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摘要：本文旨在通过分析“自由落体运动”这节课的教学案例设计，探讨物理探究式教学中问题设计应当遵循的原则。
关键词：探究教学；问题设计；遵循原则
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)10(S)-0013-3
新课程改革实施以来，探究式教学方式受到物理教师们的普遍关注。探究式教学要求高中学生“能发现与物理学有关的问题，从物理学的角度较明确地表述这些问题，认识发现问题和提出问题的意义”。
提问是一种有助于学生进行探究学习的重要方法。杜威曾说：“问题提得好，答案就有了一半”。恰到好处的提问，可以揭露学生认识中的矛盾，引发学生探究知识的欲望，激发学生的思考积极性，使学生情绪处于最佳状态，同时有利于学生掌握知识、发展智力、培养能力。因此，要想取得较好的提问效果，促进物理探究教学的顺利开展，教师必须了解探究教学问题设计的策略。
1 “自由落体运动”探究教学问题设计
自由落体运动是一种理想化模型，在高中物理教学中具有特殊的地位，在知识上它是匀变速直线运动的一个特例，在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法。
教师通过以上问题，引导学生完成表格。每组学生派代表将正确答案填写上表。这时我们已经明确描述一个作简谐运动的物体的位移、加速度、速度和恢复力的变化情况，但是物体的动能和势能在每一段运动过程中又是怎样变化呢？教师引导学生分析作简谐运动物体在每一位置速度大小的变化来判断出物体在每一位置动能的大小变化。再结合简谐运动的特征很容易判断出势能的变化，进而完成上述表格。培养学生严谨的科学态度和分析问题、处理问题的能力。
设疑总结、引发思考教师归纳本节课学习内容，提出下节课的学习任务。今天我们共同学习了简谐运动的特征和定性描述了作简谐运动物体的位移、加速度、速度和回复力在每一位置的变化情况。从简谐运动的定义我们知道，简谐运动所描绘出的图像是正弦函数图像如何从图像上定量分析各量的变化，下节课我们将详细讨论这个问题。为下节课的学习打好基础，使学生带着问题自主预习、思考。
导入：物体下落是日常生活中最为常见的现象。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力作用下也沿着竖直方向下落。
教师：不同的物体，下落的快慢是否相同？影响物体下落快慢的因素可能有哪些？请同学们大胆提出自己的看法。
说明：让学生表述对物体下落的经验认识，并引导学生注意观察身边的物理现象，体会到物理知识就在身边，感悟物理规律研究的价值。
活动：（师生合作、共同完成）
（1）将一枚硬币和一张纸片从同一高度同时释放，你会看到；
（2）将两张相同的纸片，一张揉成纸团与另一张从同一高度同时释放，你看到的现象是；
（3）将硬币和纸团从同一高度同时释放，你看到的现象是。
教师：从以上活动中，你得出了什么结论？我们不难发现空气阻力对物体下落运动有影响，如果想办法减小空气阻力，情况会怎样？
演示：（师生合作、共同完成牛顿管实验）
（1）不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，你看到的现象是；
（2）持续抽出玻璃管中空气，一段时间后将玻璃管倒立过来，你看到的现象是；
（3）继续抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，你看到的现象是。
教师：从该演示实验中，同学们看到了什么现象？这些现象说明了什么问题？
说明：演示实验的功能是为了揭示现象的本质，激发学生探究的欲望，提高学生学习的兴趣。演示实验中如何提高学生的观察兴趣是教师在演示实验过程中要考虑的，本演示实验并没有一开始就做真空情况下物体下落的实验，而是不断地抽出玻璃管中的空气，观察减小空气阻力时物体的运动情况，这样使得每次实验现象均不相同，有利于培养学生观察敏锐性。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
影响物体下落快慢的因素是空气阻力，没有空气阻力时，只在重力作用下，轻重不同的物体下落快慢相同。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
教师：在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用。因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动，自由落体运动是一种理想化的物理模型。为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同呢？关于这个问题，你有什么假设或猜想？轻重不同的物体在真空中下落的速度一样，其内在原因是什么？
说明：轻重不同的物体在真空中下落得一样快，其内在原因正好揭示了力和运动之间的关系。尽管它并不是本节课研究的主要问题，但它能引发学生的深入思考，激发学生学习的内在动机。此时，教师要及时地通过启发性的问题把学生的思维转向探究自由落体运动规律。
教师：只在重力作用下，轻重不同的物体从静止开始下落快慢相同，即做自由落体运动的规律相同。那么，用什么物理量来表示自由落体的运动特征呢？
说明：教师引导学生认识到物体运动的加速度是描述物体运动变化快慢的物理量，因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度）就能知道物体的运动规律。
教师：既然加速度是用于描述物体运动变化快慢的物理量，那么如何测量自由落体运动的加速度呢？请同学们思考并设计测量自由落体运动加速度的实验方案。
活动：（学生思考、设计实验方案，交流、评价实验方案）
说明：在学生交流讨论实验设计方案时，应让他们对各种方案阐述观点，反思方案中的问题。然后教师引导学生思考，能否应用已学过的打点计时器测量匀变速直线运动加速度的方法，测量自由落体运动的加速度。
实验：（学生应用打点计时器测量自由落体运动的加速度）
教师：指导学生利用打点计时器研究自由落体运动的性质，完成实验后，引导学生分析纸带上记录的物体运动的信息，提出问题让学生思考：自由落体运动在连续相等时间内的位移越来越大，说明自由落体运动的速度是怎样变化的？位移与时间的平方是否成正比？相邻相等时间内的位移之差是否相等？你如何测得物体下落的加速度呢？你计算出物体下落的加速度是多少？
说明：学生打出纸带后，可能不知道如何进行分析。教师通过提出有提示性的问题，给学生指出从哪些方面进行探究，这样才能促使学生紧紧围绕某个主题，逐步深入开展探究活动。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。
教师：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，那在不同地点呢？
说明：在学生算出自由下落的加速度后，教师可以提供不同纬度上的重力加速度，让学生发现地球不同纬度的重力加速度是不一样的，它会随纬度的增大而增大。
教师：请同学们概括自由落体运动是一种什么性质的运动？并根据匀变速运动规律和本节所学知识概括自由落体运动的规律。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。其规律是：
（1）物体下落的速度公式：V=gt；
（2）物体下落的位移公式:y=1/2gt2。
本设计从学生日常生活中出发，引导学生进行思考、发现问题，然后通过实验揭示问题的本质。在此过程中教师留给学生独立的观察、思考和实验的时间，使得学生在学习过程中形成问题意识和创新意识，培养了学生的自主探究能力。在教师的引导下,学生经历自主探究，通过实验测出了自由落体的加速度，概括出了自由落体运动规律。通过本教学设计，我们不难发现，探究教学问题设计应当遵循一些基本原则。
2 探究教学问题设计遵循的原则
2.1 鼓励性原则
教师所提的问题应引起学生的积极参与，推动学生进行集体的或独立的探究活动，而且鼓励性提问应面向全体，而不是针对某个学生。许多教师常常是通过学生自动举手的办法选择答题对象，这样虽然避免了强行要求学生答问的弊端，但难免使提问面过窄，使多数学生失去回答问题的机会，从而得不到应有的锻炼。因此，教师应设法鼓励让更多的学生参与回答问题，或向全班学生提出难易度不同的问题，或在某个学生回答之后让其他学生发表不同看法，逐渐提高全体学生回答问题的兴趣和能力。
2.2 开放性原则
所谓开放性提问是指允许作出多种可能解释或回答的提问。当教师向学生提出开放性问题时，会刺激学生产生具有新意的问题，从而促进他们创造性思维和解决问题能力的发展。探究教学的一个基本目标是发展学生批判性和创造性思维，培养学生的多种才能，培养学生的科学态度和科学精神。教师必须认识到，在探究教学中重要的是，学生有机会动脑思考，有机会回答问题，从而增强他们开展探究的自信心。只要学生经过了思考，即使得到的答案是错误的，但他们获得了思考问题的宝贵经验，从某种意义上说，这种经验比正确答案更加重要。
2.3 启发性原则
启发性问题是指能使学生产生浓厚的学习兴趣，激发学生探求知识的欲望，促使学生积极探究的问题。它要求学生通过积极的探索，运用比较、分析、抽象、概括等高级思维形式来解答。向学生提出高水平的问题，激发学生的思维活动，这对探究学习是不可缺少的。启发性提问能帮助学生打开思路，发展创造性思维，使学生在掌握知识的同时，发展智力，培养能力。
2.4 提示性原则
所谓提示性是指教师所提的问题，对学生的探究活动起到指导或引导作用，给学生指出探究的大致方向或探究的切入点。学生刚开始进行探究学习时，缺乏探究的经验，需要教师的指导。一个具有探究意识的教师很少直接把知识告诉学生，但却经常向学生提问，而一个探究性的提问对学生来说，实际上就是一个提示。反之，教师如提出模糊的问题，学生就会不知如何进行探究。
2.5 有序性原则
探究教学中的提问不能随意而为，应该精心设计探究中的问题，同时应是递进式的、有层次的、前后衔接、相互呼应的。这样才能促使学生紧紧围绕某个主题，逐步深入开展探究活动。
探究教学问题设计不仅注重学生新知识的形成过程，而且在教学过程中注重调动学生自主学习的积极性和主动性，注意体现物理学的价值，同时在教与学的过程中促进学生科学的价值观、世界观以及科学思维方法的形成。
参考文献：
［1］普通高中物理课程标准（实验）［M］.人民教育出版社，2003.
［2］靳玉乐.探究教学的学习与辅导［M］.北京：中国人事出版社，2002.
［3］任长松.探究式学习--学生知识的自主建构［M］.北京：教育科学出版社，2005.
［4］陈峰.高中物理（必修）新课程案例与评价［M］.北京：高等教育出版社，2005.
(栏目编辑赵保钢)
关键词：探究教学；问题设计；遵循原则
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)10(S)-0013-3
新课程改革实施以来，探究式教学方式受到物理教师们的普遍关注。探究式教学要求高中学生“能发现与物理学有关的问题，从物理学的角度较明确地表述这些问题，认识发现问题和提出问题的意义”。
提问是一种有助于学生进行探究学习的重要方法。杜威曾说：“问题提得好，答案就有了一半”。恰到好处的提问，可以揭露学生认识中的矛盾，引发学生探究知识的欲望，激发学生的思考积极性，使学生情绪处于最佳状态，同时有利于学生掌握知识、发展智力、培养能力。因此，要想取得较好的提问效果，促进物理探究教学的顺利开展，教师必须了解探究教学问题设计的策略。
1 “自由落体运动”探究教学问题设计
自由落体运动是一种理想化模型，在高中物理教学中具有特殊的地位，在知识上它是匀变速直线运动的一个特例，在方法上渗透着理想化模型的重要研究方法。
教师通过以上问题，引导学生完成表格。每组学生派代表将正确答案填写上表。这时我们已经明确描述一个作简谐运动的物体的位移、加速度、速度和恢复力的变化情况，但是物体的动能和势能在每一段运动过程中又是怎样变化呢？教师引导学生分析作简谐运动物体在每一位置速度大小的变化来判断出物体在每一位置动能的大小变化。再结合简谐运动的特征很容易判断出势能的变化，进而完成上述表格。培养学生严谨的科学态度和分析问题、处理问题的能力。
设疑总结、引发思考教师归纳本节课学习内容，提出下节课的学习任务。今天我们共同学习了简谐运动的特征和定性描述了作简谐运动物体的位移、加速度、速度和回复力在每一位置的变化情况。从简谐运动的定义我们知道，简谐运动所描绘出的图像是正弦函数图像如何从图像上定量分析各量的变化，下节课我们将详细讨论这个问题。为下节课的学习打好基础，使学生带着问题自主预习、思考。
导入：物体下落是日常生活中最为常见的现象。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力作用下也沿着竖直方向下落。
教师：不同的物体，下落的快慢是否相同？影响物体下落快慢的因素可能有哪些？请同学们大胆提出自己的看法。
说明：让学生表述对物体下落的经验认识，并引导学生注意观察身边的物理现象，体会到物理知识就在身边，感悟物理规律研究的价值。
活动：（师生合作、共同完成）
（1）将一枚硬币和一张纸片从同一高度同时释放，你会看到；
（2）将两张相同的纸片，一张揉成纸团与另一张从同一高度同时释放，你看到的现象是；
（3）将硬币和纸团从同一高度同时释放，你看到的现象是。
教师：从以上活动中，你得出了什么结论？我们不难发现空气阻力对物体下落运动有影响，如果想办法减小空气阻力，情况会怎样？
演示：（师生合作、共同完成牛顿管实验）
（1）不抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，你看到的现象是；
（2）持续抽出玻璃管中空气，一段时间后将玻璃管倒立过来，你看到的现象是；
（3）继续抽出玻璃管中的空气，将玻璃管倒立过来，你看到的现象是。
教师：从该演示实验中，同学们看到了什么现象？这些现象说明了什么问题？
说明：演示实验的功能是为了揭示现象的本质，激发学生探究的欲望，提高学生学习的兴趣。演示实验中如何提高学生的观察兴趣是教师在演示实验过程中要考虑的，本演示实验并没有一开始就做真空情况下物体下落的实验，而是不断地抽出玻璃管中的空气，观察减小空气阻力时物体的运动情况，这样使得每次实验现象均不相同，有利于培养学生观察敏锐性。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
影响物体下落快慢的因素是空气阻力，没有空气阻力时，只在重力作用下，轻重不同的物体下落快慢相同。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
教师：在地球表面附近从高处下落的物体，事实上都受到空气阻力的作用。因此，严格地说，实际生活中并不存在只受重力作用的自由落体运动，自由落体运动是一种理想化的物理模型。为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同呢？关于这个问题，你有什么假设或猜想？轻重不同的物体在真空中下落的速度一样，其内在原因是什么？
说明：轻重不同的物体在真空中下落得一样快，其内在原因正好揭示了力和运动之间的关系。尽管它并不是本节课研究的主要问题，但它能引发学生的深入思考，激发学生学习的内在动机。此时，教师要及时地通过启发性的问题把学生的思维转向探究自由落体运动规律。
教师：只在重力作用下，轻重不同的物体从静止开始下落快慢相同，即做自由落体运动的规律相同。那么，用什么物理量来表示自由落体的运动特征呢？
说明：教师引导学生认识到物体运动的加速度是描述物体运动变化快慢的物理量，因此只要知道物体的运动加速度（和运动初速度）就能知道物体的运动规律。
教师：既然加速度是用于描述物体运动变化快慢的物理量，那么如何测量自由落体运动的加速度呢？请同学们思考并设计测量自由落体运动加速度的实验方案。
活动：（学生思考、设计实验方案，交流、评价实验方案）
说明：在学生交流讨论实验设计方案时，应让他们对各种方案阐述观点，反思方案中的问题。然后教师引导学生思考，能否应用已学过的打点计时器测量匀变速直线运动加速度的方法，测量自由落体运动的加速度。
实验：（学生应用打点计时器测量自由落体运动的加速度）
教师：指导学生利用打点计时器研究自由落体运动的性质，完成实验后，引导学生分析纸带上记录的物体运动的信息，提出问题让学生思考：自由落体运动在连续相等时间内的位移越来越大，说明自由落体运动的速度是怎样变化的？位移与时间的平方是否成正比？相邻相等时间内的位移之差是否相等？你如何测得物体下落的加速度呢？你计算出物体下落的加速度是多少？
说明：学生打出纸带后，可能不知道如何进行分析。教师通过提出有提示性的问题，给学生指出从哪些方面进行探究，这样才能促使学生紧紧围绕某个主题，逐步深入开展探究活动。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度，也叫重力加速度。
教师：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，那在不同地点呢？
说明：在学生算出自由下落的加速度后，教师可以提供不同纬度上的重力加速度，让学生发现地球不同纬度的重力加速度是不一样的，它会随纬度的增大而增大。
教师：请同学们概括自由落体运动是一种什么性质的运动？并根据匀变速运动规律和本节所学知识概括自由落体运动的规律。
交流与小结：（学生交流、评价，教师小结）
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。其规律是：
（1）物体下落的速度公式：V=gt；
（2）物体下落的位移公式:y=1/2gt2。
本设计从学生日常生活中出发，引导学生进行思考、发现问题，然后通过实验揭示问题的本质。在此过程中教师留给学生独立的观察、思考和实验的时间，使得学生在学习过程中形成问题意识和创新意识，培养了学生的自主探究能力。在教师的引导下,学生经历自主探究，通过实验测出了自由落体的加速度，概括出了自由落体运动规律。通过本教学设计，我们不难发现，探究教学问题设计应当遵循一些基本原则。
2 探究教学问题设计遵循的原则
2.1 鼓励性原则
教师所提的问题应引起学生的积极参与，推动学生进行集体的或独立的探究活动，而且鼓励性提问应面向全体，而不是针对某个学生。许多教师常常是通过学生自动举手的办法选择答题对象，这样虽然避免了强行要求学生答问的弊端，但难免使提问面过窄，使多数学生失去回答问题的机会，从而得不到应有的锻炼。因此，教师应设法鼓励让更多的学生参与回答问题，或向全班学生提出难易度不同的问题，或在某个学生回答之后让其他学生发表不同看法，逐渐提高全体学生回答问题的兴趣和能力。
2.2 开放性原则
所谓开放性提问是指允许作出多种可能解释或回答的提问。当教师向学生提出开放性问题时，会刺激学生产生具有新意的问题，从而促进他们创造性思维和解决问题能力的发展。探究教学的一个基本目标是发展学生批判性和创造性思维，培养学生的多种才能，培养学生的科学态度和科学精神。教师必须认识到，在探究教学中重要的是，学生有机会动脑思考，有机会回答问题，从而增强他们开展探究的自信心。只要学生经过了思考，即使得到的答案是错误的，但他们获得了思考问题的宝贵经验，从某种意义上说，这种经验比正确答案更加重要。
2.3 启发性原则
启发性问题是指能使学生产生浓厚的学习兴趣，激发学生探求知识的欲望，促使学生积极探究的问题。它要求学生通过积极的探索，运用比较、分析、抽象、概括等高级思维形式来解答。向学生提出高水平的问题，激发学生的思维活动，这对探究学习是不可缺少的。启发性提问能帮助学生打开思路，发展创造性思维，使学生在掌握知识的同时，发展智力，培养能力。
2.4 提示性原则
所谓提示性是指教师所提的问题，对学生的探究活动起到指导或引导作用，给学生指出探究的大致方向或探究的切入点。学生刚开始进行探究学习时，缺乏探究的经验，需要教师的指导。一个具有探究意识的教师很少直接把知识告诉学生，但却经常向学生提问，而一个探究性的提问对学生来说，实际上就是一个提示。反之，教师如提出模糊的问题，学生就会不知如何进行探究。
2.5 有序性原则
探究教学中的提问不能随意而为，应该精心设计探究中的问题，同时应是递进式的、有层次的、前后衔接、相互呼应的。这样才能促使学生紧紧围绕某个主题，逐步深入开展探究活动。
探究教学问题设计不仅注重学生新知识的形成过程，而且在教学过程中注重调动学生自主学习的积极性和主动性，注意体现物理学的价值，同时在教与学的过程中促进学生科学的价值观、世界观以及科学思维方法的形成。
参考文献：
［1］普通高中物理课程标准（实验）［M］.人民教育出版社，2003.
［2］靳玉乐.探究教学的学习与辅导［M］.北京：中国人事出版社，2002.
［3］任长松.探究式学习--学生知识的自主建构［M］.北京：教育科学出版社，2005.
［4］陈峰.高中物理（必修）新课程案例与评价［M］.北京：高等教育出版社，2005.
(栏目编辑赵保钢)