高中物理基本問題的特征及構(gòu)建策略①

高中物理基本問題的特征及構(gòu)建策略①任虎虎

(江蘇省太倉高級中學(xué)，江蘇蘇州215411)

在倡導(dǎo)問題化教學(xué)的同時特別要重視問題的內(nèi)在價值，問題可以分為有效問題和無效問題，有效問題中處于核心地位的是基本問題?；诨締栴}的教學(xué)是揭示、理解和應(yīng)用學(xué)科大概念的有效策略。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》在前言中明確指出：“重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實?！睂W(xué)科大概念是基于事實抽象出來的深層次、網(wǎng)絡(luò)狀、有意義和可遷移的聚合概念，是一個學(xué)科領(lǐng)域中最精華、最有價值的內(nèi)容，居于學(xué)科結(jié)構(gòu)的中心，能反映學(xué)科的本質(zhì)，具有較為廣泛的概括性、適用性和解釋力，發(fā)揮著“文件夾”和“透鏡”的作用，需要被持久理解和深度學(xué)習(xí)，學(xué)科大概念通常表現(xiàn)為一個有用的原理、思想或主題等。

1基本問題的特征

基本問題聚焦于學(xué)科大概念，處于學(xué)科或課程的核心位置，超越知識本身并能夠促進(jìn)對某一特定主題內(nèi)容的理解、激發(fā)知識間聯(lián)系和遷移的問題?；締栴}沒有直接的答案，基本問題在研究范圍上既可以是跨單元或?qū)W科的綜合性問題，也可以是針對具體話題或單元的專題性問題，具有一些區(qū)別于一般問題的基本特征。

1.1核心性

基本問題指向?qū)W科本質(zhì)，具有核心概括和統(tǒng)領(lǐng)作用，能幫助學(xué)生把握學(xué)習(xí)的重點和核心知識，幫助學(xué)生有效揭示、探究學(xué)科大概念。如：“針對看不見、摸不著的場，如何證實它是客觀存在的？”這一基本問題能促進(jìn)學(xué)生對“場”概念本質(zhì)的深刻理解。

1.2整合性

基本問題有助于使新的、不熟悉的問題看起來更熟悉，能整合新舊知識。在探究基本問題的過程中能使學(xué)生獲得跨單元或?qū)W科知識并具備綜合解決問題的能力。如：“測量中為什么誤差是不可避免的？多大的誤差是可以接受的？”這一基本問題不僅有助于整合物理實驗，還可以整合不同學(xué)科間的實驗誤差分析。

1.3開放性

基本問題能促使學(xué)生更深入地、創(chuàng)造性地思考反復(fù)出現(xiàn)的、懸而未決的問題，教師把基本問題作為一種工具，使學(xué)生像領(lǐng)域?qū)＜乙粯铀伎紗栴}，不一定有明確的答案，所以是結(jié)構(gòu)不良的。如：“玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的局限性是什么”這一基本問題能打開學(xué)生的思維，促進(jìn)他們展開批判性反思，從而認(rèn)識問題的本質(zhì)。

1.4意義性

基本問題能激發(fā)學(xué)生已學(xué)知識、生活經(jīng)驗、思維與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的意義關(guān)聯(lián)，有助于促進(jìn)遷移應(yīng)用，發(fā)揮著“繼往開來”的作用，如：“光是粒子還是波”這一看似矛盾的基本問題能整合歷史事實，遷移到物質(zhì)波的學(xué)習(xí)，深化對立和統(tǒng)一的觀念。

2基本問題的判斷標(biāo)準(zhǔn)

一個問題是否為基本問題取決于提問的目的和學(xué)習(xí)者情況，需要明確：想讓學(xué)生用這些問題做什么？目的是讓學(xué)生進(jìn)行深入探究、討論，或只是得到唯一正確的答案？基本問題的判斷標(biāo)準(zhǔn)如下。

2.1能引起對大概念的持續(xù)探究

基本問題聚焦于學(xué)科大概念，有明確的指向性，每一個學(xué)科大概念都可以由幾個基本問題的探究獲得，基本問題使得大概念對學(xué)生來說不再抽象，能引起對學(xué)科大概念的持續(xù)探究是基本問題的重要方面。

2.2能整合不同的觀點和問題

在一個單元、一節(jié)課會提出很多問題，但這些問題通常是零散的，甚至沒有什么聯(lián)系，借助基本問題能將一單元或一節(jié)課的觀點和問題整合起來，也可以從基本問題出發(fā)設(shè)置課堂問題，實現(xiàn)整體大于部分之和的效果。

2.3能促進(jìn)對知識進(jìn)行批判性反思

借助基本問題能促進(jìn)學(xué)生對學(xué)習(xí)的內(nèi)容、過程、思維方式和獲得的結(jié)論進(jìn)行評價和反思，超越知識本身的符號意義，促進(jìn)學(xué)生理清知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和邏輯，更好地把握學(xué)科思想方法、意義價值，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

2.4能誘發(fā)新問題和遷移應(yīng)用

在探究某個基本問題的過程中往往能誘發(fā)對其他相關(guān)問題的思考，為新問題的生成提供“土壤”和“接口”。由于基本問題深入學(xué)科本質(zhì)和大概念，而知識只有在概念層面才能被遷移，所以基本問題是促進(jìn)遷移應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3基本問題的構(gòu)建策略

3.1基于課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出基本問題

課程標(biāo)準(zhǔn)中所提及的內(nèi)容和準(zhǔn)則實際就是學(xué)科大概念的折射，大概念又是基本問題存在的價值基礎(chǔ)，所以基于課程標(biāo)準(zhǔn)，對新課標(biāo)的深刻解讀是自上而下導(dǎo)出基本問題的重要途徑。

針對課標(biāo)內(nèi)容：“理解閉合電路歐姆定律，會測量電源的電動勢和內(nèi)阻?！笨蓪?dǎo)出基本問題：如何得出閉合電路歐姆定律？它與初中學(xué)習(xí)的歐姆定律有哪些區(qū)別？根據(jù)閉合電路歐姆定律，如何設(shè)計實驗，測量電源的電動勢和內(nèi)阻？

上述問題屬于專題性基本問題，另外基于課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出的基本問題再結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化效果會更好。

3.2基于真實情境獲取基本問題

基本問題的獲得也可采用自下而上的方式獲取，物理學(xué)來源于生活，與生活息息相關(guān)，從真實生活情境出發(fā)提出基本問題，讓學(xué)生在基本問題的解決過程中習(xí)得知識和方法，實現(xiàn)“做中學(xué)”“用中學(xué)”。

在自由落體運(yùn)動的教學(xué)中，可利用如下生活情境：“高空墜物”殺傷力極大，被稱為“懸在城市上空的痛”。近年來，高樓墜物致人傷亡的案件時有發(fā)生，需要教師在課堂上加強(qiáng)引導(dǎo)和宣傳，讓孩子在家或者小區(qū)也成為一個宣傳員。如從高樓某層陽臺上墜下一盆花，砸壞了下面的車輛，恰好樓下不遠(yuǎn)處有一個攝影愛好者對著天空連拍，發(fā)現(xiàn)有幾張照片中出現(xiàn)了花盆。根據(jù)上述情境可獲取的基本問題為：你能不能根據(jù)這些有限的資料，幫助警方推測花盆是從哪一層樓掉下去的？

對這一問題的分析和討論，將幫助學(xué)生建立自由落體運(yùn)動的模型，探究自由落體運(yùn)動的規(guī)律，在問題解決中獲得知識，而不是獲得知識后再去解決問題。

3.3基于學(xué)生困惑生成基本問題

“傳道、授業(yè)、解惑”是教師的基本職責(zé)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生困惑之處是教學(xué)的重點，也是深度理解的關(guān)鍵，通過綜合分析，生成基本問題，讓學(xué)生自主探究是突破教學(xué)重點的良好途徑。

在學(xué)習(xí)“力的分解”時，有學(xué)生提出自己感到困惑的問題：“既然力的分解是合成的逆運(yùn)算，當(dāng)然滿足平行四邊形定則，這節(jié)課還有什么值得研究的呢？”這個問題很有道理和探究價值。借此可以生成基本問題：“嘗試畫出一個確定力的分力，能畫出多少對？在具體情境中，一個力根據(jù)問題的需要該如何進(jìn)行分解呢？”這個問題將幫助學(xué)生