值。當液滴在空氣中時，液滴表面被汽化，因此，液滴表面層分子間距離變大，分子間表現(xiàn)為引力，由于每個表層分子間的引力作用，在液滴表面形成一個表面張力，正是這個張力，使液體表面不得不被“捆”成球形。
通過以問題為主的交流，不僅成功的解決了問題，而且學業(yè)生興趣盎然，做到了真正的交互，真正的主動學習，培養(yǎng)了學生思維的廣闊性和羅輯性。
c a b d
經(jīng)過分析，學生知道，cd要運動是因為要受磁場力的作用，因此一定有電流流過cd，但對于電流方向判斷卻有可能出現(xiàn)問題。即ab所受力F與流過ab的電流方向的關系到底應適用左手定則還是右手定則？課堂上，持兩種觀點的學生都有，因此，我讓兩種觀點的同學各自發(fā)表自己的意見，特別是對持錯誤觀點的同學，進行重新引導，使其回到正確的方法。
問：為什么你會想到對ab 中的電流方向判斷用左手定則？
答：因為ab受到力F的作用，受力就該用左手定則。
問：這個向右的力是安培力（磁場力）嗎？
答：好象不是。
問：那這個力起什么作用？
答：使ab向右運動。
問：既然F的作用是使ab右運動，而且F是一個外加的拉力，而不是磁場力，F的方向與電流方向有無關系？
答：應該是沒關系的。
問：拉力向右的進一步含義是什么？
答：ab向右運動。
問：ab在磁場中運動，產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
答：切割磁感線，產(chǎn)生感應電流。
問：既然是切割磁感線產(chǎn)生感應電流，我們該如何確定感應電流的方向？
答：用右手定則。
通過引導和對話，學生們終于明白了左手定則適用于電流在磁場中所受磁場力的判斷，而不能僅看是否有力的出現(xiàn)。并對右手定則的應用上也有了更深的認識。
4、 創(chuàng)設問題情境要有情趣性和生活性。
有關學習的問題有兩類：一類是“學習中的問題（question in learning）”，另一類是“學習者的問題（learner’s question）”，兩類問題有相對的獨立性，又是相互依存的。在問題情境的創(chuàng)設上，既要從解決學生在學習教材中發(fā)現(xiàn)或發(fā)掘出來的問題，又要從學生生理的，心理的，社會的三個層面所反映出來的問題著手，讓學生真正成為課堂問題的主體，成為課堂教學的主體。
傳統(tǒng)的中學物理教學強調(diào)理論的完整性、系統(tǒng)性，與科學技術，生活實際聯(lián)系的不夠，對問題的處理過于理想化，模型化，諸如“看成質(zhì)點的小球，輕桿，光滑水平面”等理想模型的設置使物理教學與生活脫節(jié)。而當前，物理知識的應用早已深入到人們生活的方方面面和社會生產(chǎn)的各個領域，許多內(nèi)容和客觀實際與物理知識有著直接聯(lián)系。為了把枯燥的物理符號和公式堆積變成豐富多彩的物理大餐，就要求把物理問題與物理知識和生活實際緊密結(jié)合起來，彌補理論聯(lián)系實際的不足，使物理教學充滿情趣。
因此，中學物理教學要盡量讓生活走入課堂，把課堂教學延伸到學生的生活中去。教師要做觀察生活、生產(chǎn)的有心人，將生產(chǎn)、生活中的實際現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理問題。但在創(chuàng)設問題時，要求教師從學生的生活實際和思維能力的實際出發(fā)，要選擇身邊的事例，所選事物要為學生們所熟悉，同時，所設計的問題不能太難或過易，讓學生能地“跳一跳，摘桃子”，讓學生在解決問題的過程中獲得成功的快樂，激發(fā)學生的探索精神和學習興趣。
如在學習了電磁振蕩和電磁波后，我們要求學生們回家把家中微波爐的說明書看一看，找找在微波爐工作的過程中，有哪些問題是我們可以用所學知識解釋的。并設計了下面的情境問題：
微波爐是微波技術在炊具方面的具體應用，商用微波爐的頻率為915兆赫，多用于烘烤，干燥和消毒，桐鄉(xiāng)一些杭白菊生產(chǎn)廠家所選用的白菊微波加工設備一般就是這種商用微波爐；家用微波爐的頻率為2450兆赫，用于烹飪、煮食物。家用微波爐是一種利用微波的電磁場能加熱食物的新型灶具，主要由電磁控管、波導管、微波加熱器、爐門、直流電流、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、外殼等組成。接通電源后，220伏交流電經(jīng)變壓器，一方面在次級產(chǎn)生3.4伏的交流電對磁極管加熱，一方面在次極產(chǎn)生2000伏高壓電經(jīng)整流加到磁控管的陰、陽兩極之間，使磁控管產(chǎn)生頻率為2450兆赫的微波，微波輸送至金屬制成的加熱器（爐腔），快速震蕩食物內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、水等分子，使分子之間相互碰撞、擠壓、摩擦、重新排列組合。簡而言之，微波爐是靠食物本身內(nèi)部的摩擦生熱原理來烹調(diào)。
微波爐有以下的特性：
反射性：微波碰到金屬會被反射回來，故采用經(jīng)特殊處理的鋼板制成內(nèi)壁，使微波來回穿透食物，加強熱效率。
穿透性：微波對一般的陶瓷器、玻璃、耐熱塑膠、木器等具有穿透作用，但不被其吸收，因此，這些物體不會發(fā)熱。
吸收性：容易被含水分的物體吸收。各類食物可吸收微波，致使食物內(nèi)的分子經(jīng)過摩擦產(chǎn)生熱量。
依據(jù)以上的材料，完成以下各題：
（1）導體能反射微波，絕緣體可使微波透射，而食物通常含有的成分是水，較易吸收微波能轉(zhuǎn)換成熱，故在使用微波爐時應（ ）
A、 用金屬容器盛放食物后放入爐內(nèi)加熱；
B、 用陶瓷容器盛放食物后放入爐內(nèi)加熱；
（2）若上述家用微波爐中的變壓器的初級線圈為2200匝，求其次級線圈的匝數(shù)。
（3）某公司既生產(chǎn)商用微波爐，又生產(chǎn)家用微波爐，而且均采用LC電路產(chǎn)生微波，為了零件的統(tǒng)一，選用了自感系數(shù)為L的線圈和一可變電容，求此可變電容的電容調(diào)節(jié)范圍。
問題提出后引起了學生們的很大興趣，有的學生不但找到了家中所用微波爐的說明書認真研究，還到白菊工廠去參看觀。對所列出的幾個問題也能很準確的進行判斷和計算。再如上面舉到的關于水龍頭出水的問題，也有很強的生活性的情趣性，對于提高學生在平常生活中觀察能力和分析能力是很有幫助的。
此外，創(chuàng)設情境問題，還可以從科技發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，如向?qū)W生介紹磁流體發(fā)電機，神舟號飛船的發(fā)射等，這些問題都能引起學生的強烈興趣，讓物理課堂變得更加實際，更加生動，同時也培養(yǎng)了學生的科學精神和創(chuàng)新精神。
創(chuàng)設問題情境的實質(zhì)在于揭示事物的矛盾或引起主體內(nèi)心的平衡狀態(tài)，從而喚起思維，激發(fā)其內(nèi)驅(qū)力，使學生進入問題探索者的角色，真正卷入到學習中。物理教學要讓學生在問題解決中學習，就要更進一步提高教師創(chuàng)設問題情境的能力，要讓學生能在問題的解決中提高能力，讓學生在問題的探索中發(fā)現(xiàn)自己的長處，找到成功，也要通過問題的提出和解決加強物理學科對學生的吸引力，從而能讓學生自主學習，積極發(fā)現(xiàn)，通于探究。提高學生學習物理的能力和解決問題的能力，從而在以后的生活和學習中取得滿意的成績。
參 考 文 獻
1 周久瞵。從素質(zhì)教育的要求談中學物理教學改革。中學物理教學參考。2000.12
2 趙魁元、廖巖。物理課程問題。長春：遼寧師范大學出版社。2000.4
3 陳金貴。新情境問題的教學策略。中學物理教參考。2001.1-2
4 梁旭。談課堂物理問題的設計。教學月刊。2000.11
5 董一鋒。習題教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教學月刊。2000.12
6 鄭和鈞、鄧京華等。高中生心理學。杭州：浙江教育出版社。1993.2
