摘要：我国《普通高中物理课程标准（实验）》将“科学探究”列入“课程目标”、“内容标准”和“实施建议”之中。科学探究既是物理课程的目标，又是物理课程的重要内容。为使科学探究过程有效进行，问题情境的创设至关重要。本文主要思考科学探究活动中如何创设问题情境。
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关键词：科学探究；问题情境；创设研究
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）2（S）-0025-3
1 科学探究中创设“问题情境”的意义
爱因斯坦认为：“发现一个有价值的问题比解决一个问题更重要。发现一个有价值的问题可能开辟一个新的学科领域。而解决问题只是一些技巧。”科学探究的开端是发现问题和提出问题，没有问题就没有探究。所以，在科学探究教学活动中教师要让学生有问题可探，激发和培养学生的探究兴趣。为使学生积极主动地参与到探究活动中去，就要积极为学生创设丰富的问题情景。所谓问题情境就是一种具有一定的困难，需要学生努力克服（寻找到完成任务的途径、方式），而又在学生能力范围内（努力可克服）的学习情境。大量的事实发现，学习的愿望总是在一定的情境中产生，问题性的情境，常常对学生具有强大的吸引力，一个好的问题情境，往往能够激起学生强烈的问题，发展其思维能力和创造能力。
创设问题情景。就是要挖掘和创造丰富多彩的学生科学探究的原材料，选取学习和生活中难易适度的物理问题或事物，创设出对学生有意义的问题引发学生的科学探究，激发学生积极思维的学习动机，让学生保持长期的学习物理的兴趣，并在解决问题的过程中获得新知识，领悟学习物理的方法。
在科学探究教学中，教师要通过设立一系列有难度的问题活跃学生的思维，激发学生的求知欲望，从而营造一种强烈的课堂求知气氛。要根据教材内容，根据学生实际情况，不失时机地结合学生的认知需要，把握各部分的内在联系，运用综合、联系、分析、比较的方法，捕捉每个机会，提出发人深思的问题去创设问题情境。引导学生想象、探讨，发展学生的积极思考。它与问题不同，问题指的是个人不能理解的事物与确定的客观世界的矛盾。问题与情境是两个不同的概念，但又有联系。问题情境的产生必须依赖于问题。没有了问题，学生也就不会产生心理困境。因此，问题情境应该具备三要素：第一，新的、未知的事物（目的），这是产生问题情境的核心要素；第二，思维动机（如何达到），即对未知事物的需要；第三，学生的知识能力水平（察觉到问题），包括学生的创造能力和学生已达到的知识水平。
2 科学探究中问题情境的创设方法
科学探究中创设问题的实际情境，方法是非常多样的，它可以是一个探究性的实验，一个物理与社会、生活、生产实际联系的实践题，一种直观形象，一段录像资料，一个大胆的科学设想，一个学生练习或作业中的错误，一个课本上的疑问，一个学生思维中的矛盾等等。
2.1 利用生活事件与经验创设问题情境
科学源于生活，利用学生熟悉的实例，联系生产和生活实际创设问题情景，或者他们所关心的话题提出问题，创设问题情境，可以使学生感到科学学习的现实意义，认识到科学知识在实际生活中的作用。因此，也就更容易激发学生的好奇心和兴趣。使学生认识到学科学的现实意义，使学生感到学有所得，学有所用。这样容易激发学生的愉悦心情，触发学生的情感和求知欲，更能提升学生探究学习的兴趣。
案例在教学《摩擦力》一课中探究关于滑动摩擦力大小的影响因素时，可以在上课前布置课前思考题：生活中有哪些现象用到滑动摩擦力，是如何利用和减小滑动摩擦力的？按小组进行总结归纳以便于课上讨论和对比。在课上首先让学生把自己观察到的现象总结归类：
增大滑动摩擦力――如使接触面更粗糙，接触面积大，压力大等等；减小滑动摩擦力――如使接触面更光滑，接触面积小，压力小等等。
在学生讨论后利用提供的实验器材来进一步验证，怎样选择实验器材？怎样测量滑动摩擦力？最优实验方案是什么？滑动摩擦力与正压力的关系如何？等等问题都可以让学生积极探讨，然后根据各组实验结论总结。
平时教学中如果能经常联系学生熟悉的生活实际创设问题情境，不仅能充分激发学生的兴趣，引发学生的求知欲望，还可以让学生切身感受到科学就在我们的身边，从而养成平时要多观察、多发现、多思考的良好学习习惯。
2.2 在实验中创设问题情境
物理是一门以实验为基础的科学，它对激发学生兴趣、培养学生的科学态度和科学的学习方法均起着重要作用。各种科学实验以其直观性、形象性为学生提供了丰富的感性材料，使其充满着趣味性、思维性、挑战性、探索性和创造性，能有效激发学生的好奇心和求知欲。因此，充分运用教材中的演示实验、学生实验等都可创设问题情景。
案例在《楞次定律》一课教学中，课堂演示实验和学生探究实验是必不可少的。首先，要让学生感到感应电流的方向存在某种规律。可以提出下列问题：①感应电流的方向可能与哪些因素有关？②要记录哪些数据？怎样设计记录数据的表格？学生实验后积累了一些有用的素材，然后再提问：①能否用自己的语言总结一下实验的现象或规律？（学生总是感觉总结规律很难）②如果将感应电流的磁场方向标出来，你能否用自己的语言总结实验结果？
学生在探究过程中始终面临未知的问题，在教师适当的问题情境设置下，就能在发现的道路中自由行走，这种学习过程充满趣味。
2.3 通过设疑、猜想创设问题情境
设疑、猜想能使学生从原有的认知结构中产生矛盾，激起思维的欲望。不仅能使学生在兴趣和成功的喜悦中较好地掌握知识，还能从中发展思维，逐步形成良好的学习方法。
案例在学习《闭合电路欧姆定律》这一节的探究教学中，教师先做一个简单的演示实验：外电路断开时，电压表直接测量电源两端电压：外电路闭合时，重新用电压表测量电源两端的电压，观察电压表的读数变化。提出问题：①电源长时间使用或直接短路，本身也要发热，原因是什么？（存在内阻）②接上外电路后，电源两端的电压减少了，减少的电压到哪里去了呢？请说出你的猜想？教师进一步利用内电压的特殊电源，验证学生的猜想，并呈现事实：电源的内外电压之和与外电路无关，由电源的材料决定，反映电源本身的一种特性。再提出问题：③猜想电动势与电源的内外电压之和的关系？④理论探究你猜想的正确性？ 这样通过不断的设疑、猜想的情景创设，寻找最近发展区，充分利用学生的已有知识，寻找新知识的增长点，给学生的合理猜想提供必要的事实依据，明确学习过程方向，使探究过程充满理性的思考。
2.4 科学模拟研究创设问题情境
学生学习物理与科学家研究物理是有区别的。中学生学习物理主要是通过学习前人发现的物理知识。来掌握知识与技能，学习研究的过程与方法，培养情感态度与价值观。但是，学习物理可以采用科学模拟研究的方法。利用这种模拟物理学家的研究来创设学生发现问题的情境，可以使学生以研究者的角色进入学习，学会科学地看问题、想问题，逐步了解物理学的探究过程和方法。
案例在物理必修模块1的“活动建议”中，提出“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况，从中了解空气对落体运动的影响”。在教学中可以创设出模拟研究的情境：对亚里士多德关于物体下落的观点进行讨论，并要求学生勇于质疑，大胆提出研究问题。学生可能会提出五花八门的有关物体下落的问题。引导学生讨论并把问题归结到“物体下落的情况与哪些因素有关”的研究课题上来，并引发学生对研究课题解决方法的讨论：影响物体下落快慢的因素可能是什么？（可能的因素是空气、物体质量、物体大小、物体的材料、下落的地点……）如何来研究这种多种因素影响的研究课题？通过讨论，引导学生利用“控制变量法”，即先把其他变量设为“恒定”。而研究“质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况”等等。
2.5 利用多媒体技术，创设问题情境
多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段于一体，具有很强的真实感和表现力。特别对于微观的、抽象的、不可见的或变化过程极短的科学现象，以及学生缺乏经验的生活现象。利用该技术创设问题情境。可以丰富学生的感观刺激，吸引学生的注意力。激发学生的探究兴趣。
案例在教学《万有引力定律的应用》一课中可利用多媒体等现代化手段进行模拟教学，充分发挥了电教手段的作用，图文并茂、形象直观的演示了人造卫星发射、运行等过程，并且在教学中不断提出问题，使学生在问题中不断思考。
再如，《核能》的教学中，如果按照教材平铺直叙，学生毫无兴趣，若能精心组织一场有关原子弹与核能和平利用的影片，待学生看得正集中时。暂停放映，这时学生内心必然产生原子弹爆炸的巨大能量从何而来的疑问，进而产生学习核能知识的驱动力。
2.6 课外延伸，创设问题情境
在具体教学过程中，教师可以把课内知识的应用适当延伸，设置一些要既有难度又有梯度的问题情景，以激发学生用所学知识探索新问题的兴趣。
案例在学完《单摆》一节后，给学生设计如下一课题让学生思考：给定一段足够长的不可伸长的细线、小铁球和一块秒表，请学生测定课桌的面积。主要方法：分别以课桌的长（a）、宽（b）作为摆长，系住小铁球使其在竖直平面内作小角度（<10°）的摆动（简谐运动），测出两个单摆的周期T1和T2，利用单摆的周期公式求出A和6，进一步计算出课桌面积。
综上所述，精心创设问题情景。可以更好的为学生提供良好的暗示或启迪。这不仅有利于直接提高学生对学习的积极性，使学习活动成为学生主动进行的、快乐的事，而且不会使科学探究停留在表面。学生在具体的问题情景引导下进行有意义的探究活动，可以改变学生的学习方式，锻炼学生的创造性思维，培养其学习能力。
3 科学探究中问题情境创设的注意点
3.1 “度”的把握
每一堂好的探究活动课都有相似的地方，即教师在一些关键点的问题情境创设非常精彩，这堂课里面的问题能够充分地激发学生的思考，学生非常有兴趣地针对这些问题来展开讨论，课堂气氛热烈融洽。因此，问题情境创设的“度”的把握非常重要。任务的难度是形成问题情境的重要因素之一。只有那些与学生“最近发展区”相适应的问题情境，才具有强大的吸引力。才能激发学生的学习兴趣。任务的难度是形成问题情境的重要因素之一。不需经过努力就能完成的任务，或经过再大努力也不能完成的任务，都不能引起学生的兴趣。只有那些“半生不熟”、“似懂非懂”、“似会非会”的内容。才能引起学生的兴趣并迫切希望掌握。所以，问题情境的形成表明了学习任务与学生物理认知结构之间的一种特定关系――既适应又不适应。完全适应或完全不适应的状态都不能构成问题情境。
3.2 应遵循的几个原则
（1）探索性原则
教师从激发学生探求欲望的目的出发，根据学生现有的知识、能力，把要传授的知识信息，精心组织在一些引人兴奋、使人疑惑的关键处，重要的信息就隐藏在这些“疑问”中，让学生在好奇心驱使下，尝试展开“疑问”，亲自探索来获取信息。
（2）趣味性原则
探究教学以发挥学生主体作用为特征。学生有一种天生的好奇倾向，喜欢探究问题，当好奇心得到满足，就有了成就感。因此，探究内容必须能充分激发学生的内在动机和探究的欲望。实践发现，选择源于学生生活的、超越常规但又在情理之中的、有一定难度和挑战性的内容，有益于激起学生的探究兴趣。
（3）可操作性原则
课堂探究希望有结果，因此应该选择通过有步骤的探究活动可以得到答案的问题。
3.3 师生关系的“转型”
在问题情境的创设及教学中，教师的角色要发生根本的转型。教师要从知识的传授者和占有者，转变为学生学习的促进者、合作者和学习者。这就要求改变教师单纯传递知识的教学做法，而转变为激励学生思考，发现问题，提出问题，解决问题。教学要真正让学生具有话语权，教师要学会“沉默”，少教授，多平等地参与。在发现问题情境的创设及教学中。学生在学习中的主体地位并不意味着对教师作用的否定。教师要花时间与精力进行发现问题情境创设及对教学的富有创造性的组织和管理。同时教师也成了一名学习者，因为学生发现的问题和提出的问题及其解决，可能与教师的认知或预计相冲突。很多情况下，教师要在学生面前坦率地承认自己的不足。与学生共同研讨和思考。在这一教学过程中，教师本身也是不断充实、丰富、完善自己的过程。参考文献：
[1]教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社.2003.
[2]靳玉乐.探究教学论[M].重庆：西南师范大学出版社，2001.
（栏目编辑 刘荣）
