問題驅(qū)動在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

杭周強(qiáng)

摘 要：問題驅(qū)動是一種以問題為核心的教學(xué)方法。學(xué)生的行為是在教師的問題引導(dǎo)下進(jìn)行的，教師的教和學(xué)生的學(xué)都集中在問題上。本文在分析問題驅(qū)動的概念及意義的基礎(chǔ)上，探討了問題驅(qū)動在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：問題驅(qū)動;高中物理;實驗教學(xué)

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1008-1216（2020）06C-0031-02

實驗是高中物理教學(xué)的重要組成部分，需要精細(xì)設(shè)計、有序?qū)嵤６v授式、結(jié)論式的實驗教學(xué)方式雖然精細(xì)，但都忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版）中提出，要培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度等核心素養(yǎng)，教師可以采用問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，從而發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

一、問題驅(qū)動的概念及意義

（一）問題驅(qū)動的概念

問題驅(qū)動是以問題為動能，推動學(xué)生學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方式。近年來，許多教師嘗試將問題驅(qū)動應(yīng)用到基礎(chǔ)教育教學(xué)中，發(fā)揮其積極的教學(xué)價值。物理實驗是建立在一個個問題的提出和解決之上的。以問題為驅(qū)動的教學(xué)模式可以整合實驗教學(xué)中的各個元素，使實驗教學(xué)更為系統(tǒng)化、合理化。

（二）問題驅(qū)動的意義

問題驅(qū)動在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用具有兩方面意義：1.發(fā)展學(xué)生問題解決能力。問題驅(qū)動的核心就是問題。教師可以針對實驗流程提出一個又一個的問題，引導(dǎo)學(xué)生在解決這些問題的過程中完成實驗操作。學(xué)生解決問題的能力自然得以發(fā)展。2.發(fā)展學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識。在問題驅(qū)動模式下的高中物理實驗教學(xué)中，學(xué)生的主動性得以發(fā)揮。教師提出問題后不再干預(yù)太多，學(xué)生自己想方設(shè)法去解決問題，在解決問題中主動學(xué)習(xí)，學(xué)生探究的意識會逐步得到提升，有利于學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、問題驅(qū)動在高中物理實驗教學(xué)中的運用

在高中物理實驗教學(xué)中應(yīng)用問題驅(qū)動教學(xué)策略，關(guān)鍵在于問題和實驗過程的融合。下面從三個方面探討高中物理實驗教學(xué)中的問題驅(qū)動的應(yīng)用。

（一）實驗設(shè)計中的問題驅(qū)動

在物理實驗教學(xué)中，許多高中物理教師并不重視實驗的總體設(shè)計，而是直接將實驗方案的細(xì)節(jié)告知學(xué)生。這種教學(xué)方法看似效率較高，實質(zhì)上并不能發(fā)展學(xué)生真實的實驗?zāi)芰?。在以問題驅(qū)動為核心的高中物理實驗教學(xué)中，教師可以使用問題來驅(qū)動學(xué)生開展實驗設(shè)計，從而發(fā)展學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

比如，在“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗教學(xué)中，教師可以通過問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生開展實驗設(shè)計，從而得出理想的實驗方案。首先，教師和學(xué)生復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)過程，再據(jù)此復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒的條件。完成這些環(huán)節(jié)后，教師問：“這個只是我們通過理論推導(dǎo)所得到的結(jié)論，能不能設(shè)計實驗來驗證一下結(jié)果呢？”教師要求學(xué)生分組討論，進(jìn)行實驗方案的設(shè)計。學(xué)生通過分組討論得出了兩種實驗方案：一是借助自由落體運動驗證;二是使用單擺來驗證。第一種是教材中指定的實驗方案，第二種則是學(xué)生創(chuàng)造性設(shè)計出來的拓展實驗方案。教師再提出問題：“你們設(shè)計的實驗方案的具體細(xì)節(jié)是怎樣的？需要使用哪些實驗器材？”教師讓各個小組的組長來回答。在各組長回答后，教師提供實驗器材，讓學(xué)生按照他們所設(shè)計的方案來實驗。

在本次實驗教學(xué)中，避免了直接告知學(xué)生實驗細(xì)節(jié)的弊端，讓學(xué)生自己去設(shè)計，突出了學(xué)生實驗設(shè)計的主體性。之后，教師再通過問題驅(qū)動學(xué)生詳述他們設(shè)計方案的細(xì)節(jié)，這樣可以將學(xué)生所設(shè)計的實驗方案細(xì)化，保證后續(xù)實驗的可操作性。教師要培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，以問題引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計實驗的過程、環(huán)節(jié)和步驟。

（二）實驗原理中的問題驅(qū)動

實驗原理是指實驗方案所遵循的理論基礎(chǔ)。沒有實驗原理的支撐，學(xué)生的實驗操作將缺少針對性，無法達(dá)到實驗的目的。因此，在高中物理實驗教學(xué)中，教師要讓學(xué)生深入理解實驗原理，做到原理和實驗相結(jié)合，讓實驗?zāi)堋百N著地面”展開，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

比如，在“伏安法測電阻”的實驗教學(xué)中，教師可以使用問題驅(qū)動來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗原理。在實驗前，教師提出問題：“伏安法測電阻的原理是什么？”由于學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過這個實驗，他們會脫口而出：“歐姆定律?！苯處熯M(jìn)一步提問：“在實驗過程中，我們采用了兩種電流表的連接方式，有什么不同呢？兩種方法會對實驗結(jié)果造成什么影響？”教師提出問題之后，引發(fā)學(xué)生熱烈討論。在討論的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：電流表的兩種接法的最大區(qū)別在于對實驗結(jié)果的影響。外接法使測量值偏小，內(nèi)接法使測量值偏大。在學(xué)生明白內(nèi)接法和外接法所帶來的誤差后，教師再提出問題：“那我們?nèi)绾芜x擇外接法和內(nèi)接法呢？”教師再給學(xué)生討論的時間。由于學(xué)生有了之前分析的經(jīng)驗，很快探究并分析出來如下結(jié)果：如果是大電阻采用內(nèi)接法較好，如果是小電阻則采用外接法較好。至此，學(xué)生對本實驗的原理已經(jīng)獲得了十分清晰的認(rèn)知。

可見，在本次實驗教學(xué)中，教師并不急于將實驗原理和盤托出，而是以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、分析。學(xué)生通過獨立思考和分組討論的方式，分析清楚了實驗原理。因為明確了實驗原理，學(xué)生后續(xù)的實驗操作在有序推進(jìn)?？梢?，問題驅(qū)動的教學(xué)方式能引導(dǎo)學(xué)生厘清實驗步驟，為實驗過程的開展提供理論支撐。

（三）實驗操作中的問題驅(qū)動

實驗操作是具體實驗方案的實施，學(xué)生在實驗操作中可能會遇到許多問題，解決這些問題是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的關(guān)鍵。許多教師對學(xué)生的真正實驗過程并沒有過多的關(guān)注，主要原因是學(xué)生在實驗操作中遇到的問題多且雜，教師無法對每一名學(xué)生的操作進(jìn)行指導(dǎo)。針對這個問題，教師可以使用問題驅(qū)動的方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗操作中存在的核心問題，并提出解決核心問題的方法。學(xué)生以問題為驅(qū)動，結(jié)合具體的實驗操作環(huán)境進(jìn)行深入且富有創(chuàng)造性的思考，為實驗操作尋找最佳方案。

比如，在進(jìn)行“探究力的合成方法”實驗教學(xué)時，教師可以采用問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生抓主要問題，推進(jìn)實驗操作。這個實驗的原理比較簡單，實驗步驟也相對較少，但是，在操作中需要注意的問題卻相當(dāng)多。在實驗初，教師可以提出這樣兩個主要問題：“使用兩個彈簧秤拉橡皮筋的時候，需要記錄哪些信息？使用一個彈簧秤拉橡皮筋的時候，需要記錄哪些信息？”在學(xué)生實際操作了一段時間后，教師再提出核心問題：“兩個彈簧秤拉力的夾角是不是必須選擇特殊角？”在學(xué)生完成實驗操作后，教師進(jìn)一步提出啟發(fā)性問題：“你們在白紙上已經(jīng)記錄了許多數(shù)據(jù)，采用什么方法才可以探究出力的合成的方法呢？”在學(xué)生采用力的圖示將實驗中的三個力圖示之時，教師繼續(xù)追問：“怎樣才能找出這三個力之間的關(guān)系？”從而引導(dǎo)學(xué)生一步步明晰操作要領(lǐng)，發(fā)展實驗素養(yǎng)。

在本次實驗教學(xué)中，教師提出了一些關(guān)鍵問題來驅(qū)動學(xué)生關(guān)注自己的操作，幫助學(xué)生提升了實驗操作能力，同時內(nèi)化了實驗原理。

三、結(jié)束語

綜上所述，在核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)下，問題驅(qū)動是高中物理實驗教學(xué)的有效方法，教師可以在實驗教學(xué)中加以創(chuàng)造性運用，從實驗的設(shè)計、原理、操作等方面來突出問題驅(qū)動的實踐性和有效性，培養(yǎng)學(xué)生在實驗前、實驗中和實驗后的問題意識，發(fā)展其分析問題和解決問題的能力。問題驅(qū)動教學(xué)并不一定只提出一個問題，教師可以結(jié)合具體的實驗過程和步驟提出多個問題，并以問題為引領(lǐng)，逐步推進(jìn)實驗向縱深展開。在實驗教學(xué)中經(jīng)常采用問題驅(qū)動，既可以彰顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用，也可以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，培植學(xué)生科學(xué)態(tài)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]趙潔.淺談問題驅(qū)動在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程學(xué)習(xí)（中），2014，（10）.

[3]沈云燕.問題驅(qū)動在高中物理真學(xué)課堂中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究，2018，（27）.

[4]陳太沖.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].讀與寫（教育教學(xué)刊），2017，（1）.

[5]黃景秋.高中物理實施“問題驅(qū)動課堂”的教學(xué)實踐[J].教育教學(xué)論壇，2014，（2）.