物理问题与“问题教学”的相关探讨，本文主要内容关键词为：物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
所谓问题，就是不能即时达到的心理目标。美国创造心理学家吉尔福特说：“每当你碰到不进一步作心理上的努力就不能有效地应付的情况时，你就遇到了问题。”“当你需要组织新的信息项目，或以新的方式运用已知的信息项目以解决问题时，你就碰到了问题。”例如，当学生学习“自由落体运动”知识时，如果问学生：“将一小球从空中自由释放，小球将怎样运动？”学生会不假思索地回答：“向下加速运动。”如果问：“重的物体和轻的物体自由下落的快慢是否一样？”学生则无法立即作出准确的判断。两个问句的区别在于，前者不具有问题性，后者具有问题性。尽管在通常情况下，我们往往不加区分地将这两类问句都称为问题，但事实上，只有具有问题性的问句才称得上问题。由此可见，课堂上教师的发问，并非都是向学生提出了问题，只有具有问题性的问题才能为教学创设问题情境。
一、问题与“问题教学”
（一）问题对于学习的意义
问题在科学探索中具有极为重要的意义，它是科学探索的出发点和源动力。科学研究需要通过观察实验，获取关于自然的各种信息。然后辅以理性的加工，发现规律性的东西。从表面上看，许多科学的发现似乎来自偶然的观察，其实，任何人都是根据一定的问题去观察的：在观察之前总是先有某种预期，构成某种先于经验的参考框架；当观察的事实落入这一框架时，才会有所发现。如果没有“带着问题观察的头脑”，就无法与自然界进行有效的接触，就会对呈现在面前的自然现象熟视无睹，或者只看到一些现象而无法获得科学理论的发现。因此，可以说，科学理论的发现始于问题。科学发现的过程是一个不断提出问题和发现问题的过程。科学发现的史实也告诉我们，一门科学在某个时期提出的问题愈多，这门科学就愈有活力；科学家的创造力首先表现在其提出问题的能力上。
学生学习的过程与科学家认识自然的过程有许多相似之处，要获取的知识都是未知的，在获取各种各样的信息后都需要对其进行思维加工，并对问题进行探索。因此，在知识形成的过程中，发现问题和提出问题是一个不可或缺的重要环节。重视问题的提出就是重视知识获取的过程。传统教育把知识看做一种教育结果，它关心的是传授给了学生多少知识；现代教育则把知识看做一种过程，它除了关心所传授知识的数量外，更关心“通过什么途径和方法”使学生获得知识。因此，重视问题的提出、结合问题情境的创设，显然已是现代教育有别于传统教育最基本的特征之一。
（二）问题在物理教学中的作用
问题是促进学习的动力。问题会使学生陷入困境，寻求问题的解答、摆脱问题的困扰将会给学生的认识活动产生极大的推动力。正如科学哲学家波普所说，“正是问题激发我们去学习，去发展知识，去实验，去观察”。例如，教学“重力势能相对性”时，可以提问：“一个同学站在三楼的窗台上，要往下跳，危险不危险？”“往外跳很危险，往教室里面跳就很安全，这说明什么道理呢？”这一问题情境不但给学生造成一个悬念，而且给学生思维产生积极的启发和引导，它将有效地促进学生对相关知识的学习。
问题能激励学生的思维。创造性思维始于对困难或问题的认识，围绕着解决问题而进行。波利亚说：“人有适当的动机而使课题变得迫切了，并且它的解决成为必要的了。当人要从他所处的情境中走出来，而又没有现成的（先天的或习惯的）解决办法时，只有在这种场合思维才出现。”例如，在学过实验室常用的万用电表后，可以提问：有了实验室常用的万用电表，就可以用它去测量电压、电流、电阻等物理量。那么，有了万用电表还需要专用电表（电流表、电压表等）吗？有了万用电表还需要采用其他物理方法测量导体电阻吗？万用电表有哪些优点？还有哪些缺陷？应如何加以改进？这些问题可以使学生的思维处于愤悱状态。
此外，问题还能引起学生的兴趣、集中学生的注意力，为教学活动的成功进行创造良好的氛围。
二、物理问题情境的创设
“问题教学”是指根据教学内容及要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲。
问题是“问题教学”的核心。物理教学的过程应当是一个不断地提出问题和解决问题的过程，应重视问题情境的创设，使学生进入问题探索者的角色。问题情境创设的实质在于揭示事物的矛盾或引起学习主体内心的冲突，在于动摇学习主体已有认知结构的平衡状态。
（一）呈现需要加以理论解释的现象或事实
教学“影响平行板电容器的电容”时，可以创设这样的问题情境：“绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度（如图1）。或改变两极板a、b间的距离，或改变两极板a、b间的正对面积，或在两极板间插入电介质，观察静电计指针偏转角度的变化。如何解释这一现象？”
图1
（二）列举有待解释的事例
教学惯性知识时，提问：“人绊倒时通常向前扑，而人滑倒时往往向后仰，为什么？”这是一个司空见惯的现象，但学生在学习惯性知识之前却难以做出正确的解释，于是容易产生解答问题的内在需要，自然进入问题情境。
（三）提出知识实际应用的相关问题
教学“变阻器”，教师讲述：“在实际生活和生产中，有许多事要通过改变电路中电流的大小来实现。如改变台灯的亮度，改变收音机的音量，改变电风扇的转速，等等。”然后提问：“那么，怎样才能改变电路中电流的大小呢？”
（四）由旧知识的扩展引出新问题
教学“通电导线在磁场中受到力的作用”前，学生已经学过奥斯特实验及力的相互作用等知识，可以提问：“奥斯特实验表明，通电导线的周围存在着磁场。通电导线是通过周围的磁场对附近的小磁针产生作用的。根据力的作用的相互性，小磁针也要通过磁场对通电导线产生力的作用。那么，通电导线在磁场中受到的作用力的方向究竟与哪些因素有关呢？”
（五）激发心理矛盾
教学额定功率和实际功率知识，可以先出示两只灯泡，一只“220V，40W”，另一只“220V，100W”。然后将它们串联在同一电路中，学生会看到40W的灯泡反而比100W的灯泡亮得多，这是怎么回事？这个现象与学生原有的观念发生了严重的冲突，已有的平衡破坏了，学生水到渠成地进入问题情境。
（六）提出猜想并加以检验
教学“光的直线传播”，可布置课前作业，取几张白纸，其上分别刻有小三角形、长方形、圆形的孔（线度尽可能小些），将它们分别平置于日光灯下靠近桌面处，先猜想，桌面上出现的“光斑”（实则是实像）将各是什么形状？然后通过实验检验猜想。事先，许多学生认为“光斑”的形状将分别是三角形、长方形、圆形。但实际上，他们所看到的都是细长的长方形。这使学生困惑不解，很快进入问题情境。
三、“问题教学”的策略实施
实施“问题教学”，就是要创设问题情境，由教师置疑、激疑、布疑，学生生疑、质疑，师生共同探讨，释疑解惑，最终达到培养学生的问题意识，促进学生心智水平提高与创造能力发展的目的。
（一）引导学生自主学习
通过提问、演示实验等手段创设问题情境，与学生头脑中原有的概念产生冲突和矛盾，促使他们主动思索。
如在“自感”一节教学中，可用两个演示实验来创设问题情境：如图2（下页），灯A“通而不亮”；如图3（下页），灯C“断而不熄”。这样的现象与学生原有的经验相矛盾，学生就会产生弄清缘由的强烈动机，无意中形成了自主学习的倾向。
又如，教学“楞次定律”一课，可以出示问题：“一根条形磁铁，在光滑的水平塑料板上运动，方向向右。穿过一个固定的金属板，环的位置在板的中间，磁铁由环的左面运动至环的右面。若初始位置时的动能为100J。那么它在后一位置时的动能将______（填＞，＜或＝）100J，并猜测造成这样的结果的原因。”接着，安排学生设计实验来验证这一猜想，为学习和掌握楞次定律作了很好的铺垫。
图2 串联自感电路
图3 并联自感电路
（二）促使学生深入学习
在课堂教学活动的中间阶段，应通过例题、习题帮助学生加深对规律、概念的理解，把思维引向深处。
比如，运用功率公式P=Fv所求解的问题，可以是匀变速运动、变加速运动，也可以是匀速运动：“一小车在水平面上作匀加速直线运动，汽车的额定功率为90kW，质量为5t，当汽车在水平路面上行驶时，阻力为车重的0.15倍，如果汽车以0.5
的加速度从静止开始运动（作匀加速直线运动），问这一过程能持续多长时间？（g取10）”
又如“自由落体运动”，可以提问：“自由落体运动的快慢与物体的轻重有无关系？自由落体运动属于什么类型的运动？自由落体运动的加速度多大？地球表面不同位置的自由落体加速度大小是否相同？”
（三）激励学生回顾学习
在课堂教学活动即将结束时，应以课后小练习、练习题的形式，促使学生把课堂内的学习热情进一步延伸到课外，对所学内容有个回顾、有个总结、有个新认识。
比如，学过“反冲运动”，可让学生先实验再解释下述现象：“在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在这辆平板车的左端，用一把大锤敲打平板车的左端，在锤的连续敲击下，这辆平板车能持续地向右驶去吗？简述理由。”
又如，学过“透镜公式”后，布置小练习：(1)凸透镜成虚像时，透镜公式又应当如何来证明？(2)若对凹透镜，透镜公式又是怎样？(3)怎样把上述这些公式统一到一个公式中来？
（四）指导学生探索学习
加强演示实验特别是探讨性实验，观察实验现象，不仅能够使学生对物理事实有明确的认识，加深理解概念和规律，还能够培养学生的观察能力、实验能力和实事求是的科学态度，激发科学兴趣。
例如，在“用单摆测定重力加速度”实验中，可以让学生继续实验探讨：(1)改变摆球的质量，重新测量摆球的周期和重力加速度；(2)改变摆球的摆角，重新测量摆球的周期和重力加速度；(3)改变摆线的长度，重新测量摆球的周期和重力加速度；(4)在正在加速上升的电梯里，重新测量摆球的周期和重力加速度；(5)让整个单摆装置自由下落，测量单摆的周期，能不能测量出重力加速度？
四、学生问题意识的培养
除了对敢于发问、善于发问的学生给予表扬鼓励外，还应抓住机会、创造机会鼓励学生提问。例如，教师出现了笔误或知识性问题，发现后不要马上向学生声明这个地方错了，要让学生看看有没有问题；甚至可以故意犯错，期待学生发现错误，提出问题。对学生由于不认真或粗心大意造成的失误，引导学生自己改正，培养思维的严谨性；对经过讨论而一时又不能取得一致意见的问题，由学生自己裁决，培养思维的辩证性；对经过努力能够自行修正的知识偏见，指导学生分析原因，培养思维的批判性；对能通过自己的探索总结出带有规律性的认识和体会，由学生自己归纳，培养思维的探索性。同时，教师要做到：第一，帮助学生克服畏难、怕羞的情绪，即使学生提出的问题幼稚可笑甚至是错误的，也绝不能取笑、批评，应善意地加以解释、引导。第二，坚持学生自主学习的策略，必要的时候再加以适当的启发和诱导。