抛锚问题情境 激发主动探究
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建构主义认为，学是与一定的“情境”相联系，在实际情境中进行的。在义务教育物理课堂实验教学中，良好的问题情境能激发学生强烈的好奇心，诱发学生主动探究的动机，引发学生积极思考，促进学生的创造活动。因此，课堂情境创设是教学流程设计中最重要的内容之一，切不可等闲小觑。[1]
乔纳森（D. Jonassen， 1999）等教学论专家强调课堂教学要以问题驱动学习，不是先从理论或原则出发，而是要运用有趣的、投入性的和真实的问题，帮助形成学习者的问题意识或主人翁感。为此，问题的结构应该是不良的，有一些方面或部分必须由学习者去定义或建构。[2]物理具有非常鲜明的“以物明理和物理渗透”的学科特点，直观生动的物理实验更是创设问题情境、激发学生主动参与学习智慧的最佳选择。[3]在义务教育阶段的物理教学中，创设问题情境，并从情境中选择出与当前学习主题密切相关的真实事件或问题，以专门的“锚”（anchor）作为支持物启动教学，激励学生主动学习，在同伴协作中解决问题，这便是所谓有效的抛锚式教学。[4]
悬念性问题情境，是指教师用新颖的方式、生动的语言，设置一些学生欲答不能而又迫切要求得到解答的物理问题，造成学生心理上的“悬念”，从而激发强烈的探究欲望。
学生的心智往往是由问题开始，又在解决问题的过程中得到发展。在物理教学中，教师要依据学习内容的特点和教学需要，在新旧知识的联结点上创设悬念性的问题情境，围绕这一个“锚”，启发学生积极思维、大胆猜想、努力探索，发展学生思维的创造性。
例如在“流速与压强的关系”这一内容的教学中，笔者设计了这样一个实验：选取一合适的漏斗，喇叭口朝下，将一乒乓球放入其中。问学生：“对着漏斗嘴使劲向下吹气，乒乓球会怎样？”学生几乎异口同声回答：“会掉下来。”但实验结果正好相反。这一出乎学生意料的悬念情境，无疑强烈刺激了学生的好奇心和思维力，他们渴望探索发现其中的科学奥秘，于是主动阅读和实验分析的欲望被有效地激发出来。
二、创设阶梯性问题情境，引领学生深度学习
阶梯性问题情境，是指教师在课堂教学过程中，根据学生已有的认知结构和思维水平，设置系列化的循序渐进的问题，由此引发认知的冲突，唤醒学生强烈的问题意识和探究动机，引导学生从克服困难和自己探索中形成排惑解难、寻根究底的强烈愿望，引导学生去发现问题、提出问题、创造性地解决问题。在学情分析的基础上设计阶梯性问题，学生一般不会觉得有认知冲突，易于进入学习情境，在充分调动学生积极思考、自主地体验到这些问题的解决方案后，学生进一步求新、求异、求巧的思维创新意识将进一步被激发。
例如在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的教学中，假如一上来就要求学生完成自主探究实验，那学生将无从下手。笔者设置了有梯度的问题情境，采用“镶嵌式教学”的形式为学生主动学习搭建脚手架：
1.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？引导学生回忆生活经验，开展有意义的猜想，并说明猜想的依据。如：可能与接触面的粗糙程度有关，因为人走在有水的路面上容易滑倒等等。
2.如何研究一个量与多个变量的关系呢？学生自然联想到“控制变量法”的应用，并以此为解决问题的钥匙，设计实验步骤，在同伴协作中探究物理量之间的关系。
3.如何测量木块所受到的摩擦力？引导学生联想到两力平衡的知识，当木块在水平面上作匀速直线运动时，拉力就等于摩擦力。
4.从实验研究中可以得出哪些结论呢？学生分析实验记录的数据，归纳得出与书本相同的结论：滑动摩擦力的大小与接触面的压力和接触面的粗糙程度有关。
5.实验中要想得到正确的结论，操作上需注意哪些方面呢？
为引导学生实验建构关于摩擦力的知识，笔者参考《杰斯帕·伍德巴瑞问题解决系列》（Jasper Woodbury Problem Solving Series）[5]软件中的情境教学模式，精心设计了上述阶梯性摩擦力主题学习路线，解决方案的多样性随问题难度的增加而增加，整体考虑学生探究能力目标的逐步达成。
在前四个问题的探究过程中，教师观察不同发展水平的学生的参与，适时恰当地指导思考方式，引导学生在真实情境中由浅入深地探究学习。“问题5”的设置，更有助于学生基于生活经验反思实验，尝试改良探究方法和过程。学生仔细回味本实验设计的缺陷和疑点，如用手拉动时候无法确保木块作匀速直线运动应加以改进等等，思考如何进一步优化物理实验方法，精确测量数据，有效思维得到了延长。
三、创设发散性问题情境，激发学生创新思维
罗杰斯（C. Rogers， 1983）认为，学习是弥散性（pervasive）的，可以使学生的行为、态度，乃至个性都会发生变化。[6]发散性问题情境，是以某一知识点为中心，引导学生从不同角度去解决与学习主题有密切联系的知识，从而深化学生对新知的理性诠释，培养学生思维的广阔性、敏捷性。
创设发散性问题情景，可以引发学生的各种思想，这些思想可能简单，又可能复杂；可能周密，又可能偏颇。如果深入探讨，可以使学生对某一问题的性质和解决方案认识得更全面、更深刻，进一步防止思维僵化，思路狭窄。
如在学习了“托里拆利实验”后，根据维果斯基的最近发展区理论，教师提出若干发散性的问题，以考察学生头脑风暴解决问题的能力：
1.把玻璃管子倾斜或换用其他形状的管子，管内外水银面的高度差仍为760mm吗？
2.把玻璃管上提或下压（玻璃口不离开水银面），管内外水银面的高度差仍为760mm吗？
3.若实验时玻璃管中有少量气体残留，管内外水银面的高度差会怎样变化呢？
4.如果把实验由平原地区移到高原地区，情形又是如何呢？
5.在实验中，如果在玻璃管顶端开一个小孔，水银会从小孔喷出来吗？
6.在实验中，如果把水银换成水，结果会是怎样的？
这一系列围绕主题的发散性问题，是一种涉及事实积累的有意义学习，可以启发学生在学习过程中系统建构，在知识管理（knowledge management）中进一步透彻地理解托里拆利实验，提高分析解决问题的能力。科学合理设计的发散性问题情境，可以引导学生多角度、多层次地立体思考，培养和发展学生灵活多元的分析问题、解决问题的能力。
四、创设陷阱性问题情境，引导学生慎密思考
以实验创设问题情境，一方面实验富有趣味性，可以激起学生参与学习的兴趣，另一方面实验形象直观，可以为学生提供大量的感性材料，有利于学生从感性认识上升到理性认识。
意义学习是一种行为、思维和情感主动参与以及在未来选择行动方式时发生重大变化的学习，这是一种非指导性教学。[7]为了在义务教育物理实验教学中促进学生的个人参与，教师在介绍正确思维过程的同时，可以有意设计一些“陷阱”，让学生误入歧途，引导学生对问题进行深入探究，掌握知识点。
如在“浮力”一章中学习阿基米德原理时，教师将物体缓慢地放入水容器中，但又没有完全浸没在水中时，提出问题：“在这个实验中，我们发现不但体积V在变化，而且深度也在变化，那是不是可以说物体所受的浮力F的大小也受到深度的影响呢？”
学生观察思考后或许会萌生不同的看法，不妨让学生自由争辩。教师则采用随机访问教学（random access instruction）的方式，再次引导学生学会观察，用心探微：将物体完全浸没在水中，同时改变浸没的深度，发现物体所受的浮力F不再发生变化。经过课堂研讨，学生深刻认识到：原来体积V的大小是由物体在液体中“侵占”的空间来决定的，与深度无关。如此有趣味的学习，较好地培养了学生逻辑思维的能力。
五、创设拓展性问题情境，促进学生后续发展
拓展性问题情境，是指在学生完成了一定的知识建构后，通过创设拓展性的问题情境，吸引学生进一步深度学习，探究某一问题的多样化解决策略，促进学生可持续创新发展。如在学习了“测量固体的密度”这一内容后，可把学生分成几个小组，提出问题：“现有天平、量筒、烧杯等器材，请设计多种测量未知液体的密度的方法。要求：说明测量方法及所测液体密度的表达式，比一比哪一组的方法多，哪一组的方法好。”学生情绪高涨，讨论热烈，纷纷献计献策。
方法一：先用天平测出烧杯的质量m1，再加入未知液体测出总质量m2；然后将烧杯中的液体全部倒入量筒中测出液体体积V。
方法二：先在量筒中倒入一定量的未知液体，测出其体积V；再用天平测出空烧杯的质量m1，然后将量筒中的液体全部倒入空烧杯中测出总质量m2。
方法三：先在量筒中倒入一定量的未知液体，测出其体积V1；再用天平测出空烧杯的质量m1，然后将量筒中的部分液体倒入空烧杯中测出总质量m2；最后测出量筒中剩下的液体的体积V2。
学生通过分组讨论和交流后得知：由于未知液体在倒的过程中无法全部倒干净，所以方法一和方法二都会导致实验结果有误差。
正是这些具有挑战性、探索性的拓展性问题开发了学生的学习力和潜能，激发了学生的创造性思维，也提高了学生的探究能力。
在义务教育物理课堂实验教学中尝试抛锚式教学，教师要依据课程标准和教学目标，积极为学生的主动学习创造支持性的环境，提供与真实情况基本一致或类似的个性化问题情境，以此为“锚”，引导学生探究物理事件、解决问题，并自主地理解事件、建构意义，是新课程物理教学的现实需要和有效策略。同时，在课堂现场也要善于激励学生的问题意识，鼓励他们自己生成与当前学习主题密切相关的项目，为他们的科学素养及问题意识增殖自主创新的生机内涵。
参考文献
[1]黄树生.简说参与式课堂教学设计及其方案规范[J].江苏教育研究，2009（10A）.
[2]Jonassen， D.， K. Peck & B. Wilson （1999）. Learning with Technology： A Constructivist Perspective. NJ： Prentice Hall. p. 194.
[3]王超良.物理实验在创设问题情境中的作用[J].教学月刊（中学版），2011（11）.
[4]高文，王海燕.抛锚式教学模式（二）[J].全球教育展望，1998（4）.
[5]Cognition and Technology Group at Vanderbilt （1992）. The Jasper Experiment： An exploration of issues in learning and instructional design. In M. Hannafin & S. Hooper （Eds.）， Educational Technology Research and Development， 40 （1）， 65-80.
[6]Rogers， C. R. （1983）. Freedom to Learn for the 80’s. Columbus： Merrill. p.31.
[7]崔允漷.有效教学[M].上海：华东师范大学出版社，2011：50.
（陈冠群，无锡市梅里中学；黄树生，无锡市教育科学研究院。214000）