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摘 要：基于原始问题的《超重与失重》的课堂设计与评价，让学生参与问题的提出、现象观察、科学实验、深入探究、探索，从而编成“习题”的全过程，让他们体验“习题”的来龙去脉；再经过习题解答、检验与评价、实践应用等，从实践中来，到实践中去，这样有助于学生构建完整性和融通性的知识结构，培养敏锐的洞察力和灵活的思维力。
关键词：原始问题；课堂设计；创造教育
原始问题是指对自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的现象的描述。在对原始问题进行抽象、设置条件等加工而形成习题。传统的教学都只在已形成的习题的基础上进行演算、推导而得出结论，并关注答案的对与错；而原始问题更需要的是对结论的检验与评价。在爱因斯坦看来，科学思维的开始和终结都是超逻辑（直觉）思维，只有中间过程是逻辑思维。“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始又终结于经验 [1 ] 。”由于习题教学的“掐头去尾烧中段”恰恰缺少了问题的始末两个环节，致使很多学生只知道根据已知条件去解题，遇到实际问题则常常束手无策。课堂教学中像这类原始问题的提出之“头”与对问题解决的检验与评价之“尾”的缺失，正是当前教育的主要缺陷。本文以《超重与失重》为例就基于原始问题的课堂设计与评价进行初步的探索。
1 原始问题的提出之“头”—— “习题”的编成
1.1 复习，问题的提出
将重物挂在弹簧秤下面，弹簧秤的示数等于重物的重力吗？引导学生进行以下实验：弹簧秤与重物①静止时；②在竖直方向、水平方向或斜向上（斜向下）方向匀速运动时；③向上加速运动；④向下减速运动。对照：测量时物体必须保持静止，这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力 [2 ]。在①、②情况下视重（弹簧秤的示数F ′）等于重力G，而③、④情况受力分析如图1所示，由于有竖直向上的加速度a，F-G=ma，F ′= F，视重F ′大于重力G ，这是超重现象，实验过程中提醒学生观察对应的现象，排除实验中伴随的其他现象的干扰，如运动之后弹簧和重物组成系统的震荡干扰。
评议：通过对重力测量的复习，巩固物体的平衡、力与加速度、力的相互作用等规律，并巧妙地引出超重现象。
1.2 现象观察
讨论上节课布置的课后作业：同学带体重计在电梯里体验超重与失重现象的现象记录和体会。然后，引导学生现场实验：甲站在体重计上，乙通过摄像头现场直播体重计的示数让同学们观察；①甲静止时体重计的示数；②甲突然下蹲时、甲突然起立时，体重计的示数是怎样变化？
通过观察发现视重（体重计的示数）时而等于重力、时而大于重力、时而小于重力。为了尽量减少观察时各种干扰因素的影响，我们应用便于正面观察且熟悉的台秤去测量运行中“老老实实”的重物来进行进一步的实验观测，如图2所示。
评议：结合同学的实践，探索科学研究中的去伪存真的过程。
1.3 科学实验
播放在电梯中用台秤测量重物质量的视频. 将观察到的现象用示意图画在黑板上，如图3所示。
总结超重现象和失重现象
①物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。产生超重现象的原因是存在竖直向上的加速度。
②物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。产生失重现象的原因是存在竖直向下的加速度。
一点说明：超重还是失重由a方向决定，与v方向无关。
评议：由表象到原因，训练用示意图对实验现象的记录与梳理。
1.4 深入探究
利用牛顿定律分析产生超重现象和失重现象的原因，如图4所示。
一点说明：产生超重现象和失重现象本质上是物体对支持物的压力大小变化，而物体的重力始终没有变化。
引导学生记录测量信息：（1）物体质量为m=0.54kg；（2）电梯从地面一楼启动过程中视重为m1=0.63kg；（3）电梯匀速运动过程中视重为m2=0.54kg；（4）电梯接近六楼制动动过程中视重为m3=0.45kg，根据测量信息分别计算三个过程的加速度，并要求同学如图4所示画出受力分析图。
物体向下的加速度等于重力加速度（a=g）时，将会发生什么现象？如果一个物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，称为完全失重。
评议：从定性观察上升到量化分析，训练科学实验数据的记录与处理。
1.5 继续探索
引导学生用速度图像直观描述电梯的运行过程，如图5所示。
大家想想看：从电梯上升视频中提取信息，能解决有关电梯运动的什么问题？
从同学提出的五花八门的问题中挑选一个：估测大楼每层的平均高度（层高）。要解决这个问题还需要测量哪些物理量？学生讨论汇集意见：可以利用视频读出ta、tb、tc、td时刻值并求出电梯运动的时间：启动时间为t1=2s；匀速运动时间为t2=7s；制动时间为t3=2s。
评议：由表象到原因，从定性观察上升到量化分析拓展，到此，才初步完成一个原始问题的“头”。当学生面临原始问题的“头”时，由于原始问题只暴露了现象的某些特征，学生难以对它作出有效的判断，只能根据现象事实或已知理论，运用猜测、不连续、不完整和非逻辑的方法对其形成适应性、启发性的领悟，这是认识原始问题的关键一步。由此，才能形成新的观念，进行数量分析、建立方程求解，这一关键的步骤很少能用逻辑思维来完成，它需要直觉、灵感等创造性思维 [3 ]。
2 习题解答
根据以上信息提炼成一道习题：
从某电梯上升视频中提取以下信息：物体质量为m=0.54kg；电梯从地面一楼启动过程中视重为m1=0.63kg，启动时间为t1=2s；电梯匀速运动过程中视重为m2=0.54kg，历时t2=7s；电梯接近六楼制动过程中视重为m3=0.45kg，制动时间为t3=2s。根据以上信息求电梯上升的总高度及该大楼的层高。
通过列式求解一至六楼上升了30m，平均层高6m。
3 对问题解决的检验与评价之“尾”
同学们一起现场测量教室的高度3.6m，家庭住宅的层高约3m，为什么我们测得的层高会达到6m，让同学们分析原因。我们注意到视频是在观光电梯中拍摄，所观测的大楼处在城市核心区的主街，这类建筑必定是大型的商业或办公建筑，楼层高度通常是6m左右，请同学抽空前去参观一部观光电梯，用电梯测大楼的高度，并用米尺测量层高进行对比分析。
评议：当学生面临原始问题的“尾”时，也需要借助直觉和经验来判断结论的正确性和合理性。当年日本三菱重工的专家们根据中央人民广播电台播出《大庆精神大庆人》的报道，《人民日报》和《人民中国》杂志的相关报道，以及《中国画报》上的一张相关照片，准确分析出大庆油田采油的秘密，并获得巨大商机。从实践中来，到实践中去。让学生不再搞题海战，更重视解题的质量，更重视对习题以及习题有关的问题进行思考。
让学生参与编写“习题”的过程，让他们体验“习题”的来龙去脉，体会解决问题的甘苦，面对实际问题时不再一叶障目，不见泰山，而是能提出更多有价值的问题。这样有助于学生构建完整性和融通性的知识结构，培养敏锐的洞察力和灵活的思维力。在教育生态化的趋势下，我们不能再固守“习题”教学传统而裹足不前，而应当以原始问题破“创造教育”之“题”[3 ]。把现实中的原始问题引入课堂、请进考场才是当下创造教育应当思考的重要议题，对提高学生的创造力更具有实质意义。
参考文献：
[1]爱因斯坦著.许良英，李宝恒，赵中立编译.爱因斯坦文集（第1卷） [M].北京：商务印书馆，1983：541.
[2]中学物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书物理1（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2011：58.
[3]邢红军，张喜荣，胡扬洋.创造教育：文化与传统视域下的反思与对策[J].课程·教材·教法，2014，34 （5）：21.
关键词：原始问题；课堂设计；创造教育
原始问题是指对自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的现象的描述。在对原始问题进行抽象、设置条件等加工而形成习题。传统的教学都只在已形成的习题的基础上进行演算、推导而得出结论，并关注答案的对与错；而原始问题更需要的是对结论的检验与评价。在爱因斯坦看来，科学思维的开始和终结都是超逻辑（直觉）思维，只有中间过程是逻辑思维。“纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始又终结于经验 [1 ] 。”由于习题教学的“掐头去尾烧中段”恰恰缺少了问题的始末两个环节，致使很多学生只知道根据已知条件去解题，遇到实际问题则常常束手无策。课堂教学中像这类原始问题的提出之“头”与对问题解决的检验与评价之“尾”的缺失，正是当前教育的主要缺陷。本文以《超重与失重》为例就基于原始问题的课堂设计与评价进行初步的探索。
1 原始问题的提出之“头”—— “习题”的编成
1.1 复习，问题的提出
将重物挂在弹簧秤下面，弹簧秤的示数等于重物的重力吗？引导学生进行以下实验：弹簧秤与重物①静止时；②在竖直方向、水平方向或斜向上（斜向下）方向匀速运动时；③向上加速运动；④向下减速运动。对照：测量时物体必须保持静止，这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力 [2 ]。在①、②情况下视重（弹簧秤的示数F ′）等于重力G，而③、④情况受力分析如图1所示，由于有竖直向上的加速度a，F-G=ma，F ′= F，视重F ′大于重力G ，这是超重现象，实验过程中提醒学生观察对应的现象，排除实验中伴随的其他现象的干扰，如运动之后弹簧和重物组成系统的震荡干扰。
评议：通过对重力测量的复习，巩固物体的平衡、力与加速度、力的相互作用等规律，并巧妙地引出超重现象。
1.2 现象观察
讨论上节课布置的课后作业：同学带体重计在电梯里体验超重与失重现象的现象记录和体会。然后，引导学生现场实验：甲站在体重计上，乙通过摄像头现场直播体重计的示数让同学们观察；①甲静止时体重计的示数；②甲突然下蹲时、甲突然起立时，体重计的示数是怎样变化？
通过观察发现视重（体重计的示数）时而等于重力、时而大于重力、时而小于重力。为了尽量减少观察时各种干扰因素的影响，我们应用便于正面观察且熟悉的台秤去测量运行中“老老实实”的重物来进行进一步的实验观测，如图2所示。
评议：结合同学的实践，探索科学研究中的去伪存真的过程。
1.3 科学实验
播放在电梯中用台秤测量重物质量的视频. 将观察到的现象用示意图画在黑板上，如图3所示。
总结超重现象和失重现象
①物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。产生超重现象的原因是存在竖直向上的加速度。
②物理学中把物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。产生失重现象的原因是存在竖直向下的加速度。
一点说明：超重还是失重由a方向决定，与v方向无关。
评议：由表象到原因，训练用示意图对实验现象的记录与梳理。
1.4 深入探究
利用牛顿定律分析产生超重现象和失重现象的原因，如图4所示。
一点说明：产生超重现象和失重现象本质上是物体对支持物的压力大小变化，而物体的重力始终没有变化。
引导学生记录测量信息：（1）物体质量为m=0.54kg；（2）电梯从地面一楼启动过程中视重为m1=0.63kg；（3）电梯匀速运动过程中视重为m2=0.54kg；（4）电梯接近六楼制动动过程中视重为m3=0.45kg，根据测量信息分别计算三个过程的加速度，并要求同学如图4所示画出受力分析图。
物体向下的加速度等于重力加速度（a=g）时，将会发生什么现象？如果一个物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，称为完全失重。
评议：从定性观察上升到量化分析，训练科学实验数据的记录与处理。
1.5 继续探索
引导学生用速度图像直观描述电梯的运行过程，如图5所示。
大家想想看：从电梯上升视频中提取信息，能解决有关电梯运动的什么问题？
从同学提出的五花八门的问题中挑选一个：估测大楼每层的平均高度（层高）。要解决这个问题还需要测量哪些物理量？学生讨论汇集意见：可以利用视频读出ta、tb、tc、td时刻值并求出电梯运动的时间：启动时间为t1=2s；匀速运动时间为t2=7s；制动时间为t3=2s。
评议：由表象到原因，从定性观察上升到量化分析拓展，到此，才初步完成一个原始问题的“头”。当学生面临原始问题的“头”时，由于原始问题只暴露了现象的某些特征，学生难以对它作出有效的判断，只能根据现象事实或已知理论，运用猜测、不连续、不完整和非逻辑的方法对其形成适应性、启发性的领悟，这是认识原始问题的关键一步。由此，才能形成新的观念，进行数量分析、建立方程求解，这一关键的步骤很少能用逻辑思维来完成，它需要直觉、灵感等创造性思维 [3 ]。
2 习题解答
根据以上信息提炼成一道习题：
从某电梯上升视频中提取以下信息：物体质量为m=0.54kg；电梯从地面一楼启动过程中视重为m1=0.63kg，启动时间为t1=2s；电梯匀速运动过程中视重为m2=0.54kg，历时t2=7s；电梯接近六楼制动过程中视重为m3=0.45kg，制动时间为t3=2s。根据以上信息求电梯上升的总高度及该大楼的层高。
通过列式求解一至六楼上升了30m，平均层高6m。
3 对问题解决的检验与评价之“尾”
同学们一起现场测量教室的高度3.6m，家庭住宅的层高约3m，为什么我们测得的层高会达到6m，让同学们分析原因。我们注意到视频是在观光电梯中拍摄，所观测的大楼处在城市核心区的主街，这类建筑必定是大型的商业或办公建筑，楼层高度通常是6m左右，请同学抽空前去参观一部观光电梯，用电梯测大楼的高度，并用米尺测量层高进行对比分析。
评议：当学生面临原始问题的“尾”时，也需要借助直觉和经验来判断结论的正确性和合理性。当年日本三菱重工的专家们根据中央人民广播电台播出《大庆精神大庆人》的报道，《人民日报》和《人民中国》杂志的相关报道，以及《中国画报》上的一张相关照片，准确分析出大庆油田采油的秘密，并获得巨大商机。从实践中来，到实践中去。让学生不再搞题海战，更重视解题的质量，更重视对习题以及习题有关的问题进行思考。
让学生参与编写“习题”的过程，让他们体验“习题”的来龙去脉，体会解决问题的甘苦，面对实际问题时不再一叶障目，不见泰山，而是能提出更多有价值的问题。这样有助于学生构建完整性和融通性的知识结构，培养敏锐的洞察力和灵活的思维力。在教育生态化的趋势下，我们不能再固守“习题”教学传统而裹足不前，而应当以原始问题破“创造教育”之“题”[3 ]。把现实中的原始问题引入课堂、请进考场才是当下创造教育应当思考的重要议题，对提高学生的创造力更具有实质意义。
参考文献：
[1]爱因斯坦著.许良英，李宝恒，赵中立编译.爱因斯坦文集（第1卷） [M].北京：商务印书馆，1983：541.
[2]中学物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书物理1（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2011：58.
[3]邢红军，张喜荣，胡扬洋.创造教育：文化与传统视域下的反思与对策[J].课程·教材·教法，2014，34 （5）：21.