《物理课程标准》对提出问题的能力列出了两点要求：一是“能发现与物理学有关的问题”；二是“从物理学的角度明确地表述这些问题”。所以，在高中的物理教学中，为了充分发展学生提出问题的能力，一方面要让学生养成仔细观察的习惯，善于捕捉新现象；另一方面要让学生不断地把新现象和自己的认知相联系，增强质疑意识。
发现问题、提出问题并不是那么神秘，尤其是对于高中学生，我们不要求他们提出的问题像科学家们提出的那样有预见性和前瞻性，甚至推动人类社会进步和发展，在高中阶段倡导探究式教学的目的是要让学生养成探究的习惯。只要学生有体验、有实践，就会提出相应的问题。例如，学生骑自行车上学，当快速行驶时，明显感觉到有空气阻力（学生发现问题）；进而会想：为什么会这样呢？（提出问题）虽然这个问题提得很简单，但毕竟提出了问题。他也可能更进一步地提出：物体运动时所受到的空气阻力与哪些因素有关呢？
在基于课堂的探究式教学中，教师根据具体的教学内容、预先设定的教学目标，创设合理的物理情境，是学生发现问题和提出问题的关键。一个好的情境，能引发学生发现、提出一系列有价值的问题。有价值的问题常常来自于问题背景中的有关质疑。
那么，在基于课堂的探究式教学中，怎样引导学生发现和提出问题呢？在创设的问题情境中有什么样的要求呢？
1.提出的问题要明确。
问题的提出可以是由教科书直接提出，也可以由教师提出、学生提出，或师生共同讨论后提出。但不管是谁提出，都要保证提出的问题明确，不能模棱两可、含糊其辞、不着边际地随便提一个“为什么”、“是什么”或“有什么”当作提出问题。例如，在介绍光的反射定律时，有教师这样进行教学：光在反射时遵循什么样的规律呢？（让学生丈二和尚摸不着头脑）或者提问：反射角与入射角有什么样的关系呢？（是大小关系、因果关系还是其他？问题并不明确）其实，在教学中我们可以这样处理：
（1）请同学们动手做一个小实验，用激光手电筒将光线斜射到平面镜上，观察光线从什么方向射出。（动手实验，观察实验现象，创设具体的问题情境）
（2）将观察到的光路大致地在纸上画出（如下图中的光线①）。（用作图的方法描述实验现象，使问题更加具体）
（3）教师在这时向学生提出问题：对于同一束入射光线来说，反射光线可以是上图中的光线②、③或其他吗？光在反射时有没有规律可循？
在上述例子中，现象是由学生发现的，问题是由教师提出来的，但教师在提出问题时创设了一个并不难的物理情境，使问题更加贴近学生的认知水平，问题的提出也顺其自然，能引起学生的思考，激发探究兴趣，而且问题非常明确，即同一束入射光线斜射到平面上，其反射光线的走向如何？有无规律可循？
2．给出的实验现象要明显。
探究源于问题，而问题源于观察。所以，在高中阶段，教师有必要对一些探究的物理问题，提供必要的问题情境，创设合理的、具体的物理情境，展示出明显的物理现象，让学生想有所想、思有所思、说有所说、做有所做，在观察和体验后有所发现、有所联想，萌发出科学问题。在创设问题情境时，必须保证给出的实验现象明显，否则学生像看魔术一样，热闹过后一无所获，这不利于学生发现并提出问题，阻碍探究教学的顺利进行。
例如，为了研究轻、重物体下落的快慢与什么因素有关，教师创设了情境，让表面积相同的一枚硬币和一张纸片从同一高度无初速度地释放（必要时可以重复实验）。请同学们仔细观察，看看有什么发现并提出相应的问题。
这个情境要创设得非常好，要求纸片要薄、柔软，不能太硬，另外纸片要平放，不能竖放，否则现象不明显，不利于学生观察，进而影响问题的提出。解决了这样一个小问题，学生观察到的不仅仅是下落快慢问题，还有另外两个问题。观察后学生们发现：①物体都向下落到地面。②硬币先着地，纸片后着地。③硬币直线落下，纸片落下的路径是弯弯曲曲的。
在现象的基础上，学生可以提出三个相应的问题：①为什么松手后物体总是向下运动而不会向上运动？②为什么硬币下落得快，而纸片下落得慢？③为什么硬币做直线运动，而纸片做曲线运动？更进一步还可以提出：物体下落快慢与哪些因素有关？物体做直线运动和曲线运动有相应的条件吗？
由此可见，在课堂教学中，提供明显的实验现象，对发现问题、提出问题，尤其是提出高质量的问题，是非常重要的。
3．学生的观察要引导。
《物理课程标准》要求让学生养成仔细观察的习惯，善于捕捉新现象。在同一个问题情境中，有些现象是隐藏的，有些是显现的，有时只有一个现象发生，有时有多个现象同时发生。所以在教学中，我们要有耐心引导学生进行观察，由单一的观察到全面的观察，由表层的观察到深层的观察。例如，在研究共振时，我们经常会让学生进行下面的观察：在一根张紧的绳上挂上几个单摆，其中A、B、G的摆长相等。当A摆振动时，问学生观察到什么现象。学生观察到较浅显的现象，即其他各摆随着A摆的振动也慢慢地摆动起来了。还有其他多个现象虽然明显。但学生往往容易忽略。此时，教师要有针对性地作些提示和引导，如：①各个摆的振动快慢与A摆的振动快慢有什么关系？②哪几个摆的振幅最大？这几个摆与A摆的摆长有什么关系？③能否观察到某一时刻，各个摆同时向一个方向摆动的情况？（这里涉及动量守恒问题，可以为以后动量守恒的教学提供一个实例分析）
对于理论探究，教师要为学生提供丰富的背景材料，使材料内容尽可能与学生的原有知识发生作用，让学生从中发现并提出问题。
探究的内容是丰富的，形式是多样的，创设的问题情境也要与之相适应。
三、经历假设过程
牛顿第一定律是在伽利略假设的理想实验的基础上，经过抽象思维归纳出来的；爱因斯坦在提出光子假说的基础上，圆满地解释了光电效应：玻尔在提出三条假设的基础上，成功地解释了氢光谱的规律……纵观物理学发展史，许多物理学家在研究物理现象，探索未知世界时。往往科学地提出一些假设，然后利用已知的物理规律进行分析推理，从而获得对未知世界的正确认识。由此可见，假设是研究物理学的一种重要的思想方法。
假设不仅是科学思维的一种方式，而且也是人们在日常生活中经常使用的一种思维方式。请看下面日常生活中的例子。
某天中午，你在房间看书时，突然电风扇不转了。你的头脑里肯定会出现这样一个问题：是什么原因导致电风扇不转了呢？
你可能会看看家中的电源总闸情况。你做出这个行动其实是基于这样一个假设：可能是家里的电源总闸跳了。当你发现电源总闸没有跳时，你否定了刚才的假设。
然后，你可能将与电风扇连接的插头插到另一个插座上去试试看。你做出这个行动其实基于另一个假设：可能电风扇的电线插头与插座接触不良。当你发现把插头插到另一个插座时，电风扇也不转，你会否定这个假设，而另寻其他的原因。
这种根据一定的事实和已有知识对事物或现象之间的因果性、规律性作出的尝试性解释就是假设。其基本思维过程就是根据所观察、发现的事实，调动原有的知识和经验，对该事实的成因或结果作出推测，进行解释的过程。
假设是一种思维方式，由于它的产生，可以直接从探究的问题陈述中产生，也可以从大量的观察、资料的搜集和分析材料中推断产生，所以在高中物理教学中。教师在组织、引导学生进行探究式教学的过程中，要重点考虑：①选取恰当的事例，充分调动学生原有的知识和经验，对新事物作出相应的假设，掌握假设的基本方法。②提供必要的辅助资料，让学生经历依据一定的事实进行假设的过程，进而明白“假设”不是毫无根据的“瞎猜”。下面通过下表中的几个例子来了解假设的一般过程与方法。
举例探究问题假设假设的依据检验
例1磁体是磁场的唯一来源吗电与磁有密切的联系，电能产生磁闪电能使小刀、汤匙等钢制品变成磁体（前人积累的生活经验）；莱顿瓶放电使钢针磁化（实验现象）奥斯特实验证明电能产生了磁场。
例2磁体的磁场和电流的磁场是否有相同的起源磁体的磁场和电流的磁场都是由运动电荷产生的通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场相似（根据已有知识）能解释一切磁现象。
例3水是否对磁场有影响水对磁场没有影响声波是看不见摸不着的物质，它可以穿过空气，也可以穿过水。磁场也是看不见摸不着的物质（教师提供辅助材料）。
例4运动物体所受空气阻力与哪些因素有关。
阻力大小与物体合空气的相对速度有关骑自行车时，速度越快受到的阻力越大，如果迎着风行使，阻力更大（学生经验）。
与物体的形状有关同样是撑开的伞，凹部向风时比凸部向风时所受的阻力大（学生经验）。
与物体的形状有关或与物体迎风的面积有关同样大小的两张纸，一张揉搓成团，另一张铺开，从同一高度以零初速度落下，纸团很快落地，纸片却慢慢飘落（教师提供实验事实）。
例5两个电阻R1、R2并联，总电阻R总与R1、R2的大小关系
R总<R1R总<R2两个导体并联，相当于导体横截面积便打，根据电阻定律可知，导体横截面积越大，电阻越小（学生已有知识）。
R总减小了家里的电器都是并联的，同时使用两个电器时，电能表走得快些，者表明两个电器并联后，电路的总电流变大了。因为电路的总电压不变，电流便打表明电路的总电阻变小了（学生经验和已有知识）。
上面的几个例子虽然简单，但都具备了假设的基本特征。在教学过程中，教师要让学生明白假设是依据一定的事实而进行的一种思维活动，不是凭空想像、胡乱猜测。
科学家的假设往往需要实验的检验或能解释一些现象，而中学物理教学中的假设，其结论往往是已知的，教师的主要任务和目的是让学生经历假设的过程，掌握假设的方法，培养假设的能力。在高中物理教学中，教师要根据具体教学内容，有意识地引导学生进行假设思维的训练和形成，并注意假设能力的形成要循序渐进，逐步培养。
（第三节 ）探究式教学的设计
探究式教学的设计，有些是在教科书中已经设计好了的，这是既定的，虽说我们在具体教学中可以对它进行修改，但可以肯定教学会受它的影响；有些是由教师在教学实践中进行的设计，这种设计是灵活的，具有个性化、校本化、地方化的特色，可以说，这种设计是探究教学最具活力的一部分，我们应当大力倡导。
在探究教学的设计中，不管是教科书的设计，还是教师的设计，都必须考虑“可行性、必要性、层次性和多样性”。
一、司行性
探究式教学是一种教学方式和学习方式，也是教学目标和教学内容，所以在设计时，一定要考虑是否可以顺利进行，以实现预定的教学目标。一个探究式教学是否可行，要重点关注以下三个方面：探究的时间是否充分、实验器材是否可行、学生的原有知识是否够用。
1.探究的时间是否充分。
一个探究式教学一般由教师的引导、学生的思维、实验、交流与讨论等一系列活动组成，所以探究需要时间，尤其是课堂探究式教学，如果没有时间的保证，探究式教学就会流行于形式，收不到应有的教学效果。例如，在探究牛顿第二定律时，由于要控制的变量多，需要测量的物理量也多（有小车的质量、沙桶的质量、纸带上的一系列数据及其处理），而且需要多次实验，仅纸带就有十多条，可以说，这个实验仅数据处理就需要45分钟以上。又例如，在如何判断感应电流方向的探究活动中，不同的实验条件（条形磁铁在线圈中相对运动，原、副线圈的相对运动，直导线切割磁感线运动）可得到十多种符合本实验条件的结论，这个探究活动的实验现象是明显的，结论是众多的，如何将各式各样的结论统一起来，概括出普遍适用的规律，并不是一件容易的事，这需要教师的引导、学生的讨沦、交流，甚至是争论，这一切都要有充分的时间。
为确保有充分的探究时间，对于一个完整的探究，建议用连堂的方式来设计探究教学；如果是部分探究，建议不要集中在一节课内完成，而是渗透到各个教学环节当中来完成。
2.实验器材是否可行。
制定计划与设计实验是科学探究的七个要素之一，所以，在物理探究教学中，很多教师总会希望设计相关的实验来验证某些假设，或设计实验让学生经历探究过程。但是我们必须注意，仪器的精密度是否符合要求（如光电效应的实验），以及操作是否可行（如研究向心力大小与各因素的定量关系）。如果实验结论的可信度受到怀疑，将不利于我们探究教学的顺利开展。例如，用伏安法测量电阻，电路有电流表内接法、外接法两种连接方法，有些教师想让学生更好地掌握在什么条件下采用哪种连接方式，进而用实验进行探究教学，这种想法是非常好的，但结果却往往不够理想。因为电压表和电流表的读数所引起的误差已超出由于连接方式所带来的误差，实验过后，学生并不能把问题弄清楚，反而更糊涂了。
为确保探究教学的顺利开展，教师一定要事先亲手做实验，不要太迷信教科书给出的实验，当发现教科书所提供的实验器材不可行时，可以从以下几个方面考虑教学设计：①是否可以用其他仪器代替。例如，用伏安法测量电阻实验中的电压表和电流表能否用毫伏表、灵敏电流表代替，或用其他间接的方法进行。在科学研究中，如果对某些物理量的测量很困难或根本就不能进行，就转而采用间接测量的方法，这是一种很重要的思路。②将定量研究改为定性研究，如将研究向心力大小与各要素之间的定量关系改为定性研究，只感受向心力。③将实验探究改为理论探究。
3.学生的原有知识是否够用。
整个探究的过程，无论是假设还是分析与论证，学生都必须调用原有的知识。所谓原有的知识，包括学生原有的物理知识，以及数学知识、地理知识、化学知识等其他学科的相关知识，还有学生的生活经验，如农村学生对电梯、升降机、热水器、自动门等是很陌生的：而城市的学生则对杆秤、犁、烧柴煮饭之类是很陌生的。所以，在设计探究教学的内容时，一定要考虑能否与学生的原有知识发生作用，从学生的实际出发，不要一味地从物理知识出发，否则探究会中止，出现冷场现象，最后教师只好包办代替。当学生的原有知识不够用时，我们可以提供必要的背景资料或改探究教学为有意义的接受式教学，良好的接受式学习对知识的获得和理解同样有效。
二、必要性