浅议高中物理规律探究教学中的问题导学设计

[摘要]在高中物理规律教学中，运用问题导学实施探究教学，可使学生在一个完整、真实的问题情境中得到引导，并在“导学问题”的引导下主动探索、亲身体验，完成对物理规律的学习和理解过程。问题导学的设计，要求把学生放在课堂主角的位置上，有目的地引导，通过有层次的问题设计，引导学生主动理解规律，掌握规律，提高物理课堂探究教学实效，达成新课程标准的要求。

[关键词]物理规律探究教学问题导学

《新课程标准》要求学生“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律”。学生在物理规律学习过程中，应用科学探究的方法，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，理解和掌握物理规律，体验探究物理的乐趣，领悟科学的思想与精神。在物理课堂教学中，学生探究行为的设计是提高他们探究能力的关键，但在具体的物理规律教学设计中，学生往往得不到充分的引导进行科学探究，也很难有足够的自主空间提高自己的创造力和探究能力，这样的知识不是由探究得来的，往往是教师直接灌输得来的，这样的教学方式与新课程标准的要求相悖。设计合理的教学情境，给学生提供合理而有效的科学探究空间，是新课程理念下教学中的一个难点。

问题导学是一种由教师创设问题情境，让学生在教师设置的问题引导下，通过思考、讨论、分析解决问题。在这个过程中，实现知识、方法、能力的综合建构。在物理规律教学中运用问题导学，能提高课堂探究的有效性、提升学生对规律的理解与应用的有效性，进而提高教学质量。

一、问题导学中的问题必须精心设计

教师首先要明确自己所设置的问题的对象，把学生放在课堂主角的位置上。“问题导学”的作用是引导，引导学生去思考、讨论，甚至动手一步步解决问题，是学生探究物理规律的指南针。因此，在课堂上提出的问题，必须以学生的认知水平和思维能力为基础，找出学生理解规律过程中的障碍，结合演示或实验设置问题，让学生通过思考找到解决问题的切入点，找到探究规律的突破口。

《平抛运动》这部分知识是曲线运动的第一个模型，涉及必修一所学的自由落体运动和匀速直线运动知识，本节课的难点在于理解为什么平抛运动可以看成是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，以及如何根据运动的合成和分解掌握平抛运动的特点。本节课的演示可以让学生获得平抛过程的感性认识，但关键点在于，如何将感性理解转化成具体的规律探究。因此，在具体的教学过程中，在明确学生学习难点的前提下，我们通过问题导学对学生进行引导，力求将学生的感性认知引导至规律的探究上。

首先，演示并观察生活中的平抛现象，要求学生在平抛运动的轨迹图中画出抛出点O和某一点A的物体的速度和受力，并思考平抛运动本质是什么运动。学生在本节内容之前已经学习过曲线运动，因此，完全可以通过对具体现象的分析得出结论。

难点的突破可以选择这样的几个问题：①平抛运动的规律是什么？复杂的运动该如何研究？②平抛运动物体参与了几个运动？分别是什么运动？为什么？这两个关键问题的思考，与平抛运动的演示实验相结合，就可以让学生把感性知识转化成规律探究入门的钥匙。复杂运动可以分解成简单的运动进行分析，平抛运动水平上可以看成是匀速直线运动，竖直方向上可以看成是自由落体运动。接下来，让学生画出轨迹图上某点A的速度图像、位移图像，甚至让学生自行求出分运动与合运动的速度式、位移式都顺理成章了。

这样的教学设计，把主动权交到学生手中，不是被动地接受教师给出的结论，而是学生用自己所学的知识来探究新的知识，这么做，也符合新课程标准中“促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勤于思考，培养学生的科学探究能力，使学生逐步形成科学态度与科学精神”的理念。

二、问题导学中的问题设置要有目的

问题导学的目的是通过问题来引导学生探究。学生学习物理规律，需要非常多的思考才能真正理解。正确的引导，能够让学生有目的地思考，有动手的意识，有探究的要求。因此问题导学要求教师设计的问题必须有的放矢，提出的问题必须产生一定的教学效果。

在学习《楞次定律》这部分内容时，学生已经通过实验与总结，理解了感应电流产生的条件，并在具体实验中也观察到了条形磁铁插入线圈中产生感应电流时，会出现电流方向不同的现象，因此在进行楞次定律引入时，可以以此为切入点，引发学生思考：①电磁感应中电表偏转方向不同，说明什么？②感应电流的方向跟什么因素有关？遵循什么规律？抛出问题后，再通过演示条形磁铁穿过铝环架上封闭的铝环和不封闭的铝环，观察现象并思考：①让磁体靠近或远离不封闭的铝环，铝环都静止，说明什么？②无论N极或S极靠近封闭的铝环，铝环都躲开，说明什么？③无论N极或S极远离铝环，铝环都跟过来，又说明什么？

在具体教学中，由于学生已经了解变化的磁场能够产生感应电流，电流与磁铁之间存在力的作用，因此，学生能顺利回答出铝环静止是因为不能产生感应电流，与磁铁没有力的作用;而封闭的铝环产生感应电流，远离磁铁，说明感应电流与铝环的作用力是斥力;靠近磁铁，说明是引力。接下来，再请学生分析感应电流的磁场与磁铁的磁场方向及变化情况，得出感应电流的磁场阻碍产生感应电流的原磁通的增加或减小这一结论。在这样的教学过程中，每一个问题的设置都有明确的目的，结合相应的实验现象，让学生在回答完问题之后，可以通过自己的思考、讨论，探究出规律的本质。

三、问题导学中的问题设置要有层次

并不是在课堂上不停地向学生提出问题就是问题导学。在学生理解规律过程中，怎么提问题，什么时候提问题，问题与问题之间存在什么样的关系，都是教师教学设计时必须考虑的。物理规律学习过程中，学生对规律的理解是由浅到深，由易到难的，同样，教师提出的问题，也必需有一定的递进关系，有明确的先后顺序，让学生在回答、解决问题的同时产生新的问题，层层诱导学生思考，让学生在理解掌握规律的同时建立良好的物理思考习惯，也对物理学习产生兴趣和信心。 人教版新课标教材选修2第七章第二节《太阳与行星间的引力》部分，要求学生能够理解太阳对行星的引力与哪些因素有关，并得出相应的计算公式。在计算太阳对行星的引力时，涉及模型的简化，需要把行星绕太阳的运动看成是匀速圆周运动，而太阳对行星的引力则是这个圆周运动的向心力。如果仅仅给学生结论，学生就不能体会物理规律的形成，不理解这样分析所包含的丰富物理内涵和科学方法，只是单纯地接受教师所教授的知识。在这个过程中，实际物理学习能力并没有得到提高。而如果采用问题导学来设计问题，则可以使学生在理解规律的同时，感受物理研究的方法与成功的喜悦。

在具体的课堂设计中，可设计这样的问题串，激发学生思考。

问题一：根据开普勒定律，行星的实际运动是椭圆运动，我们目前还不了解椭圆运动规律，应该怎么办？能否把它简化成我们能够分析的运动？提出问题后，便有学生提出能否简化为圆周运动，但随即有学生表示椭圆轨道半长轴与半短轴不同，与圆周接近但不是圆周，不能随意简化。而此时给出太阳系八大行星绕太阳运动的半长轴与半短轴数据，使得学生理解到因为半长轴与半短轴差距很小，因此可以把行星运动的椭圆轨道简化成圆周运动。

问题二：既然把行星绕太阳运动简化成圆周运动，那么行星绕太阳运动可以看成是匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？问题一抛出，学生普遍认为应该看成是匀速圆周运动，但问及理由时，学生不能当即答出，但经过思考后，给出根据开普勒第二定律，相同时间内扫过的面积相同，当看成是圆周运动时，扫过的弧长也相同，因此线速度相同，应该视为匀速圆周运动。

问题三：行星绕太阳作匀速圆周运动需要向心力，是什么力来提供向心力？这个力的大小和方向应该是怎么样的？突破模型简化的难点之后，学生很快回答出是太阳对行星的引力提供向心力，既然是圆周运动，那么这个引力必定指向圆心。

在三个具有递进关系的问题之后，学生对于模型的简化具有了一定的认知，在得出阶段性结论的同时，就具有了用所学知识解决问题的一些能力，因此接下来完全可以架设情景，让学生动手计算太阳对行星的引力，并可以在教师的引导下得出最终结论。这样的教学设计，能够让学生在导学问题的引导下思考、探究、交流，能够通过探究找出规律，也使得所学习的知识有更强的内在联系，更容易理解。

物理规律探究过程是围绕所探究的问题展开的，正是由于有了明确、具体的探究问题，才能使探究过程具有明确的主题，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去，可以说，问题是各个探究环节的核心。通过导学问题引导学生对物理规律进行科学探究，可以给学生在物理课堂上提供一个师生交流沟通的平台，可以让学生在问题的提出和解答中思考、探究，提高创造力。不仅如此，导学问题的设计，也能够在物理规律探究教学中达成“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，运用物理知识和科学探究方法解决一些问题”的新课程标准的总目标。