学生学习知识的过程与科学家认识自然的过程有着很多相似之处,他们获取的知识就是科学家对未知问题的探究,也是需要深层次加工的。传统教育关注的是教授给了学生“多少知识”,现代教育则关注的是“通过什么途径和方法使学生获得知识”。因此,问题的提出和情境的创设就是现代教育与传统教育最根本的区别。

链式问题教学是教师根据问题创设情境的一种教学模式,即根据学生认知状态结合教学内容设计一系列逐渐递进、环环相扣的问题串,启发、引导学生积极投入课堂探究活动,帮助学生建构概念,生成新知,提升能力,培育学科素养。

一、链式问题教学设计原则

1.源于具体的物理情境,突出情境性

在物理教学过程中,教师应尽可能地从学生熟悉的生活实例、热点科技话题入手,为学生提供丰富的感性知识,降低学生学习物理的难度。教学理论和实践证明,合理的问题情境能够使教学同步,还能够使师生产生情感共鸣。

2.以最近发展区理论为指导,倡导合作学习

苏联心理学家维果斯基的最近发展区理论表明:有效的教学应该引导学生的知识和能力向更高层次发展。合作学习过程中,学习者先通过自己的方式正确理解事物,再通过合作共享、思维碰撞使理解更加深刻与全面。因此,教师在教学中应积极倡导合作学习,激发学生的学习潜能。

二、链式问题教学案例分析

平抛运动是学生首次运用“运动合成与分解”方法解决曲线运动问题的,教师要根据实际情境建构模型,引导学生探究平抛运动规律。

情境问题一:展示飞机投弹视频(炮弹总在飞机正下方)。

设问:炮弹是直线运动还是曲线运动(让学生互相讨论)。

设计意图:视频演示非常直观,能够激发学生的学习兴趣。

情境问题二:在小组讨论的基础上,教师进行归纳、总结,得出平抛运动的概念。

设问:平抛运动的轨迹是曲线还是直线?

设计意图:通过概念,让学生体会物理学科的严谨性,初步形成物理观念。

情境问题三:用平抛运动演示仪进行演示。

设问:如何研究平抛运动?

设计意图:提出的问题源于学生已有的运动合成与分解知识基础,理论联系实际,学生从中能够充分了解物理学习的重要性。

情境问题四:回顾运动合成与分解知识。

设问:平抛运动该如何分解?

设计意图:提出的问题具有一定的启迪性、挑战性,大部分学生能够理解“平抛运动可以分解为水平和竖直两个方向的直线运动”这一知识点。

情境问题五:学生思考讨论后,教师进行归纳。

设问:如何设计实验?

设计意图:让学生联系高一上学期常用的频闪摄影技术,结合课堂实验条件,讨论、形成实验基本思路。

情境问题六:小组讨论、分享交流后提出实验方案,并进行实验 “两个小球同时从同一高度分别作平抛运动和自由落体运动,拍摄频闪照片”。

设问:观察频闪照片,你从中发现了什么?

设计意图:实验操作能够培养学生的动手能力,数据分析能够培养学生数理分析能力,“匀速直线运动和自由落体运动规律”的实验能够提升学生的科学探究水平。通过实验有效地增强了学生的学习兴趣,培养了学生的综合能力。

情境问题七:探究“水平方向做匀速直线运动,竖直方向自由落体运动”的规律。

设问:从理论上能否解释为什么物体在平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动?

设计意图:学生经过思考、探讨、实验得出结论,充分体会了成功的愉悦,学习情绪十分高涨。

情境问题八:平抛运动是什么运动?通过数学推理得出抛物线方程。

设计意图:让学生体会数学在物理研究中的重要作用,感受数理之美。

情境问题九:在学生讨论的基础上,教师总结归纳“平抛运动是匀变速(匀加速)曲线运动”。

设问:什么是匀变速(匀加速)运动?什么是曲线运动?

设计意图:让学生对平抛运动产生系统的、深刻的认识,在已有“曲线运动的条件和牛顿第二定律”知识的基础上能够学以致用。

上述案例以链式问题为主线,对增强学生的动手实践、实验,动脑推理思考的能力,培养学生的物理观念,促进学生物理思维的形成有很大的帮助。通过“问题—猜想—实验设计及探究—数据分析—对比”探究实验,极大地提升了学生的科学探究兴趣和动手实践能力;借助数理推导,培养了学生应用数学解决物理问题的能力,调动了学生学习物理的积极性,培育了学生的物理学科素养,对落实物理课程育人目标有很大的作用。

作者单位 陕西省西安市第八十五中学

责任编辑:张 言