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摘 要：建构主义学习理论和元认知理论等都强调了问题生成与问题解决的重要性。以问题生成和问题解决为核心的 “问题式”教学是适应新课标要求，是更能体现“生本”的一种教学模式。
关键词：高中物理； “问题式”教学； 课堂实录
中图分类号：G633．7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2011）3-011-002
学以问开始，无问无以成学。加强学生问题意识的培养，关注问题生成与解决为历代教育家所重视。孔子认为“疑是思之始，学之端”，亚里士多德也提出：“思维是从疑问和惊奇开始的”。是否善于提出和思考问题，在很大程度上是检验一个人是否具有创造才能的重要尺度。创新灵感在问题生成中被激发。苏霍姆林斯基说过：“在人的心理深处都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”研究、探索基于发现，首先在于问题的生成。学生能否生成问题以及生成怎样的问题，必然会对探究学习的进程与效果产生重要的影响。这是决定学习效果的重要因素。问题使人的注意力具有明显的指向性与选择性，对持续进行有目标的思维、探索活动具有显著的激励功能。在问题空间中进行搜索，以便使问题的初始状态达到目标状态的思维过程就是问题解决。安德森（Anderson，1989年）把问题解决定义为任何受目标指引的认知性操作序列。其中包括三方面的因素：目标的指引性、操作序列及认知性的操作。问题解决综合地、创造性地应用所学知识和方法去解决非常规性的问题，通过一个培养过程，使得对一个问题的深入思考方式慢慢融入到思维当中去，培养思维能力。
以本节课为例，传统教材是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在更改为探究实验，注重的是问题的生成与解决。探究式实验是高中物理“问题式”教学模式的典型课例，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是培养学生如何手脑并用去设计实验，如何生成问题，如何具体操作，以及如何进行数据分析、处理并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的基本能力，也是“学会学习”和“终身学习”所要求的。至于学生生成问题的质量如何，自己设计的方案是否符合要求，实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在问题生成的思维活动，实验设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。
一、教学目标
1.知识与技能：理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。
2.过程与方法：通过实验探究加速度与力的定量关系，知道用控制变量法进行实验。
3.情感态度与价值观：通过问题生成、实验探究，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，激发学生的求知欲和创新精神。
二、教学过程：
[环节1]问题生成。复习牛顿第一定律，引入新课，指导学生围绕探究的目标生成问题。
老师：牛顿第一定律告诉我们，物体的运动不需要力来维持。力和运动到底是怎样的关系？（老师预设生成的问题引起学生的头脑风暴。）
对于探究什么，怎样探究？有的学生在独立思考，有的学生在相互讨论，生成了很多的问题。先通过小组（由6至8人组成）归类分析，第一轮筛选出小组内认为有价值的问题，然后每一组派一个代表把小组内生成的问题写到黑板上，全班同学在老师的指导下讨论分析，第二轮筛选出有价值的问题。
在动手实验之前，同学们已生成了如下有价值的问题（教师对学生的问题进行了必要的整理，使问题更明确、更科学）。
1.探究实验中提到的力，其内涵是什么？
这个问题的价值在于能为学生澄清外力与合外力的细微区别。实际上牛顿第二定律提到的外力指的就是合外力。
学生应该有了一些实践的经验和初步的分析能力。要学生理解力这个概念的内涵，可让学生举例分析。有一个学生举了这样一个例子：静止在水平地面上的物体水平方向不受力，如果用水平方向的力去推物体但没有推动，物体受到不为零的合外力吗（注意被忽视的静摩擦力？）如果推动了呢？（片刻的寂静之后是雷动的掌声，如果教师再作阐述显然是多余的了。）
2.如果一个静止的物体受到不为零的合外力会怎样，能再举例说明吗？
同学1：把手中的石子释放，它将竖直向下运动，且运动得越来越快。同学2：把手中的气球释放，它将竖直向上运动，且运动得越来越快。同学3（按捺不住）：同学2说得有问题，有风和没有风的情况下，气球运动情况不一样。（课堂气氛热烈，争论不断。教者参于问题的生成并把问题引向本堂课要探究的目标上去。）
老师：以上事例说明，力和物体运动状态的改变确实有着某种联系，再如，汽车刹车后为什么会停下来？但又为什么不会立即停下来？请同学们带着问题再去思考新的问题。
3.物体运动状态的改变是由于什么原因？质量对物体运动状态的改变有影响吗？
根据以上事例再结合已经学过的牛顿第一定律，同学们清楚了力是改变物体的运动状态即产生加速度（加速度是反映速度变化快慢的物理量）的原因。牛顿第一定律也告诉我们：物体质量大，则惯性大，运动状态难改变。运动状态改变的难易程度（即同样力的作用下，加速度的大小）由质量决定。
4.加速度与哪些因素有关？
物体的加速度与哪些因素有关，前面的讨论教师实际上在引导学生应从内因和外因两个方面去寻找答案，科学地生成问题。从这里也可以看出自然科学对哲学的基础作用，同学们通过上述的问题生成，在讨论中已逐步明朗本堂课要探究的目标实质上就是加速度a与合外力F和质量m的关系。可再通过下面的问题让同学们猜想这三个物理量中可能存在的内在联系。对同一辆车启动时不同的挡启动快慢为什么不一样？动力车正常行驶比小汽车要快，但启动过程为什么比小汽车慢得多呢？
同学们已经开始大胆地量化加速度a与合外力F和质量m的关系。
[点评]在探究加速度与力、质量关系的问题生成中，有着函数和方程思想的萌芽，物理现象—→物理量—→变量—→代数问题—→方程问题。从具体问题中寻找变量进行提炼抽象的过程，蕴藏着科学思维的质的变化。
[环节2]问题探究。对现象的困惑和疑问，会激起学生对问题的探究。加速度与力、质量的定量关系如何，怎样探究？学生又展开了讨论。
5.可以通过实验探究或理论探究吗？（理论探究在中学阶段主要是指由已有的规律在设定的条件下得出新的规律，例如可以根据牛顿第二定律和运动学的规律推导出动能定理等。）同学经过讨论认为用所学知识还不能推导出加速度与力和质量的关系。
6.如果通过实验探究应怎样设计实验？
这个问题是开放性的，只要学生提出的方案存在合理性，教者都应该鼓励。
同学1：汽车启动，换用不同的档看相同时间发生的位移；或同一档，装不同质量的物体看相同时间发生的位移。（下转第178页）
（上接第11页）（看看！控制变量的思想，）同学2：把一重物从某一高处释放，通过下落的高度和落地的时间求出加速度。
7.如果用教材的装置进行实验探究，要注意什么？
教师引导学生生成具体的问题。
同学1：绳拉小车的力是不是小车受到的合力？
（鼓励同学生成问题也鼓励同学自己去解决问题。这里形成了两个思考的方向：①如果摩擦力很小就可以忽略，例如用气垫导轨；②如果摩擦力较大不能忽略但可以抵消，例如平衡摩擦力）
同学2：钩码和托盘的重力是不是等于绳的拉力？
（这个问题本堂课不能真正解决，但可以让学生清楚：对钩码和托盘而言因为有竖直向下的加速度不符合二力平衡的条件，所以钩码和托盘的重力不等于绳的拉力，但在它们的质量远小于小车的质量的时候可以近似的认为等于绳的拉力。）
8.怎样操作？（让学生在操作的过程中去总结操作的要领。）
9.要记录什么？如何记录？
学生自己动手设计实验，自己设计记录的表格，把课堂交给了学生自己，激发了学生探究的兴趣。
[点评]当自变量超过一个时如何去寻找规律、建立方程，要引导学生利用控制变量法来解决这个问题。那么控制变量法是处理物理问题的方法还是数学的方法？其实这已无关紧了，因为它是数学物理思想渗透的结果。这个阶段是引起思维质的飞跃的重要阶段，应给学生充分的自由，让他们合作讨论，激起学生的头脑风暴。
[环节3]问题解决。把记录好的数据进行处理的过程，这是科学思维又一次飞跃。如何处理得到的数据？每一个同学都跃跃欲试。
分析数据，通过数据寻找物理量的关系,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型例如方程。然后给方程一定的物理意义，就得到了牛顿第二定律的表达式。这个探究实验增强了学生对数字的敏感，很好地渗透了函数与方程的思想。
[总评]问题的生成要注意梯度，要符合思维发展的规律，这就要求问题的生成是有序的，可以有一定的预设性。但思维的发展又具有跳跃性的特点，因此问题的生成更多的是在课堂上即时生成。本堂课是"问题生成"教学模式的典型课例。教学是从问题展开的，力不是维持物体运动的原因，那么力和运动到底是怎样的关系呢？这个问题可以是老师预设的，因为这正是本堂课要探究的目标。所有的问题都应该是围绕这个目标展开的，在老师的有效引导下，学生才能有目的有序的地生成问题，学生的学习积极性和创造的潜能才能被调动起来。既使在问题的解决过程中仍然有着问题的生成。例如探究加速度与质量的关系作图像时就可以生成这样的问题：是作图像还是图像？在这里又能有效渗透数学思想，激起学生的求知欲望。
在这节探究实验课中，可以看出教者对课堂有很强的驾驭能力但更重要的是学生始终是“问题式”课堂的教学主体，真正体现课堂是学生的课堂的“生本”理念。
关键词：高中物理； “问题式”教学； 课堂实录
中图分类号：G633．7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2011）3-011-002
学以问开始，无问无以成学。加强学生问题意识的培养，关注问题生成与解决为历代教育家所重视。孔子认为“疑是思之始，学之端”，亚里士多德也提出：“思维是从疑问和惊奇开始的”。是否善于提出和思考问题，在很大程度上是检验一个人是否具有创造才能的重要尺度。创新灵感在问题生成中被激发。苏霍姆林斯基说过：“在人的心理深处都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”研究、探索基于发现，首先在于问题的生成。学生能否生成问题以及生成怎样的问题，必然会对探究学习的进程与效果产生重要的影响。这是决定学习效果的重要因素。问题使人的注意力具有明显的指向性与选择性，对持续进行有目标的思维、探索活动具有显著的激励功能。在问题空间中进行搜索，以便使问题的初始状态达到目标状态的思维过程就是问题解决。安德森（Anderson，1989年）把问题解决定义为任何受目标指引的认知性操作序列。其中包括三方面的因素：目标的指引性、操作序列及认知性的操作。问题解决综合地、创造性地应用所学知识和方法去解决非常规性的问题，通过一个培养过程，使得对一个问题的深入思考方式慢慢融入到思维当中去，培养思维能力。
以本节课为例，传统教材是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在更改为探究实验，注重的是问题的生成与解决。探究式实验是高中物理“问题式”教学模式的典型课例，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是培养学生如何手脑并用去设计实验，如何生成问题，如何具体操作，以及如何进行数据分析、处理并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的基本能力，也是“学会学习”和“终身学习”所要求的。至于学生生成问题的质量如何，自己设计的方案是否符合要求，实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在问题生成的思维活动，实验设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。
一、教学目标
1.知识与技能：理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。
2.过程与方法：通过实验探究加速度与力的定量关系，知道用控制变量法进行实验。
3.情感态度与价值观：通过问题生成、实验探究，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，激发学生的求知欲和创新精神。
二、教学过程：
[环节1]问题生成。复习牛顿第一定律，引入新课，指导学生围绕探究的目标生成问题。
老师：牛顿第一定律告诉我们，物体的运动不需要力来维持。力和运动到底是怎样的关系？（老师预设生成的问题引起学生的头脑风暴。）
对于探究什么，怎样探究？有的学生在独立思考，有的学生在相互讨论，生成了很多的问题。先通过小组（由6至8人组成）归类分析，第一轮筛选出小组内认为有价值的问题，然后每一组派一个代表把小组内生成的问题写到黑板上，全班同学在老师的指导下讨论分析，第二轮筛选出有价值的问题。
在动手实验之前，同学们已生成了如下有价值的问题（教师对学生的问题进行了必要的整理，使问题更明确、更科学）。
1.探究实验中提到的力，其内涵是什么？
这个问题的价值在于能为学生澄清外力与合外力的细微区别。实际上牛顿第二定律提到的外力指的就是合外力。
学生应该有了一些实践的经验和初步的分析能力。要学生理解力这个概念的内涵，可让学生举例分析。有一个学生举了这样一个例子：静止在水平地面上的物体水平方向不受力，如果用水平方向的力去推物体但没有推动，物体受到不为零的合外力吗（注意被忽视的静摩擦力？）如果推动了呢？（片刻的寂静之后是雷动的掌声，如果教师再作阐述显然是多余的了。）
2.如果一个静止的物体受到不为零的合外力会怎样，能再举例说明吗？
同学1：把手中的石子释放，它将竖直向下运动，且运动得越来越快。同学2：把手中的气球释放，它将竖直向上运动，且运动得越来越快。同学3（按捺不住）：同学2说得有问题，有风和没有风的情况下，气球运动情况不一样。（课堂气氛热烈，争论不断。教者参于问题的生成并把问题引向本堂课要探究的目标上去。）
老师：以上事例说明，力和物体运动状态的改变确实有着某种联系，再如，汽车刹车后为什么会停下来？但又为什么不会立即停下来？请同学们带着问题再去思考新的问题。
3.物体运动状态的改变是由于什么原因？质量对物体运动状态的改变有影响吗？
根据以上事例再结合已经学过的牛顿第一定律，同学们清楚了力是改变物体的运动状态即产生加速度（加速度是反映速度变化快慢的物理量）的原因。牛顿第一定律也告诉我们：物体质量大，则惯性大，运动状态难改变。运动状态改变的难易程度（即同样力的作用下，加速度的大小）由质量决定。
4.加速度与哪些因素有关？
物体的加速度与哪些因素有关，前面的讨论教师实际上在引导学生应从内因和外因两个方面去寻找答案，科学地生成问题。从这里也可以看出自然科学对哲学的基础作用，同学们通过上述的问题生成，在讨论中已逐步明朗本堂课要探究的目标实质上就是加速度a与合外力F和质量m的关系。可再通过下面的问题让同学们猜想这三个物理量中可能存在的内在联系。对同一辆车启动时不同的挡启动快慢为什么不一样？动力车正常行驶比小汽车要快，但启动过程为什么比小汽车慢得多呢？
同学们已经开始大胆地量化加速度a与合外力F和质量m的关系。
[点评]在探究加速度与力、质量关系的问题生成中，有着函数和方程思想的萌芽，物理现象—→物理量—→变量—→代数问题—→方程问题。从具体问题中寻找变量进行提炼抽象的过程，蕴藏着科学思维的质的变化。
[环节2]问题探究。对现象的困惑和疑问，会激起学生对问题的探究。加速度与力、质量的定量关系如何，怎样探究？学生又展开了讨论。
5.可以通过实验探究或理论探究吗？（理论探究在中学阶段主要是指由已有的规律在设定的条件下得出新的规律，例如可以根据牛顿第二定律和运动学的规律推导出动能定理等。）同学经过讨论认为用所学知识还不能推导出加速度与力和质量的关系。
6.如果通过实验探究应怎样设计实验？
这个问题是开放性的，只要学生提出的方案存在合理性，教者都应该鼓励。
同学1：汽车启动，换用不同的档看相同时间发生的位移；或同一档，装不同质量的物体看相同时间发生的位移。（下转第178页）
（上接第11页）（看看！控制变量的思想，）同学2：把一重物从某一高处释放，通过下落的高度和落地的时间求出加速度。
7.如果用教材的装置进行实验探究，要注意什么？
教师引导学生生成具体的问题。
同学1：绳拉小车的力是不是小车受到的合力？
（鼓励同学生成问题也鼓励同学自己去解决问题。这里形成了两个思考的方向：①如果摩擦力很小就可以忽略，例如用气垫导轨；②如果摩擦力较大不能忽略但可以抵消，例如平衡摩擦力）
同学2：钩码和托盘的重力是不是等于绳的拉力？
（这个问题本堂课不能真正解决，但可以让学生清楚：对钩码和托盘而言因为有竖直向下的加速度不符合二力平衡的条件，所以钩码和托盘的重力不等于绳的拉力，但在它们的质量远小于小车的质量的时候可以近似的认为等于绳的拉力。）
8.怎样操作？（让学生在操作的过程中去总结操作的要领。）
9.要记录什么？如何记录？
学生自己动手设计实验，自己设计记录的表格，把课堂交给了学生自己，激发了学生探究的兴趣。
[点评]当自变量超过一个时如何去寻找规律、建立方程，要引导学生利用控制变量法来解决这个问题。那么控制变量法是处理物理问题的方法还是数学的方法？其实这已无关紧了，因为它是数学物理思想渗透的结果。这个阶段是引起思维质的飞跃的重要阶段，应给学生充分的自由，让他们合作讨论，激起学生的头脑风暴。
[环节3]问题解决。把记录好的数据进行处理的过程，这是科学思维又一次飞跃。如何处理得到的数据？每一个同学都跃跃欲试。
分析数据，通过数据寻找物理量的关系,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型例如方程。然后给方程一定的物理意义，就得到了牛顿第二定律的表达式。这个探究实验增强了学生对数字的敏感，很好地渗透了函数与方程的思想。
[总评]问题的生成要注意梯度，要符合思维发展的规律，这就要求问题的生成是有序的，可以有一定的预设性。但思维的发展又具有跳跃性的特点，因此问题的生成更多的是在课堂上即时生成。本堂课是"问题生成"教学模式的典型课例。教学是从问题展开的，力不是维持物体运动的原因，那么力和运动到底是怎样的关系呢？这个问题可以是老师预设的，因为这正是本堂课要探究的目标。所有的问题都应该是围绕这个目标展开的，在老师的有效引导下，学生才能有目的有序的地生成问题，学生的学习积极性和创造的潜能才能被调动起来。既使在问题的解决过程中仍然有着问题的生成。例如探究加速度与质量的关系作图像时就可以生成这样的问题：是作图像还是图像？在这里又能有效渗透数学思想，激起学生的求知欲望。
在这节探究实验课中，可以看出教者对课堂有很强的驾驭能力但更重要的是学生始终是“问题式”课堂的教学主体，真正体现课堂是学生的课堂的“生本”理念。