[職稱論文]初中物理教學論文 論物理教學中提出問題的水平

1 論物理教學中提出問題的水平 摘要：在 “ 培養(yǎng)學生提出問題能力 ” 當中，應該避免對 “ 問題 ” 概念的泛化，應該界定為： “ 問題 ” 是個體通過對日常生活、自然現(xiàn)象或實驗現(xiàn)象的敏銳的捕捉、深入的觀察和批判的審視，或者對理論的批判的質疑所發(fā)現(xiàn)的與現(xiàn)有認識的差距或矛盾。較高水平的問題應該具有以下特征：較高的知識關聯(lián)度、較高的預設明確度、較高的信息綜合度、較高的思維激活度。 關鍵詞：物理教學 ；問題 ；知識關聯(lián)度 ；預設明確度 ；信息綜合度 ；思維激活度 一、引言 關于物理教學中培養(yǎng)學生提出問題能力的重要性已毋庸多議， 但是我們發(fā)現(xiàn)，當前關于這一課題的研究與實踐至少存在兩點認識上的混亂：一是 “ 問題 ” 的歧義性，不同的研究者所指的問題的內涵與外延有所不同，有的專指探究性問題，有的把針對不懂的知識、不會做的習題的提問也包括在內 ；二是問題水平高低認識不清，學生不清楚什么樣的問題才算是高水平的問題，甚至不少教師亦如此，所提出的問題只不過是簡單現(xiàn)象描述加上疑問詞和問號，出現(xiàn)為了多問而亂問的現(xiàn)象。 在走過新課程改革的初級階段，解放被傳統(tǒng)教學所禁錮的兒童好問的天性，讓學生迸發(fā)出多問的熱情后，如何使學生從問得多進步到問得好的課題就上升 到了當務之急。首先認識清楚什么樣的問題才算是好的問題，才能指引我們朝著問得多又問得好的境界努力。關于問題的分類和質量，國內外學者都有一定的研究。 Graesser， Person， Huber 把探究問題分為：確認、選言、概念完成、特征闡明、量化、定義、舉例、比較、解釋、前因、因果、目標定位、儀器 /程序、可行、評判、期望、斷言、請求 /指令，并指出其中 “ 前因、因果、目標定位、儀器 /程序、可行、評判、期望 ” 為深度思考問題 (deepreasoningquestions)，這些問題與內心的認知水平高度相關，因而，被視為高質 量問題 (highqualityquestions)。受布盧姆等人的分類學影響，靳玉樂和徐學福將提問分為知識型、理解型、應用型、分析型、綜合型、評價型，其中知識型提問則是典型的低級問題 ；類似地，王祖浩將所提出的問題分為低級認知提問 (認同提問、理解提問、應用提問 )和高級認知提問 (分析提問、綜合提問、評價提問 )；YehuditJ。 Dori， OritHerscovitz 將學生所提出的問題分為定位問題 (現(xiàn)象或問題的描述、冒險、處理或解決方案 )、與所學內容相關問題所學內容提供答案、所學內容部分提供答案、所學內容中找不到 答案 )和復雜問題 (應用或分析、學科方法、判斷或評價、立場或個人看法 )。愛德華和吉凡 (Edward&Jinfa)將學生提出的問題根據(jù)更換、組合、對比、重述、改變五種基本的語義結構關系進行了分類，即： (1)通過重述所給信息提出的問題 ；(2)通過對所給信息的組合提出的問題 ；(3)通過更換所給信息提出的問題 ；(4)通過改變所給信息提出的問題 ；(5)通過對所給信息進行對比提出的問題。包栗、郭玉英和曾路參照愛德華和吉凡的分類方法將問題分為三類： A 類，可探究、與相應課程內容密切相關、體現(xiàn)思維再加工的問題 ；B 類，可探究的、 與課程內容有關聯(lián)、重復提供信息的問題 ；C 類，不可探究、與課程內容無關的問題、陳述句表達的問題。沈金林從問題的難度、廣度、梯度提出探究性問題應有如下特性：挑戰(zhàn)性、針對性、層次性、廣泛性。李琛從問題所反映出的個體創(chuàng)造力和思維品質的角度用流暢性、精確性和獨創(chuàng)性三個方面進行評價。流暢性是指發(fā)現(xiàn)問題的數(shù)量，即對于特定的問題情境有多種反應或答案 ；精確性是指能否抓住問題的本質，對問題的描述是否準確、到位 ；獨創(chuàng)性是指所發(fā)現(xiàn)的問題出現(xiàn)的頻率比較少。 JW 蓋澤爾斯把問題大致分為三類：呈現(xiàn)型問題、發(fā)現(xiàn)型問題和創(chuàng)造型問題。這三類 問題是不等價的。呈現(xiàn)型問題是由他人呈現(xiàn)的問題，問題是給定的，求解思路是確定的，解決的方法也是現(xiàn)成的，答案是一定的，這類問題并非學生主動參與的產物，學生只需按現(xiàn)成的方法求得唯一正確的答案即可，因而總是壓抑求異、質疑的精神，不利于創(chuàng)造性的發(fā)揮 ；創(chuàng)造型問題是指這個問題的答案在 2 某人發(fā)明或創(chuàng)造它之前是不存在的，創(chuàng)造型問題因其獨特、新穎而且富有科技意義而難得在中學教學當中見到 ；發(fā)現(xiàn)型問題是學生個體在問題情境中自行探索、積極思維、發(fā)現(xiàn)問題、大膽地提出問題，其思維操作方向是不定的，目標、任務以及問題本身均由個體確定，這里充 分體現(xiàn)了學生的主觀能動性。 這些研究都是富有啟發(fā)性的，但是也還存在明顯的局限性。除了前面已經提到的 “ 問題 ” 的歧義性以外，還有一個局限性是不同的研究者有不同的研究視角，但每個視角均顯狹窄，維度單一。因此，本文想在嚴格界定 “ 問題 ” 的基礎上提出一套較為全面的指標體系，用于評價 “ 問題水平 ” ，同時為培養(yǎng)學生提出問題的能力指明努力的方向。 二、對 “ 問題 ” 的界定 對廣義的 “ 問題 ” 的理解可以非常寬泛，如心理學所說： “ 當一個人要達到某個目標而不知該如何才能達到時就出現(xiàn)了問題 ” ，這種 “ 問題 ” 概念有多個層次。 最低層次的當屬知識理解問題。知識理解問題產生于關于教科書所列事實的解讀，關于概念或定律的理解。學生提出這一類問題表明學生對經驗事實難以進行思維想象 ；或者學生對某一定義的理解上有困難，比如 “ 負功是什么意思 ”“ 當速度變化時，加速度與速度是什么關系 ” 等 ；或者學生對某一公式的意義不很清楚，比如 “ 在功能原理中，為什么不計算重力所做的功 ”“ 我不清楚什么時候用功這個詞，什么時候用能這個詞 ” 等。前述一些學者所言的問題中，有些就可歸入此列。 稍高層次的是習題。在這些問題中，學生需要建立不同概念間的聯(lián)系或知識與情景 間的聯(lián)系，但還只是需要已學的知識。 層次再高一點是應用知識解決實際問題。最高層次的應該是創(chuàng)新性問題。這一類問題當中，或者牽涉到學生尚未學習的知識，問題的解決就意味著相對于學生來說的新知識的產生，或者雖然沒有新知識的產生，但創(chuàng)造性地應用知識導致發(fā)明創(chuàng)造。 同一層次的問題也有水平的高低不同。比如 “ 知識理解問題 ” 當中，直接指向單一概念含義的問題就比指向不同概念關系的問題水平低，習題也有難度不同，等等。 這些 “ 問題 ” 并非全是課程標準中所強調的和目前大力研究的 “ 培養(yǎng)學生提出問題能力 ” 中的 “ 問題 ” 。其 中 “ 知識理解問題 ” 和 “ 習題 ” 應該明確地被排除在外，因從提出問題的角度來看，它們并不涉及提出問題的能力要素 ；“ 實際問題 ” 和 “ 創(chuàng)新性問題 ” 才是值得關注的。 全日制義務教育物理課程標準解讀中闡述的 “ 提出問題 ” 是 “ 能從日常生活、自然現(xiàn)象或實驗現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學有關的問題，能書面或口頭表述這些問題 ” 。這里使用了 “ 發(fā)現(xiàn) ” 兩字，說明所指 “ 問題 ” 具有一種潛在性，表現(xiàn)在可能是需要比較敏銳的洞察力來捕捉，或者需要細致深入的觀察力來挖掘，或者是需要批判思維來審視。另外，從理論內部批判中發(fā)現(xiàn)問題，也應該是值得努力的 (對于中學生來說也許太難了些，不必苛求 )?？梢?“ 問題 ” 不是 “ 自現(xiàn) ” 的，而是被 “ 發(fā)現(xiàn) ” 的。 因此，在 “ 培養(yǎng)學生提出問題能力 ” 當中，應該避免對 “ 問題 ” 概念的泛化。本文提出以下比較嚴格的界定： “ 問題 ” 是個體通過對日常生活、自然現(xiàn)象或實驗現(xiàn)象的敏銳的捕捉、深入的觀察和批判的審視，或者對理論的批判的質疑所發(fā)現(xiàn)的與現(xiàn)有認識的差距或矛盾。 這樣界定的 “ 問題 ” 自然是較高層次的問題。但是就像體育比賽中難度系數(shù)大的動作也還有一個做得好不好的區(qū)別一樣，此處的 “ 問題 ” 也還得有一個如何才算問得好的標準。下面，本文試圖提出 幾個指標，雖然難求全面，以期拋磚引玉。 三、較高水平問題的特征 實際上，對可以直接觀察的現(xiàn)象簡單描述的發(fā)問，尚屬于低水平的問題，其形式就是 “ 為什么或是什么 +觀察對象的簡單描述 +問號 ” ，比如流傳廣泛的牛頓的故事中 “ 蘋果為什么會落向地面 ” 的問題。這一類問題通常是 “ 源于好奇與無知，或某種疑慮與求知欲而提出的問 3 題 (也稱無知問題 )” ，它往往直接來自生活經驗或實驗的直接觀察，前者如 “ 為什么高跟鞋鞋跟在濕泥地上的壓痕會比平跟鞋深 ” ，后者如 “ 覆杯實驗中的水為什么不會倒出來 ” 。 這一類問題原則上可以引起探究 ，甚至導致新知識的發(fā)現(xiàn)。比如，對于尚未學過萬有引力的學生來說， “ 蘋果為什么會落向地面 ” 問題的解決就是一個科學發(fā)現(xiàn)的過程。但要使探究真正開始起步，這類問題還是無能為力的，它的作用主要是激發(fā)興趣，如果問題水平停留于此，探究就只能止步不前。這類好奇加無知的問題必須經過轉換提高問題水平才能使探究成為可能。 我們認為，較高水平的問題應該具有以下特征。 (一 )較高的知識關聯(lián)度 問題的知識關聯(lián)度就是指所提出的問題與已有知識發(fā)生聯(lián)系的程度。一個稱得上高水平的問題 “ 產生于對知 識背景的分析，僅有觀察絕不能產生問題，只有當把觀察與已有知識比較時，才能產生問題 ” 。對于 “ 知識創(chuàng)新性問題 ” 更是如此，它對應科學發(fā)現(xiàn)的過程。 “ 一個問題要與科學發(fā)現(xiàn)發(fā)生必然聯(lián)系，就必須與發(fā)現(xiàn)本身所提供的知識發(fā)生某種必然的聯(lián)系 ” ， “ 就必須對現(xiàn)有知識提出質疑 ” 。 因此若要提高問題水平，就必須使問題與已有的知識聯(lián)系起來，提高知識關聯(lián)度，使問題從現(xiàn)象的直接描述轉化為具有某種抽象性、滲透一定理論知識、有所知又有所不知的問題。比如前面提到的 “ 蘋果為什么會落向地面 ” 的問題，要想使探究起步，就應該使這個簡單問題指向力、運 動學、動力學等相關的背景知識，并將它們聯(lián)系起來進行比較，從而將問題轉化為諸如 “ 蘋果本來靜止于樹上，是什么力使它運動 ?”“ 蘋果不會向上運動，也不會向左或向右運動，總是落向地面，是不是受到一個總是指向地面的力的作用 ?”“ 使蘋果總是落向地面的是一個什么力 ?” 等等。再如， “ 為什么高跟鞋鞋跟在濕泥地上的壓痕會比平跟鞋深 ” 的問題，可以演化為 “ 力對物體的破壞作用和受力面積有什么關系 ” 這一科學問題，進而還可以發(fā)展為 “ 力對物體的破壞作用和什么因素有關 ” 這一探究問題，通過探究后便有可能形成壓強的概念。 (二 )較高的預設明 確度 從邏輯上講，問題當中存在問題的指向預設和解答域預設。 “ 問題的指向預設，主要是從對象角度，預設某種實體、性質狀態(tài)、原因 (因果關系 )以及命題等的存在。 ”“ 所謂科學問題的解答域預設，就是問題自身所認定 (或假定 )的問題解答范圍，它指示著解答者到哪個域限中去尋找答案。 ” 低水平的問題往往預設不明確。比如 “ 蘋果為什么會落向地面 ” ，它預設蘋果下落是有原因的，但至于是什么類型并不明確。另外，它的解答域預設也不明確，比如說解答者到底應該從植物學的角度尋求解答 (有人可能回答 “ 蘋果熟了就掉下來 ”) ，還是從力學角度進行解 答。相比之下，經過轉換的 “ 是什么力使蘋果落向地面 ” 的問題，其指向預設和解答域預設明確了許多，它預設了原因是一種力，預設了要在力學領域解答問題。有了比較明確的預設，探究也就可以朝著一個方向起步了，目標指日可待。所以，海森堡說：“ 提出正確的問題，往往等于解決了問題的一大半。 ” (三 )較高的信息綜合度 一個低水平的問題往往只是單一信息的簡單重述。在一個問題當中，如果反映了較多的信息甚至體現(xiàn)了不同信息之間的關系 (可以是不同現(xiàn)象之間的聯(lián)系，也可以是觀察數(shù)據(jù)之間的關系 )，那么它就是較高水平的問題。比如， “ 樹 上的蘋果為什么會落向地面 ?而天上的月亮為什么不會掉下來 ?” 這一問題比起原來的單一的 “ 蘋果為什么會落向地面 ?” 信息綜合度就要高一些，因為它將不同的觀察現(xiàn)象聯(lián)系了起來。再比如， “ 為什么高跟鞋鞋跟在濕泥地上的壓痕會比平跟鞋深 ?” 與 “ 為什么高跟鞋鞋跟在濕泥地上的壓痕會比平跟鞋深 ?為什么穿同樣的鞋，體重大的人鞋的壓痕深 ?” 相比較信息綜合度明顯不同。信息綜合度主要體現(xiàn)了信息的廣度而不是深度。思維深度由下一個指標 思維激活度去體現(xiàn)。 4 (四 )較高的思維激活度 教學中的 “ 提出問題 ” 之所以受到高度重視，就是因為 它能夠很好地促進學生的思維發(fā)展。一個低水平的問題，只是無知帶來的困惑，并沒有思維的調動，是達不到發(fā)展思維的目的的。而高水平的問題的提出，需要邏輯思維甚至批判性思維等創(chuàng)造性思維的參與，這才是有教育價值的。愛因斯坦說過： “ 提出一個問題比解決一個問題更為重要 ” ，就是因為 “ 解決問題也許僅是一個數(shù)學上或實驗上的技能而已 ” ，而提出新的問題卻需要創(chuàng)造性思維。 思維卷入越深，問題的水平就不斷提高。比如，在阿基米德定律的教學中，最初提出的是 “ 浸沒在液體中的物體受到的浮力有多大 ” 的問題。這個問題已是一個具有一定水平的問題 ，有一定的知識關聯(lián)度，也有一定的預設明確度。但如果直接轉到實驗演示 (在傳統(tǒng)的課堂教學中，常常見到教師這樣做 )： “ 下面我們用實驗來研究這個問題 ” ，然后展示實驗儀器，介紹儀器，實驗操作，在彈簧的下端掛一個金屬筒，筒下面吊一個金屬塊，記下彈簧伸長的位置，另取一只溢水杯，杯里的水裝到溢水管口，使水剛好不流出，把金屬塊緩緩地全部浸入水面下，金屬塊受到水的浮力，彈簧縮短，被金屬塊排開的水全部從溢水管流入小杯，然后把小杯里的水倒入彈簧下面的金屬筒中，彈簧又伸長到原來的位置，說明金屬塊在水中受到的浮力與被金屬塊排開的水的重 力相等，然后再進一步概括上升至阿基米德定律。這樣，學生的思維鏈將在此中斷，在這樣一個過程中，一般的學生都只是一個觀察者，除了靜觀結果外，其思維未能啟動，對于演示實驗的設計思想、操作思路都無從思考，學生不知道實驗為什么會這樣做，怎么會想到把溢出的水再加到金屬筒里，剩下的就只有觀看教師表演實驗了，做一個觀眾看一個實驗結果，這樣表演實驗的作用也就退化到僅為結論提供實驗支持，只為教學增加直觀性，為學生提供感性印象幫助記憶，為掌握知識服務，而不能很好地發(fā)揮思維培養(yǎng)能力的作用。如果激勵學生進行猜測，可將初始問題轉換為 “ 浸沒在液體中的物體受到的浮力與浸入液體的深度有關嗎 ?”“ 浸沒在液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積有關嗎 ?”“ 浸沒在液體中的物體受到的浮力與液體的密度有關嗎 ?” 等一組問題，這些問題有了更加明確的預設，將進一步指引學生去考慮如何設計實驗進行驗證，學生的思維被高度激活。 Graesser， Person 等把 “ 前因、因果、目標定位、儀器 /程序、可行、評判、期望 ” 等問題視為高質量問題就是因為這些問題為深度思考問題。 問題的轉換過程，將產生一條問題鏈。問題鏈的伸展方向可以有很多，比如上述 “ 浸沒在液體中的物 體受到的浮力有多大 ?” 還可以從次級問題 “ 能否計算浸沒在液體中的規(guī)則物體 (如正方體 )受到的浮力 ?” 開始伸展。問題鏈的終端可以是聚合的，也可以是發(fā)散的。整條問題鏈具有邏輯連貫性，由一系列思維推理組成。 從上述討論可以看出