[职称论文]初中物理教学论文 论物理教学中提出问题的水平

1 论物理教学中提出问题的水平 摘要：在 “ 培养学生提出问题能力 ” 当中，应该避免对 “ 问题 ” 概念的泛化，应该界定为： “ 问题 ” 是个体通过对日常生活、自然现象或实验现象的敏锐的捕捉、深入的观察和批判的审视，或者对理论的批判的质疑所发现的与现有认识的差距或矛盾。较高水平的问题应该具有以下特征：较高的知识关联度、较高的预设明确度、较高的信息综合度、较高的思维激活度。 关键词：物理教学 ；问题 ；知识关联度 ；预设明确度 ；信息综合度 ；思维激活度 一、引言 关于物理教学中培养学生提出问题能力的重要性已毋庸多议， 但是我们发现，当前关于这一课题的研究与实践至少存在两点认识上的混乱：一是 “ 问题 ” 的歧义性，不同的研究者所指的问题的内涵与外延有所不同，有的专指探究性问题，有的把针对不懂的知识、不会做的习题的提问也包括在内 ；二是问题水平高低认识不清，学生不清楚什么样的问题才算是高水平的问题，甚至不少教师亦如此，所提出的问题只不过是简单现象描述加上疑问词和问号，出现为了多问而乱问的现象。 在走过新课程改革的初级阶段，解放被传统教学所禁锢的儿童好问的天性，让学生迸发出多问的热情后，如何使学生从问得多进步到问得好的课题就上升 到了当务之急。首先认识清楚什么样的问题才算是好的问题，才能指引我们朝着问得多又问得好的境界努力。关于问题的分类和质量，国内外学者都有一定的研究。 Graesser， Person， Huber 把探究问题分为：确认、选言、概念完成、特征阐明、量化、定义、举例、比较、解释、前因、因果、目标定位、仪器 /程序、可行、评判、期望、断言、请求 /指令，并指出其中 “ 前因、因果、目标定位、仪器 /程序、可行、评判、期望 ” 为深度思考问题 (deepreasoningquestions)，这些问题与内心的认知水平高度相关，因而，被视为高质 量问题 (highqualityquestions)。受布卢姆等人的分类学影响，靳玉乐和徐学福将提问分为知识型、理解型、应用型、分析型、综合型、评价型，其中知识型提问则是典型的低级问题 ；类似地，王祖浩将所提出的问题分为低级认知提问 (认同提问、理解提问、应用提问 )和高级认知提问 (分析提问、综合提问、评价提问 )；YehuditJ。 Dori， OritHerscovitz 将学生所提出的问题分为定位问题 (现象或问题的描述、冒险、处理或解决方案 )、与所学内容相关问题所学内容提供答案、所学内容部分提供答案、所学内容中找不到 答案 )和复杂问题 (应用或分析、学科方法、判断或评价、立场或个人看法 )。爱德华和吉凡 (Edward&Jinfa)将学生提出的问题根据更换、组合、对比、重述、改变五种基本的语义结构关系进行了分类，即： (1)通过重述所给信息提出的问题 ；(2)通过对所给信息的组合提出的问题 ；(3)通过更换所给信息提出的问题 ；(4)通过改变所给信息提出的问题 ；(5)通过对所给信息进行对比提出的问题。包栗、郭玉英和曾路参照爱德华和吉凡的分类方法将问题分为三类： A 类，可探究、与相应课程内容密切相关、体现思维再加工的问题 ；B 类，可探究的、 与课程内容有关联、重复提供信息的问题 ；C 类，不可探究、与课程内容无关的问题、陈述句表达的问题。沈金林从问题的难度、广度、梯度提出探究性问题应有如下特性：挑战性、针对性、层次性、广泛性。李琛从问题所反映出的个体创造力和思维品质的角度用流畅性、精确性和独创性三个方面进行评价。流畅性是指发现问题的数量，即对于特定的问题情境有多种反应或答案 ；精确性是指能否抓住问题的本质，对问题的描述是否准确、到位 ；独创性是指所发现的问题出现的频率比较少。 JW 盖泽尔斯把问题大致分为三类：呈现型问题、发现型问题和创造型问题。这三类 问题是不等价的。呈现型问题是由他人呈现的问题，问题是给定的，求解思路是确定的，解决的方法也是现成的，答案是一定的，这类问题并非学生主动参与的产物，学生只需按现成的方法求得唯一正确的答案即可，因而总是压抑求异、质疑的精神，不利于创造性的发挥 ；创造型问题是指这个问题的答案在 2 某人发明或创造它之前是不存在的，创造型问题因其独特、新颖而且富有科技意义而难得在中学教学当中见到 ；发现型问题是学生个体在问题情境中自行探索、积极思维、发现问题、大胆地提出问题，其思维操作方向是不定的，目标、任务以及问题本身均由个体确定，这里充 分体现了学生的主观能动性。 这些研究都是富有启发性的，但是也还存在明显的局限性。除了前面已经提到的 “ 问题 ” 的歧义性以外，还有一个局限性是不同的研究者有不同的研究视角，但每个视角均显狭窄，维度单一。因此，本文想在严格界定 “ 问题 ” 的基础上提出一套较为全面的指标体系，用于评价 “ 问题水平 ” ，同时为培养学生提出问题的能力指明努力的方向。 二、对 “ 问题 ” 的界定 对广义的 “ 问题 ” 的理解可以非常宽泛，如心理学所说： “ 当一个人要达到某个目标而不知该如何才能达到时就出现了问题 ” ，这种 “ 问题 ” 概念有多个层次。 最低层次的当属知识理解问题。知识理解问题产生于关于教科书所列事实的解读，关于概念或定律的理解。学生提出这一类问题表明学生对经验事实难以进行思维想象 ；或者学生对某一定义的理解上有困难，比如 “ 负功是什么意思 ”“ 当速度变化时，加速度与速度是什么关系 ” 等 ；或者学生对某一公式的意义不很清楚，比如 “ 在功能原理中，为什么不计算重力所做的功 ”“ 我不清楚什么时候用功这个词，什么时候用能这个词 ” 等。前述一些学者所言的问题中，有些就可归入此列。 稍高层次的是习题。在这些问题中，学生需要建立不同概念间的联系或知识与情景 间的联系，但还只是需要已学的知识。 层次再高一点是应用知识解决实际问题。最高层次的应该是创新性问题。这一类问题当中，或者牵涉到学生尚未学习的知识，问题的解决就意味着相对于学生来说的新知识的产生，或者虽然没有新知识的产生，但创造性地应用知识导致发明创造。 同一层次的问题也有水平的高低不同。比如 “ 知识理解问题 ” 当中，直接指向单一概念含义的问题就比指向不同概念关系的问题水平低，习题也有难度不同，等等。 这些 “ 问题 ” 并非全是课程标准中所强调的和目前大力研究的 “ 培养学生提出问题能力 ” 中的 “ 问题 ” 。其 中 “ 知识理解问题 ” 和 “ 习题 ” 应该明确地被排除在外，因从提出问题的角度来看，它们并不涉及提出问题的能力要素 ；“ 实际问题 ” 和 “ 创新性问题 ” 才是值得关注的。 全日制义务教育物理课程标准解读中阐述的 “ 提出问题 ” 是 “ 能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学有关的问题，能书面或口头表述这些问题 ” 。这里使用了 “ 发现 ” 两字，说明所指 “ 问题 ” 具有一种潜在性，表现在可能是需要比较敏锐的洞察力来捕捉，或者需要细致深入的观察力来挖掘，或者是需要批判思维来审视。另外，从理论内部批判中发现问题，也应该是值得努力的 (对于中学生来说也许太难了些，不必苛求 )。可见 “ 问题 ” 不是 “ 自现 ” 的，而是被 “ 发现 ” 的。 因此，在 “ 培养学生提出问题能力 ” 当中，应该避免对 “ 问题 ” 概念的泛化。本文提出以下比较严格的界定： “ 问题 ” 是个体通过对日常生活、自然现象或实验现象的敏锐的捕捉、深入的观察和批判的审视，或者对理论的批判的质疑所发现的与现有认识的差距或矛盾。 这样界定的 “ 问题 ” 自然是较高层次的问题。但是就像体育比赛中难度系数大的动作也还有一个做得好不好的区别一样，此处的 “ 问题 ” 也还得有一个如何才算问得好的标准。下面，本文试图提出 几个指标，虽然难求全面，以期抛砖引玉。 三、较高水平问题的特征 实际上，对可以直接观察的现象简单描述的发问，尚属于低水平的问题，其形式就是 “ 为什么或是什么 +观察对象的简单描述 +问号 ” ，比如流传广泛的牛顿的故事中 “ 苹果为什么会落向地面 ” 的问题。这一类问题通常是 “ 源于好奇与无知，或某种疑虑与求知欲而提出的问 3 题 (也称无知问题 )” ，它往往直接来自生活经验或实验的直接观察，前者如 “ 为什么高跟鞋鞋跟在湿泥地上的压痕会比平跟鞋深 ” ，后者如 “ 覆杯实验中的水为什么不会倒出来 ” 。 这一类问题原则上可以引起探究 ，甚至导致新知识的发现。比如，对于尚未学过万有引力的学生来说， “ 苹果为什么会落向地面 ” 问题的解决就是一个科学发现的过程。但要使探究真正开始起步，这类问题还是无能为力的，它的作用主要是激发兴趣，如果问题水平停留于此，探究就只能止步不前。这类好奇加无知的问题必须经过转换提高问题水平才能使探究成为可能。 我们认为，较高水平的问题应该具有以下特征。 (一 )较高的知识关联度 问题的知识关联度就是指所提出的问题与已有知识发生联系的程度。一个称得上高水平的问题 “ 产生于对知 识背景的分析，仅有观察绝不能产生问题，只有当把观察与已有知识比较时，才能产生问题 ” 。对于 “ 知识创新性问题 ” 更是如此，它对应科学发现的过程。 “ 一个问题要与科学发现发生必然联系，就必须与发现本身所提供的知识发生某种必然的联系 ” ， “ 就必须对现有知识提出质疑 ” 。 因此若要提高问题水平，就必须使问题与已有的知识联系起来，提高知识关联度，使问题从现象的直接描述转化为具有某种抽象性、渗透一定理论知识、有所知又有所不知的问题。比如前面提到的 “ 苹果为什么会落向地面 ” 的问题，要想使探究起步，就应该使这个简单问题指向力、运 动学、动力学等相关的背景知识，并将它们联系起来进行比较，从而将问题转化为诸如 “ 苹果本来静止于树上，是什么力使它运动 ?”“ 苹果不会向上运动，也不会向左或向右运动，总是落向地面，是不是受到一个总是指向地面的力的作用 ?”“ 使苹果总是落向地面的是一个什么力 ?” 等等。再如， “ 为什么高跟鞋鞋跟在湿泥地上的压痕会比平跟鞋深 ” 的问题，可以演化为 “ 力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系 ” 这一科学问题，进而还可以发展为 “ 力对物体的破坏作用和什么因素有关 ” 这一探究问题，通过探究后便有可能形成压强的概念。 (二 )较高的预设明 确度 从逻辑上讲，问题当中存在问题的指向预设和解答域预设。 “ 问题的指向预设，主要是从对象角度，预设某种实体、性质状态、原因 (因果关系 )以及命题等的存在。 ”“ 所谓科学问题的解答域预设，就是问题自身所认定 (或假定 )的问题解答范围，它指示着解答者到哪个域限中去寻找答案。 ” 低水平的问题往往预设不明确。比如 “ 苹果为什么会落向地面 ” ，它预设苹果下落是有原因的，但至于是什么类型并不明确。另外，它的解答域预设也不明确，比如说解答者到底应该从植物学的角度寻求解答 (有人可能回答 “ 苹果熟了就掉下来 ”) ，还是从力学角度进行解 答。相比之下，经过转换的 “ 是什么力使苹果落向地面 ” 的问题，其指向预设和解答域预设明确了许多，它预设了原因是一种力，预设了要在力学领域解答问题。有了比较明确的预设，探究也就可以朝着一个方向起步了，目标指日可待。所以，海森堡说：“ 提出正确的问题，往往等于解决了问题的一大半。 ” (三 )较高的信息综合度 一个低水平的问题往往只是单一信息的简单重述。在一个问题当中，如果反映了较多的信息甚至体现了不同信息之间的关系 (可以是不同现象之间的联系，也可以是观察数据之间的关系 )，那么它就是较高水平的问题。比如， “ 树 上的苹果为什么会落向地面 ?而天上的月亮为什么不会掉下来 ?” 这一问题比起原来的单一的 “ 苹果为什么会落向地面 ?” 信息综合度就要高一些，因为它将不同的观察现象联系了起来。再比如， “ 为什么高跟鞋鞋跟在湿泥地上的压痕会比平跟鞋深 ?” 与 “ 为什么高跟鞋鞋跟在湿泥地上的压痕会比平跟鞋深 ?为什么穿同样的鞋，体重大的人鞋的压痕深 ?” 相比较信息综合度明显不同。信息综合度主要体现了信息的广度而不是深度。思维深度由下一个指标 思维激活度去体现。 4 (四 )较高的思维激活度 教学中的 “ 提出问题 ” 之所以受到高度重视，就是因为 它能够很好地促进学生的思维发展。一个低水平的问题，只是无知带来的困惑，并没有思维的调动，是达不到发展思维的目的的。而高水平的问题的提出，需要逻辑思维甚至批判性思维等创造性思维的参与，这才是有教育价值的。爱因斯坦说过： “ 提出一个问题比解决一个问题更为重要 ” ，就是因为 “ 解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已 ” ，而提出新的问题却需要创造性思维。 思维卷入越深，问题的水平就不断提高。比如，在阿基米德定律的教学中，最初提出的是 “ 浸没在液体中的物体受到的浮力有多大 ” 的问题。这个问题已是一个具有一定水平的问题 ，有一定的知识关联度，也有一定的预设明确度。但如果直接转到实验演示 (在传统的课堂教学中，常常见到教师这样做 )： “ 下面我们用实验来研究这个问题 ” ，然后展示实验仪器，介绍仪器，实验操作，在弹簧的下端挂一个金属筒，筒下面吊一个金属块，记下弹簧伸长的位置，另取一只溢水杯，杯里的水装到溢水管口，使水刚好不流出，把金属块缓缓地全部浸入水面下，金属块受到水的浮力，弹簧缩短，被金属块排开的水全部从溢水管流入小杯，然后把小杯里的水倒入弹簧下面的金属筒中，弹簧又伸长到原来的位置，说明金属块在水中受到的浮力与被金属块排开的水的重 力相等，然后再进一步概括上升至阿基米德定律。这样，学生的思维链将在此中断，在这样一个过程中，一般的学生都只是一个观察者，除了静观结果外，其思维未能启动，对于演示实验的设计思想、操作思路都无从思考，学生不知道实验为什么会这样做，怎么会想到把溢出的水再加到金属筒里，剩下的就只有观看教师表演实验了，做一个观众看一个实验结果，这样表演实验的作用也就退化到仅为结论提供实验支持，只为教学增加直观性，为学生提供感性印象帮助记忆，为掌握知识服务，而不能很好地发挥思维培养能力的作用。如果激励学生进行猜测，可将初始问题转换为 “ 浸没在液体中的物体受到的浮力与浸入液体的深度有关吗 ?”“ 浸没在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积有关吗 ?”“ 浸没在液体中的物体受到的浮力与液体的密度有关吗 ?” 等一组问题，这些问题有了更加明确的预设，将进一步指引学生去考虑如何设计实验进行验证，学生的思维被高度激活。 Graesser， Person 等把 “ 前因、因果、目标定位、仪器 /程序、可行、评判、期望 ” 等问题视为高质量问题就是因为这些问题为深度思考问题。 问题的转换过程，将产生一条问题链。问题链的伸展方向可以有很多，比如上述 “ 浸没在液体中的物 体受到的浮力有多大 ?” 还可以从次级问题 “ 能否计算浸没在液体中的规则物体 (如正方体 )受到的浮力 ?” 开始伸展。问题链的终端可以是聚合的，也可以是发散的。整条问题链具有逻辑连贯性，由一系列思维推理组成。 从上述讨论可以看出