浅谈高中物理课堂教学中的设问

浅谈高中物理课堂教学中的设问
摘  要：高中物理课堂教学中的设问是指教师为了促使学生思考、探究、获得新知识、新能力而事先精心设计好的问题。有效的设问能够引导学生去探索、通过自身的积极努力，获得知识和智慧，并在潜移默化中增强学生的问题意识、逐渐养成善于思考的习惯和能力。那么如何在课堂教学中实施设问，笔者结合自己的教学实践，就问题的来源、问题的类型、问题设置的原则、问题情境创设的方法做了阐述。
关键词：问题  问题的来源  问题的类型  设问的原则  问题情境的创设方法
著名教育家陶行知先生曾经说过：“发明千千万，起点是一问”。纵观科学发展史，几乎每一次质的飞跃都从问题开始，可见问题是科学创新的起源。所以新课程标准大力提倡探究性学习，也可以说是问题解决式学习。旨在培养学生分析问题、解决问题，乃至发现、提出问题的能力。这就要求教师在教学中把学生要学习的内容转化为问题。
那么，什么是问题？问题是个体首次遇到的，且无现成的可回忆的经验得以解决的那种情境，在教学中是能够激起学生的探究欲望，使学生运用已有知识、通过逻辑思维、形象思维、灵感思维等主动建构新知识的任务。肯尼迪说过“思维活跃于疑路的交叉点”。当学生遇到“问题”亟待解决之时，会因想要寻求答案而处于高度集中、兴奋的状态，会进行积极的思维。而在解决问题的思维过程中，学生既获得了新知识，又体验了成功的喜悦。什么是设问？在课堂教学中是教师为了促使学生思考、获得新知识，事先精心设计的问题。苏格拉底是最早的优秀设问者，他凭借巧妙的设问，刺激对方思考，通过对方自身的思考，去发现真理。有效的设问能够引导学生去探索、通过自身的积极努力，获得知识和智慧，并在潜移默化中增强学生的问题意识、逐渐养成善于思考的习惯和能力。
那么如何在课堂教学中实施设问，笔者结合自己的教学实践谈一些粗浅的体会。
一、 问题的来源
好的思考者同时是好的设问者，好的设问者也是好的思考者。好的设问决不是随机或随意提出来的，所以教师在设问之前一定要经过认真的思考和反思。笔者认为问题的来源可以从以下几个方面：
1、从学生的知识背景和生活实际中提出
2、从对观察到的现象进行联想、思考、分析中提出
3、从新旧知识的联系与冲突中提出
4、从对新知识的要求中提出
5、从学生的思维节点、难点和疑点从提出
比如，在《闭合电路欧姆定律》的教学中，根据U=E－Ir做出的图线如图1所示,U随I的增大而减小，学生理解上并无困难。此时教师可以设置这样一个问题：路端电压和电流同时也满足公式U=IR，据此公式，所得图线如图2所示，两种结论是否矛盾呢？这个问题可以说是从新旧知识的联系与冲突中提出的，使学生陷入困惑的情绪中，并且为解决问题而主动探究。但是随着问题的解决，学生更好的理解了欧姆定律、理解了图像的意义。
又比如在学习牛顿第三定律时，在课堂的知识小结阶段可以这样设问：在拔河比赛中，既然双方的作用力与反作用力大小相等，为什么还会有胜负呢？这个问题可以说从学生思维的节点、疑点中、从学生的认知冲突中提出，极易激发学生积极的思维。
二、 问题的类型
问题既是激发学生求知欲的前提，也是学生获得、理解和吸收知识的前提。鉴于问题在引导学生探索、获得新知识的过程中所起到的不同功用，可以将问题分为不同的类型，比如激趣型、导向型、释疑型、引导型、题变型、应用型、发展型、逆向型、探究型、开放型等等，下面仅就课堂教学中较为常用的几种类型问题谈谈笔者的体会与理解。
1、 激趣型设问
这类设问的目的是激励学生思维能动性和求知欲，使学生的探索、学习有目标、有方向。常用于新课的引入阶段或是由知识的低层次要求向高层次要求转变的时候。
比如在在《匀减速直线运动》中，可以先通过多媒体展示汽车追尾事故现场的视频资料，然后设问：
你知道上海每年有多少人因车祸失去生命吗？
你知道发生车祸的原因有哪些吗?
要怎样做才能尽量避免交通事故的发生？
从生活实际中提出上述问题，课堂气氛一下子变得凝重，但不一定是热烈兴奋的场面，此时学生已深受震动，探究欲望被激发，认真严肃的思索并讨论起来，使得接下来的学习效率大大提高。
2、 释疑型设问
这类设问的目的通常是纠正学生容易混淆的概念或容易理解错误的概念。常用在学习了新的概念、规律之后，充分利用第一印象深刻的特点，在学生首次接触新概念的同时，对典型的错误理解或错误做法进行辨析、批驳，以加强对所学  知识的正确理解。同时也是及时获得学生对新知识掌握情况的反馈信息的渠道。     
比如在学习了加速度这个概念之后，可以设置这样几个要求学生辨析并举例的问题：
速度大的物体加速度一定大吗？
速度变化大的物体加速度一定大吗？
速度为零的物体加速度一定是零吗？
通过对这几个常见错误的逐一辨析，并结合具体的例子，加深了学生对新的物理概念的理解，在很大程度上减少了今后再犯这类错误的几率。
3、引导型设问
由浅入深、由表及里的阶梯式设问，引导学生通过自己的思维，全面、深入的理解概念、规律、特点或公式、定理、定律等，完成由旧知到新知、由浅知到深知、由表象到本质的思维过程。是培养学生思维逻辑性和深刻性的有效方法。常用在新知识学习阶段，目的是不断引导学生通过自身的思维去发现新知识、创入新天地。
比如在《牛顿定律的应用》的教学中有两则常见的例题：
例一：一个质量为5千克的物体放在水平面上，当物体受到与水平方向成370角的斜向上的拉力F1=10N时，恰能在水平方向匀速运动。求当物体受到与水平方向成370角的斜向上的拉力F2=20N作用时的加速度。
例二：一个质量为2千克的物体放在倾角为370的斜面上，物体恰能匀速向下滑行。现给物体一个与斜面平行向上的F=30N的拉力作用，求此时物体的加速度。
通常教师再讲解这两道例题时，为充分体现解题思路和解题方法的指导，以尽量完整的步骤、规范的格式展现给学生，可教学效果往往不理想。基于这两道例题的典型性、综合性和复杂性，教师是否可以不要直接讲解，而是先引导学生讨论掌握好下面五个简单的例题：
例1、质量为2千克的物体放在光滑的水平面上，求物体在水平拉力F=5N作用下的加速度。
例2、质量为5千克的物体放在水平地面上，已知物体与水平面间的摩擦系数μ=0.2。求物体受到水平拉力F=20N作用时的加速度。
例3、质量为10千克的物体放在光滑水平面上，受到一个与水平方向成370角斜向上的拉力F=20N作用。求物体的加速度。
例4、质量为m的物体，放在倾角为θ的光滑斜面上，求物体的加速度。
例5、质量为m的物体，放在倾角为θ=370的粗糙斜面上，已知物体与斜面间的摩擦系数μ=0.2求物体的加速度。
例1~3是配合例一设计的，例4~5是配合例二设计的。这样的引导性设问帮助学生构建阶梯，使学生在教师的引导下，通过自己的思维，全面、深入的理解、掌握两道例题中的思想和方法，提高了应用所学定律分析、解决问题的能力。
4、承接型设问
在知识结构框架上的承上启下的设问。把一堂课的各阶段前后呼应起来，或者把新旧知识前后联系起来，同时也是从思维的方向上、深度上或宽度上给予点拨。习惯做这样的设问，长期引导下来，学生会在潜移默化中提高学生的问题意识，养成解决一个问题后，自然要去寻求解决更深层次的问题的好习惯。
比如在《机械振动》一节中，学习了振幅、周期、频率这三个物理量之后，可以设置这样几个问题：
振幅，周期、频率都是描述振动的物理量，他们之间存在怎样的关系呢？改变振子小球的振幅，周期、频率是否也会改变呢?(配合气垫导轨弹簧振子演示实验提出，分析讨论之后进行实验验证)
周期、频率与速度都是描述机械振动这种运动的物理量，他们之间有什么区别呢？
通过对这两个问题的分析，加深了学生对于机械振动包含了振子小球的直线运动和整体的周期性往复运动、所以需要不同的物理量来描述这两方面运动的快慢的理解，同时明确了各物理量之间的关系。通过这样的设问，把零散的知识点联系起来，让整堂课给学生以联系密切、不可分割的整体性感觉。
5、应用型设问
这类问题是要引导学生应用所学知识来解决实际问题，通常出现在对新知识的理解应用阶段。目的是要引导学生灵活运用所学知识，使学生的视野更开阔，更能体会理论知识对生产、生活实践的指导作用。
比如在《重力势能》一节中，为了训练学生应用“重力做功与重力势能变化的关系”这一知识要点解决实际问题，我设置了这样一道有具体情境的应用题：下图是上海地铁某车站的设计方案示意图，站台前轨道的两边都有一个小的坡度。请你从节能的角度，分析这种设计的优点。
“应用”是这类问题的特征。应用所学知识解决了问题，学生特别有成功的喜悦，同时强化了对所学知识的理解。
6、发展型设问
目的是引导学生进一步深入思考、全面思考、去探索更深层次内涵或发现更新的知识。问题不仅要成为教学的开端和主线，还应成为教学活动的归宿和延伸。
比如高二《电磁感应》这一节，我所采取的探究方式是完全开放式的，为学生准备了足够的器材让他们自己去设计实验，进行实验，进而得出结论。我在最后二、三分钟内又提出了以下问题：
当原磁场磁通量变化不同时，是否电流计指针的偏转方向也不同？
当磁铁（或通电原线圈）在感应线圈中插入或拔出的快慢不同，是否电流计指针偏转角度大小就不一样？
这现象的背后隐藏着怎样的规律呢？能否用实验来验证你的猜想？
同学们又动起手来，不一会就有同学喊起来：“磁铁移动得越快，电流越大”、“导体棒切割得越快，电流越大”，我笑而不答，只是布置了下次课的预习问题。 
教学的最终结果不应当是用所学知识而消灭问题，而应当是在解决已有问题的基础上引发更多、更广泛的问题。这些新问题的出现，不仅使教学活动继续下去，还能持续激发学生的求知欲望和发散思维，对提高课堂效率大有裨益。
三、问题设计应遵循的原则
课堂教学中的设问要符合学生的认知规律，要能够引导学生进入积极的思维状态，学会研究问题和解决问题的方法，从而提高学生的能力。所以课堂设问一定不能随意盲目，要科学、要有明确的指向、有启发性、有针对性、有层次性等，也就是要遵循一定的原则，下面笔者就这方面谈谈自己的体会。
1、启发性原则
高中物理课堂教学中，教师设计的问题要能够激活学生的思维，引导学生去探索、去发现，去深入的探究现象中的本质问题。所以教师设计的问题要具有启发性，而不是填空式的问答，或是把一个完整的句子截成几段，教师问上半句、学生答下半句。要尽量避免过多的“对不对”、“是不是”等浅层次问题，以至于学生无需过多思考，凭猜测就能回答。问题具有一定的启发性才具有思考的空间和思考的价值。
2、针对性原则
一堂课不可能从头到尾都采用问答式进行，也不可能对所有的问题都详细展开研究，设问的重点应集中在那些牵一发而动全身的关键点上，不在枝节问题上周旋，也就是围绕教学重点和难点设计问题，有的放矢的帮助学生突破难点。比如在《匀速圆周运动》一节中，笔者针设置了这样一个释疑型问题：匀速圆周运动是匀速运动吗？这个问题也可以说是从新旧知识的冲突中提出，激起了学生的内需（求知需要、成功需要），在解决问题的过程中，既满足了学生的内需，也突破了知识上的难点。
3、层次性原则
思维的发展是由低到高逐步进行的，所以学生对于知识的掌握也应该是由浅入深的。所以教师应当根据教材内容的内在联系、逻辑顺序和学生已有的知识、能力，按照由具体到抽象、由感性到理性、由易到难，循序渐进的设计一系列问题，使学生的认知逐渐深入、提高。从知识范围上，问题的设计可以先小后大，逐步概括得出结论；也可以从大的入手，问题大了，不要求学生立即回答，目的是引发学生的发散思维，随后再提出一系列小问题，引导学生分析、讨论。一堂课若是能由几个先小后大或先大后小的问题组合成一个指向明确、体现教学思路、具有适当思维容量的“问题链”，必定能够打通学生的思路、启发学生的思维，主动获得知识、掌握方法、得到能力的良性迁移。
4、量力性原则
课堂教学中设问的目的之一是吸引学生的注意力，提高学生的兴趣，增强课堂教学实效。因此设问要具有一定挑战性。但问题设计也要考虑到学生原有的认知水平，因为提出的问题低于或过高于学生的思维水平，就不能激起学生积极的思维活动。另外问题的难易、深浅因人而异，所以要尽量把不同层次的问题对应给不同层次的学生，尽量使不同层次的学生“跳一跳”都能“摘到果子”。这就要求教师备课时不仅要备好教材、教法，还要备好学生，充分了解学生学习物理的情况。
四、问题情境的创设方法
提出问题是解决问题的前提和关键。问题最好是由学生自己提出，也可以由教师提出，但无论那种方式，教师都必须“慷慨”的提供思维加工的原料，即创设问题情境，也就是把需要解决的问题带到一定的情景中去，使教学内容具有新奇性，以激起学生的求知欲望。离开一定的情景，学生的学习兴趣、学习愿望很可能就会成为无源之水，无本之木。在物理课堂教学中，无论是新授课、复习课、实验课，教师最好能够从“疑、趣、情”这三个角度创设好问题情境。所谓“疑”，即给学生造成一个疑点或悬念，使之成为推动学生学习的内在动力；所谓“趣”，即是增加趣味性，激活思维；所谓“情”，即用生动活泼的情节感染学生。情境创设的方法多种多样，在物理教学中一般有演示实验、有待解释的事例、知识应用的相关问题或由旧知识的拓展引出新知识、图片或视频的情景展示，甚至是一句成语、一个谜语、一幅图画等。共同的特征是让学生感受到问题的存在，达到“一石激起千层浪”的目的。下面谈一下有关创设问题情境的常用方法。
1、 通过生动、趣味、新奇的演示实验创设问题情境
物理是一门实验为基础的科学，各种物理实验以其直观性、形象性为学生提供了丰富的感性材料。因此利用实验内容创设问题情境，可充分发挥学生的主体性，有利于教师引导学生通过对实验内容的观察、研究、分析去思考问题、探索问题、从而解释物理现象的本质、内在规律。
比如在《机械能守恒定律》这一节中，上课伊始，我就把课前准备好的提桶挂在门框上，并将提桶拉开一定的角度，然后请一位同学鼻子靠近提桶站好不动，还未释放，这位同学已经开始“逃跑”，其它同学哈哈大笑起来。我仍旧拉住提桶不动，问：“释放后，提桶回来时真的会碰鼻吗？”。很多同学立场不明确，有少数同学回答说“不会”。可当我邀请这部分同学为大家演示时，结果还是“临阵脱逃”。其它同学更加迷惑了，到底会不会呢？最后一位立场非常坚定的男同学来给大家演示，提桶回来时并不会碰鼻！为什么呢？学生的好奇心被一下子激发出来了。而且这个问题又带出了如下几个问题：
摆动的提桶具有哪些能？在向上和向下的运动过程中，这些能如何变化？
在变化过程中会遵循怎样的规律呢？能否通过实验来探究呢？
提桶能够到达的最大高度越来越低，为什么？
通过趣味实验的刺激，学生的思维处于兴奋的状态，迫切想要找到这些问题的答案，于是带着这些问题，大家热情地投入到讨论、交流、探索中，经过一系列的问题探究之后，学生从现象到本质，获得了相关知识内容，也体验了探索的快乐，课堂效益大大提高。
2、 联系生产、生活中的实际问题创设问题情境
利用学生所熟悉的生产、生活情景，或是所关心的热门科技话题提出问题，创设问题情境，可以使学生感受到物理学的现实意义，使学生感到学有所用，利于激发学生的愉悦心情，提升学习兴趣。
比如本文前面提到的关于地铁站设计结构的例子，其问题情境就是源于生产、生活实际。在学习《力矩的平衡》时可以从学生的审美内需出发，观看杂技芭蕾的视频片断，让学生感受力矩平衡知识在生活中的应用，特别是王子拉住白天鹅旋转的动作还可以抽象成物理模型在课堂的知识应用阶段引导学生解决具体的问题。针对相关教学内容，还可以有如下设问：为什么建筑工地上被卸下的砂石最终总是堆成一定的倾角？人为什么不弯腿就跳不高？为什么人在乘电梯上楼时快要停靠时会有轻飘飘的感觉？神州七号的发射与我们所学的哪些物理知识有关？
从生活实际中引出的现实问题，极易引起学生的关注和思考，提高学生探究学习的兴趣；同时还可以引导学生关注社会、了解物理学在社会发展和人类生活中的重要作用；还可以结合有关教学内容渗透德育、生命教育等等。
3、 通过多媒体信息技术创设问题情境。
多媒体集文字、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段于一体，具有很强的真实感和表现力，可以很好的调动学生的学习积极性。
比如在《动能》一课中，引入时我用了三段视频：风力发电、震撼飓风、9.11恐怖袭击。这三段视频形象直观且互相对比衬托，几乎将这节课所有内容呈现给学生，引起学生的思考：什么是动能？物体的动能大小有不同，动能大小跟哪些因素有关？动能既能为人类所用，又能给人类带来危害，特别是近年来频发的自然灾害，面对这些，人类是否该由一些反思？9.11是恐怖分子的恶意作为，那么我们有没有不经意间使物体的动能给别人带来危害（比如高空坠物）？在这三段视频的启发之下，接下来的学习非常顺畅、学生的讨论热烈到位，学习效率很高。
又比如在《重力势能》一节中，学习了重力势能的概念之后、研究重力做功与重力势能的变化之前，通过多媒体我给学生展示出埃舍尔的石版画《瀑布》，并设置了开放性问题：请你用所学的科学知识对该画进行分析。埃舍尔的作品原本就给人们开辟了广阔的想象空间，在物理课堂中出现，使得课堂教学和问题解决产生一种奇特浪漫的意境。学生兴趣盎然的观察分析起来，并引发了关于“重力做功与重力势能的变化之间的关系”的讨论。使得新知识的出现如此自然顺畅。
将抽象的物理概念、物理原理等利用多媒体信息技术展示出来，创设问题情境，很容易吸引学生的注意力，激发学生的探究兴趣。
4、通过读文章、讲故事、说笑话、甚至是猜谜语等创设问题情境
有许多文章、故事是很有感染力的，说笑话、猜谜语等都是非常轻松愉快的。通过这些方式来创设问题情境，可以调节课堂气氛，也能够在一定程度上消除学生的疲劳，激发学生的学习兴趣，启发学生的积极思考，同时可以实现教学手段的多样化。
比如，在讲到平均速度与瞬时速度时可以利用这样一个笑话来创设问题情境：警察叫停了一辆超速的汽车，司机却说：“你没看见后面堵车吗？这不足一公里的路，我用了整整一小时，我会超速吗？谈笑之中学生轻松的了解了平均速度与瞬时速度的区别。
又如在《动能》一课中，为实施生命教育的教学目标，我给学生读了这样一则新闻：据深圳日报记者报道2005年1月1日晚7时58分，高空中抛物，骤然酿成新年惨剧。福田区上沙龙秋村11巷，两个大约有500克左右质量的玻璃瓶突然从4楼高空坠下，其中一个砸中路人黄先生的右脑部，致其神志不清。另一行人周先生被飞溅的玻璃瓶碎片击伤了面部。然后设问：请你估算玻璃瓶落地时的动能大小？请你谈谈听了这则新闻后的想法。
美国心理学家布鲁纳曾说过：“教学过程应是一种持续不断的提出问题、解决问题的活动”。因此，有效的设问是优化课堂教学的有效手段之一，也是教师教学艺术的重要组成部分。因此，对于如何设问，教师应当在教学实践中积极努力的探索。以上是笔者在几年的教学过程中的一点经验积累和肤浅体会，必定存在诸多不成熟与不妥当之处，恳请广大同行批评、指正。
参考文献：
《现代教学设计纲要》著：孙可平  陕西人民教育出版社
《“中学物理未来课堂”的探索研究》 主编：庄其黎  上海市三联书店
《上海市中学物理课程标准》  上海市教育委员会