问题驱动思维促进物理思考

物理是一门注重思维的学科，而“思维总是从问题开始的”是学习心理学的一个典型观点.因此在高中物理教学中，通过问题来驱动学生的思维，以让学生能够进行有效的物理思考，是提高高中物理教学效率的重要途径.仅仅知道这一理念还不够，在具体的教学中会发现问题的提出与驱动不是想像的那么简单，要结合具体的物理知识与学生的认知特点来进行.笔者现在就以“测量电源的电动势和内阻”实验的教学为例，谈谈笔者的思考与做法.

1基于学生知识基础，科学设计问题

“测量电源的电动势和内阻”是高中物理电学知识中的重要实验，为什么要测电源的电动势和内阻？怎样测电源的电动势和内阻？是实验教学前必须思考的两个问题，因为这两个问题可以将学生原有的知识与新学的物理知识有效地衔接起来，也能培养学生在物理学习中不仅要知其然也要知其所以然的意识与习惯.

这里要依靠的知识基础是学生在初中阶段学过的“伏安法”测电阻，而那是默认了电源电压不变的前提条件，因此帮学生回忆曾经的伏安法测电阻，并进而引出新的实验需要，是第一步问题设计.笔者设计的问题有：

问题1初中阶段学过用什么方法测电阻？测电阻的原理是什么？这种方法其实有一个前提，大家是否知道是什么？

设计思路第一二个问题是促进学生回忆知识的问题，不需要过多的解释；第三个问题实际上既指向了原有实验原理的“不足”（在初中阶段认为是合理的，并非不足），但在高中物理知识的观照下，却有了问题.在学生解决了这一问题之后，自然会提出类似于“电源的输出电压实际上是会改变的，彼时该如何测量电阻呢”的问题，而内阻的引出与测量也就是顺理成章的事了.

问题2在电源输出电压变化的情况下，如何测量电源的电动势呢？

设计思路这两个问题上承学生的知识基础，下启本课教学的重要目标，具有承上启下的作用.同时，这个问题还将学生的思维引向了对实验原理的寻找.当然，其中一个关键是将学生的思维由测电阻引向测电动势和内阻.

问题3物理实验总是追求小误差的，用什么原理会让测量的误差小一些呢？

设计思路这一问题有两个作用，一是从众多实验思路中选出误差较小的原理；二是进一步巩固实验中要减小误差的基本想法.

问题4我们刚刚学过闭合电路的欧姆定律，它能否对我们的实验提供一些帮助呢？

设计思路这个问题带有“备胎”的性质，即在学生前面的思路遇到阻塞的时候，可以以这个问题作为引导，将课堂引向我们需要的方向.

2基于学生认知规律，科学提出问题

问题的设计是规划的一个蓝图，而问题的提出则需要在课堂上根据教学的需要以及学生的实际反应而作出时机的选择，其中还有可能穿插一些课前未设计但必须提问的问题.

什么时候提出问题1？这其实不是个问题，因为课堂引入的话题就应当是测电阻，一般情况下学生会自然地将记忆中的“伏安法”测电阻提取出来.只是在这一问题提出之后，要着重做一个巩固学生回忆的工作，以让学生思维中原有知识变得清晰，这样后面的问题的提出，才能起到打破原有认知平衡的作用.

什么时候提出问题2？这个问题的提出是在将高中新学的知识呈现出来的基础上的，由于学生已经知道了电源有内阻，因为内阻的存在会让电源的输出电压发生改变，因而就打破了初中“伏安法”测电阻的存在基础.而这一认知平衡被打破，问题2也就可以顺势提出了.

值得强调的是，问题2提出后，需要给足学生时间思考，这个时候学生思维中会出现多种测量方法，但这些方法从误差的角度来看有高有低，因此也就有了一个甄别与选择的过程.而问题3的提出，正是在此基础之上！一般来说，学生的“原始”方法大概有这样的一些：错误设计（如电路中只有电压表或只有电流表；图略，下同）；电流表内接和外接两种方法等.

在学生设计的基础上通过误差问题来辨析哪个原理更能减小误差，结果会发现不同的电路有不同的特点，于是学生的思维便进入了综合性的辨析过程.关于电流表内接法和外接法的误差分析，同行们一般比较熟悉，此不赘述.

实际教学中，不可忽视第四个问题的提出.毕竟所教学生有差异，不排除可能全班学生无一能够有正确思路的情形，这个时候就需要通过第四个问题来作出提示.在实际教学中，过渡的方法一般是这样的：我们学过什么知识中既有电源的电动势又有内阻？一个表达式中有两个未知数是无法求出结果的，因此实验中要测量的肯定不可能是一组数据，于是实验中会有什么器材？

3基于学生发展需要，科学留下问题

笔者在教学中沉淀了一个观点，那就是物理课堂不能满足于问题的解决，更要想方设法在学生解决一些问题的同时，留下一至两个问题，这样不仅可以让物理课堂教学得到延续，也可以培养学生的问题意识，真正发挥问题驱动思维的作用.

在本实验的教学中，可以从哪些方面给学生留点问题呢？笔者以为还是回到实验本身，去挖掘学生容易忽视但实际上又很重要的知识点，然后将之改变成问题.比如说我们可以给学生设计的问题有：本实验中读数有没有什么特殊要求？实验中为什么要用滑动变阻器？（如果不用滑动变阻器，还有什么替代的方法？）本实验中实验数据的处理有没有什么技巧？（基于减小误差的角度）如何缩小电流表内接或外接法中的系统误差？

这样的问题驱动的方式一般来说需要的时间较长，尤其是问题的讨论往往需要耗费一定的时间，因此上述给学生留的问题，有可能成为下一阶段教学的“引子”问题.笔者以为，这样的问题驱动思维的方式，可以有效地促进学生的思维，可以促进学生全身心地进入物理思考，因而对物理教学来说是有效的.当然，其中必须协调好问题解决与教学时间的关系.