發(fā)現(xiàn)問題能力及其在物理教學(xué)中培養(yǎng)策略一、發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的開端傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，科學(xué)研究是人們針對某一個(gè)已有的科學(xué)問題，使用各種科學(xué)方法與手段使問題得到解決?；谶@種觀念，一般都認(rèn)為科學(xué)研究的起點(diǎn)是已有的問題。很多事實(shí)表明，要從事研究僅能解決已有的問題是不夠的，這樣的人只能跟在別人的后面幫助人做研究，而不可能進(jìn)行獨(dú)創(chuàng)性地研究。發(fā)現(xiàn)問題的能力是指從外界眾多的信息源中，發(fā)現(xiàn)自己所需要的、有價(jià)值的問題信息的能力。X射線的發(fā)現(xiàn)可以說明這個(gè)問題。美國物理學(xué)家古德斯比德和英國物理學(xué)家克魯克斯在做陰極射線的實(shí)驗(yàn)時(shí)，都曾發(fā)現(xiàn)過照相底片有異常的感光現(xiàn)象，古德斯比德在1890年2月22日在無意中拍攝下了第一張X射線照片，隨后認(rèn)為是一張廢紙后扔進(jìn)了廢紙堆中。這兩位科學(xué)家由于不能從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，或?qū)ξ锢憩F(xiàn)象“視而不見”，沒有引起足夠重視而與偉大的發(fā)現(xiàn)無緣。1895年11月8日德國物理學(xué)家倫琴觀察到放置于陰極射線管附近的涂有亞鉑氰化鋇的硬紙屏上發(fā)出了熒光。這一現(xiàn)象引起倫琴的極大關(guān)注，從而進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)了X射線。英國物理學(xué)家查德威克和法國物理學(xué)家約里奧?居里)夫婦發(fā)現(xiàn)了同樣事實(shí)，用放射性元素釙(Po)所產(chǎn)生的a射線轟擊鈹、鋰、硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未見的穿透性很DODO,約里奧?居里夫婦誤認(rèn)為這是一種能量極高的y射線而與偉大發(fā)現(xiàn)失之交臂。相反查德威克對這一現(xiàn)象深入研究，從理論上和實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了這是一種新的粒子，即中子。1900年4月27日，開爾文在英國皇家學(xué)會(huì)以《19世紀(jì)熱和光的動(dòng)力理論上空的烏云》為題所作的長篇演講中，雖然認(rèn)為物理學(xué)是萬里晴空，但又說：“動(dòng)力學(xué)理論斷言熱和光都是運(yùn)動(dòng)的方式，可是現(xiàn)在，這種理論的優(yōu)美性和明晰性被兩朵烏云遮蔽得黯然失色了。第一朵烏云是隨著光的波動(dòng)理論而出現(xiàn)的。菲涅耳和托馬斯?口研究過這個(gè)理論；它包括這樣一個(gè)問題：地球如何通過本質(zhì)上是光以太這樣的彈性固體而運(yùn)動(dòng)呢？第二朵烏云是麥克斯韋一玻耳茲曼關(guān)于能量均分的學(xué)說?！焙髞淼臍v史發(fā)展告訴我們：正是這“兩朵烏云”導(dǎo)致了現(xiàn)代物理的兩個(gè)重大理論的建立，即相對論和量子論的建立。因此問題也往往預(yù)示著發(fā)現(xiàn)。重大問題必定帶來現(xiàn)有理論的大突破、大發(fā)展。從以上事實(shí)可知，物理學(xué)研究與創(chuàng)新的起點(diǎn)不是已有的問題，而是從現(xiàn)象和事實(shí)中發(fā)現(xiàn)的問題。發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的最重要的一環(huán)。一個(gè)人一旦向自己提出了某個(gè)問題，產(chǎn)生解決它的欲望，形成了“問題意識(shí)”，就能夠更敏銳地感受和覺察與該問題有關(guān)的信息，提高對無關(guān)信息的抗干擾能力。問題使人的注意力具有明顯的指向性與選擇性，對持續(xù)進(jìn)行有目標(biāo)的思維、探索活動(dòng)形式具有顯著的激勵(lì)功能。正如海森堡所說的：“提出正確的問題往往等于解決了問題的大半?！崩钫绖t說：“對于科研工作者來說，最重要的是自己會(huì)不會(huì)提出正確的問題?！笨疾煳覈逃c西方發(fā)達(dá)國家的教育，大多數(shù)人認(rèn)為，重要的一個(gè)區(qū)別在于我國的教育重在教育學(xué)生“如何解決問題”，而忽視了教育學(xué)生“如何發(fā)現(xiàn)問題”。二、發(fā)現(xiàn)問題的基本途徑物理學(xué)是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，而觀察與實(shí)驗(yàn)是提出問題的基本源泉。從物理學(xué)研究的方法來考察，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)有以下幾種途徑。（一）分析物理事實(shí)與已有理論的矛盾物理學(xué)理論的發(fā)展過程是一個(gè)逐漸地從相對真理向絕對真理逼近的過程。每一步發(fā)展都是對前人成果的批判與發(fā)展。理論的每一個(gè)近的過程。每一步發(fā)展都是對前人成果的批判與發(fā)展。理論的每一個(gè)階段都能對已有事實(shí)進(jìn)行科學(xué)解釋，同時(shí)不斷受到新的事實(shí)的挑戰(zhàn)。當(dāng)新的事實(shí)不能用已有理論解釋或解答時(shí)，往往預(yù)示著理論必然有發(fā)展的可能。例如經(jīng)典物理理論對黑體輻射現(xiàn)象解釋上的困難，導(dǎo)致了普朗克的量子論的創(chuàng)立（1900）當(dāng)新的事實(shí)不能用已有理論解釋或解答時(shí)，往往預(yù)示著理論必然有發(fā)展的可能。例如經(jīng)典物理理論對黑體輻射現(xiàn)象解釋上的困難，導(dǎo)致了普朗克的量子論的創(chuàng)立（1900）。a散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與湯姆生模型的沖突，導(dǎo)致盧瑟福模型的發(fā)現(xiàn)。同時(shí)盧瑟福模型與新事實(shí)的沖突又導(dǎo)沖突，導(dǎo)致盧瑟福模型的發(fā)現(xiàn)。同時(shí)盧瑟福模型與新事實(shí)的沖突又導(dǎo)致玻爾模型的建立。邁克遜—莫雷爾實(shí)驗(yàn)的“零結(jié)果”動(dòng)搖了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，否定了以太的存在，導(dǎo)致了愛因斯坦相對論的建立。因此，當(dāng)物理事實(shí)與理論發(fā)生沖突的時(shí)候，正是發(fā)現(xiàn)問題的好機(jī)遇。（二）分析事物之間的聯(lián)系與區(qū)別物理事物之間總是有聯(lián)系的。分析已有的事物之間的聯(lián)系可發(fā)現(xiàn)物理事物之間總是有聯(lián)系的。分析已有的事物之間的聯(lián)系可發(fā)現(xiàn)問題。在發(fā)現(xiàn)質(zhì)子（1919）以后，盧瑟福預(yù)言了中子的存在（1920）。他從原子核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的分析得出，原子核中必定存在一種不帶電的粒子，即中子。1932年，果然發(fā)現(xiàn)了中子。法拉第從奧斯特實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析奧斯特實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是“電生磁”問題。在發(fā)現(xiàn)質(zhì)子（1919）以后，盧瑟福預(yù)言了中子的存在（1920）。他從原子核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的分析得出，原子核中必定存在一種不帶電的粒子，即中子。1932年，果然發(fā)現(xiàn)了中子。法拉第從奧斯特實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析奧斯特實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是“電生磁”，而法拉第敏銳地意識(shí)到可能存在一個(gè)逆過程，即“磁生電”。發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題線索后，導(dǎo)致了法拉第的十年研究的成功。牛頓則從蘋果從樹上掉下來這一司空見慣的現(xiàn)象作為問題起點(diǎn)，通過問題發(fā)現(xiàn)到問題解決過程，導(dǎo)致了萬有慣的現(xiàn)象作為問題起點(diǎn)，通過問題發(fā)現(xiàn)到問題解決過程，導(dǎo)致了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)。物理事實(shí)的聯(lián)系與區(qū)別要重視總結(jié)與歸納。在歸納與總結(jié)的過程中，往往可以發(fā)現(xiàn)新的問題。（三）憑借理論或理論間的關(guān)系另一物理理論的發(fā)展有兩條途徑，一是使理論向縱深方向發(fā)展，另一個(gè)是從幾個(gè)理論的聯(lián)系中歸納出新的理論。因此理論本身也是發(fā)現(xiàn)問題的基點(diǎn)。例如，伽利略從亞里德斯多德“物體越重，下落越快”的理論出發(fā)，利用反證法與假設(shè)法得出了亞里斯多德理論無法克服的“重物悖論”，從而推翻了亞里斯多德的理論，為自己的研究找到了問題起點(diǎn)。牛頓利用自己的力學(xué)定律，預(yù)言了地球是一個(gè)橢圓球體，極似一個(gè)“橘子”。牛頓設(shè)想從地球中心向北極和赤道方向立兩根柱子，并假定這兩根柱子內(nèi)充滿相同液體，在地球中心處，兩液柱的壓力相互平衡。而由于地球自轉(zhuǎn)離心力的存在，則赤道方向的柱子要相對長一些才能平衡。從而牛頓求得了地球的扁平率（即赤道直徑與軸長之差再除以軸長的數(shù)值）為1/230。（四）尋找物理現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律日常生活中，物理現(xiàn)象無處不在，無時(shí)不有。作為掌握了物理理論的學(xué)生，必須留意觀察，有意分析。從現(xiàn)象中揭示本質(zhì)，從現(xiàn)象中探求規(guī)律。例如，夏天的馬路上為什么看上去是“水汪汪”的？冬天為什么要將自來水管包扎起來？冷空氣南下時(shí)，為什么常有一次降雨過程？太陽在升起和落山時(shí)，為什么偏紅色？“流星”是怎么回事？

水面上的油膜為什么是彩色的？燈絲為什么常在開燈時(shí)燒斷？從錄音機(jī)里聽自己的聲音為什么覺得不像？光電效應(yīng)現(xiàn)象中為什么不能一次同時(shí)吸收兩個(gè)或兩個(gè)以上的光子？汽車剎車后到停止所經(jīng)過的路徑長度與剎車前汽車的行駛速度有什么關(guān)系？為什么交警在處理事故時(shí)要測量此長度？另外對現(xiàn)代生活中的各種玩具、家用電器和生產(chǎn)設(shè)備及常用科學(xué)、教育儀器的基本工作原理要有敏感性。一個(gè)學(xué)了事故時(shí)要測量此長度？另外對現(xiàn)代生活中的各種玩具、家用電器和生產(chǎn)設(shè)備及常用科學(xué)、教育儀器的基本工作原理要有敏感性。一個(gè)學(xué)了物理的人和不學(xué)物理的人的主要區(qū)別在于對現(xiàn)象的觀察、思考和分析能力，從觀察和思考中發(fā)現(xiàn)問題的能力。三、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力的培養(yǎng)策略學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力的培養(yǎng)必須靠教師的有意識(shí)的引導(dǎo)。學(xué)生有先天的發(fā)現(xiàn)問題的能力，但這種能力具有自發(fā)性、先天性，且?guī)в幸欢ǖ拿つ啃?。教師必須因勢利?dǎo)，充分保護(hù)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以此為前提培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。（一）營造開放性的課堂教學(xué)氛圍物理的人和不學(xué)物理的人的主要區(qū)別在于對現(xiàn)象的觀察、思考和分析能力，從觀察和思考中發(fā)現(xiàn)問題的能力。三、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力的培養(yǎng)策略學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力的培養(yǎng)必須靠教師的有意識(shí)的引導(dǎo)。學(xué)生有先天的發(fā)現(xiàn)問題的能力，但這種能力具有自發(fā)性、先天性，且?guī)в幸欢ǖ拿つ啃浴＝處煴仨氁騽堇麑?dǎo)，充分保護(hù)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以此為前提培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。（一）營造開放性的課堂教學(xué)氛圍課堂教學(xué)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下必須完成一定的教學(xué)任務(wù)，成一定的教學(xué)目標(biāo)。在這一過程中，教師的教學(xué)指導(dǎo)思想往往是有重大差異的。一種傾向是重結(jié)果而忽視過程，這樣的課堂往往是學(xué)生只課堂教學(xué)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下必須完成一定的教學(xué)任務(wù)，成一定的教學(xué)目標(biāo)。在這一過程中，教師的教學(xué)指導(dǎo)思想往往是有重大差異的。一種傾向是重結(jié)果而忽視過程，這樣的課堂往往是學(xué)生只能在教師設(shè)定的軌道上完成教師指定的任務(wù)，學(xué)生的思路只能是一能在教師設(shè)定的軌道上完成教師指定的任務(wù)，學(xué)生的思路只能是一條，只有走的過程而沒有探索的“味道”。因而這樣的課堂上學(xué)生與條，只有走的過程而沒有探索的“味道”。因而這樣的課堂上學(xué)生與教師都很少有問題出現(xiàn)，教學(xué)任務(wù)很快完成，似乎課堂效率極高。其教師都很少有問題出現(xiàn)，教學(xué)任務(wù)很快完成，似乎課堂效率極高。其實(shí)，這樣的課堂模式由于學(xué)生沒有主動(dòng)參與探索，學(xué)生自然沒有多少實(shí)，這樣的課堂模式由于學(xué)生沒有主動(dòng)參與探索，學(xué)生自然沒有多少”學(xué)生”學(xué)生問題，最后的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成狀態(tài)是“知其然而不知其所以然。在此過程中能力沒有得到應(yīng)有的培養(yǎng)。因此我們提倡讓學(xué)生多提問題，教師對學(xué)生也要多提問題。但是教師的提問是為了引發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生提更多的問題。所以教師的設(shè)問必須注意以下幾點(diǎn)：1．問題具有適當(dāng)?shù)碾[蔽性和啟迪性。2．設(shè)問的角度、難度要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，使學(xué)生經(jīng)過思考以后能找到答案。即“跳一跳，摘得到”桃子。3．問題的指向具有發(fā)散性而非選擇性或唯一性。對學(xué)生回答的內(nèi)容不要簡單地判定為“是”與“非”。要將錯(cuò)誤解答中答對的成份挖掘出來。要將正確解答的不同方法與途徑盡可能多地讓學(xué)生探索出來?？傊?，課堂提問和解答的過程是師生互動(dòng)的過程，必須以學(xué)生為主體，充分體現(xiàn)學(xué)生探索的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。良好的氛圍是師生互相激勵(lì)的過程。美國學(xué)者奧斯本創(chuàng)造的智力激勵(lì)法好的氛圍是師生互相激勵(lì)的過程。美國學(xué)者奧斯本創(chuàng)造的智力激勵(lì)法值得我們借鑒。它以“群言堂”為特征，是一種集思廣益，相互啟發(fā)的方法。它通過小型的甚至三、四人的座談會(huì)進(jìn)行討論交流，互相啟迪、相互激勵(lì)、相互修正、相互補(bǔ)充，使創(chuàng)造性設(shè)想產(chǎn)生共鳴，并發(fā)值得我們借鑒。它以“群言堂”為特征，是一種集思廣益，相互啟發(fā)的方法。它通過小型的甚至三、四人的座談會(huì)進(jìn)行討論交流，互相啟迪、相互激勵(lì)、相互修正、相互補(bǔ)充，使創(chuàng)造性設(shè)想產(chǎn)生共鳴，并發(fā)生連鎖反應(yīng)，啟示和誘發(fā)更多的新見解、（二）以問題教學(xué)法激發(fā)學(xué)生思維問題教學(xué)法是美國實(shí)用主義教育家的自然規(guī)律不是形式思維，而是所謂“實(shí)驗(yàn)邏輯的反省思維”對問題的反復(fù)地、持續(xù)地進(jìn)行探究的過程。新觀點(diǎn)直到獲得創(chuàng)造性設(shè)想。J?杜威提出的，他認(rèn)為思維。它是在由疑難的或不確定的情境到確定的情境之間有五步思維過程，即杜威著名的“思維五步法”

境到確定的情境之間有五步思維過程，即杜威著名的“思維五步法”①疑難或問題的發(fā)現(xiàn)；②確定疑難的所在和性質(zhì)；③提出假設(shè)，作為可能的解決方案；④演繹假設(shè)所適用的事例；⑤假設(shè)經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)而成為結(jié)論?！八季S五步法”的課題起點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)問題，而發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵在于“思維五步法”的課題起點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)問題，而發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵在于呈現(xiàn)問題情境，從問題情境中揭示矛盾，從矛盾中尋找問題。（三）創(chuàng)建良好的問題討論式的人際關(guān)系人際關(guān)系是指在人際交往基礎(chǔ)上形成的人與人之間的相互認(rèn)識(shí)、情緒體驗(yàn)與心理反應(yīng)，表現(xiàn)為人與人之間的認(rèn)識(shí)上的一致或不一致。情感上的共鳴或隔閡，行為協(xié)調(diào)或不協(xié)調(diào)等。學(xué)校教育中的人際關(guān)系情感上的共鳴或隔閡，行為協(xié)調(diào)或不協(xié)調(diào)等。學(xué)校教育中的人際關(guān)系主要表現(xiàn)在學(xué)生同伴間關(guān)系和師生間關(guān)系。一般地認(rèn)為表現(xiàn)活潑、動(dòng)一致、齊心協(xié)力的同伴關(guān)系有助于創(chuàng)造力的發(fā)揮。教師在教學(xué)中要充分考慮到這種因素，課堂上或課余時(shí)間可組織學(xué)生以小組形式（一主要表現(xiàn)在學(xué)生同伴間關(guān)系和師生間關(guān)系。一般地認(rèn)為表現(xiàn)活潑、動(dòng)一致、齊心協(xié)力的同伴關(guān)系有助于創(chuàng)造力的發(fā)揮。教師在教學(xué)中要充分考慮到這種因素，課堂上或課余時(shí)間可組織學(xué)生以小組形式（一般為2—5名為宜）探討一些答案最好不是唯一的，具有發(fā)散性的疑難問題。同學(xué)們在這樣的討論中往往表現(xiàn)大膽，敢于發(fā)表意見，相互激勵(lì)，使答案具有創(chuàng)新性。當(dāng)然，在課堂上教師也要扮演一個(gè)與學(xué)生一起研究問題的平等的“同路人”，融洽師生關(guān)系，教師在討論中如發(fā)生與學(xué)生有分歧現(xiàn)象，要以科學(xué)的態(tài)度誠心地悅納學(xué)生的意見。（四）引導(dǎo)學(xué)生從物理與實(shí)際問題的聯(lián)系中發(fā)現(xiàn)問題物理學(xué)與生活、生產(chǎn)、技術(shù)、社會(huì)、自然等有著廣泛的聯(lián)系。因此物理學(xué)習(xí)要與科技發(fā)展緊密地聯(lián)系起來，使物理理論的“枝干”上

長上茂盛的“葉片”。如：圓周運(yùn)動(dòng)與與宇宙探測；光的反射、折射與光纖通訊；電磁感應(yīng)與磁懸浮列車；激光與全息技術(shù)；原子理論與核能利用等等。系，如：閃電、臺(tái)風(fēng)、蝙蝠、舞蹈、雜技、體育運(yùn)動(dòng)、家庭音響、人GPS全球定位系統(tǒng);萬有引力物理學(xué)習(xí)也要與生活聯(lián)CT檢測、溫室效應(yīng)、厄?qū)W生可以提出GPS全球定位系統(tǒng);萬有引力物理學(xué)習(xí)也要與生活聯(lián)CT檢測、溫室效應(yīng)、厄?qū)W生可以提出爾尼諾現(xiàn)象等等。這些領(lǐng)域涉及的物理知識(shí)豐富多彩，非常多的問題。教師引導(dǎo)他們關(guān)注這些問題有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生感