随着数字化教育技术的普及，尽管部分课堂尝试引入学生向AI提问的机制，但因缺乏有效引导，学生的提问往往与后续学习内容关联薄弱，易流于形式。为此，笔者聚焦数字化应用的科学性与有效性，重申学生学习的主体地位，倡导由学生自主生发“提问—追问”的思维链条，驱动合作探究，从而构建“数据驱动的数智化教学改进闭环”。具体而言，在教学中，依托数字化技术创设认知冲突，激发学生的探究内驱力。
1 问题提出
“问”即提问与追问，学生借此深入思考、主动探究，涵养物理学科核心素养。“究”即深度探究，指学生在任务驱动下，亲历知识的发现与建构过程，实现能力进阶。“问”与“究”相辅相成、深度融合，二者统一于“有问必究”的教学逻辑
［1］。
数字化技术为“问究课堂”注入了新动能，既能拓展教学资源，又能精准适配不同层次学生的学习需求。新课标倡导“从生活走向物理，从物理走向社会”，强调加强与生产生活、社会发展及科技进步的联系，帮助学生从物理学视角认识自然、解释现象。因此，依托数字化环境深化“问究”融合，是落实新课标要求、触发学生深层思考的关键路径。
然而，当前物理“问究”课堂多停留于教师提问、学生应答的浅层互动，其育人价值尚未充分彰显：一是问的主体错位，问题多由教师预设，学生缺乏主动发问的内驱力；二是究的过程虚化，探究活动流程化、表演化，学生未亲历猜想、设计、论证的完整科学过程；三是技术融合浅表化，如AI提问、视频推送等多种手段叠加，未与“问”“究”深度耦合，难以支撑问题的生成与深化。
为此，笔者立足数字化学习环境，厘清“问究课堂”的科学内涵，建构“数智共生”的教学实践模型，并以“凸透镜成像的规律”为载体，开展教学变革的创新研究。
2 理论创新：数字化学习“问究课堂”的内涵、特征与模型
2.1 核心内涵：从“教为主线”向“学为主线”的范式转型
数字化学习“问究课堂”立足学生“问”的主体地位，强化数字化“究”的支撑作用，实现了从“教为主线”向“学为主线”的范式转型。它立足真实情境引发认知冲突，依托问题链驱动全流程探究，实现了从“教为主线”向“学为主线”的范式转型。该模式直指当前教学中“学生不会问、不愿究、究不深”的现实痛点，旨在通过数字化赋能，引导学生生成真问题、开展深探究，实现思维过程的可视化，最终在“问”与“究”的深度互动中落实物理学科核心素养。
2.2 基本特征：主体性、探究性与数智融合性
该模式彰显了主体性、探究性与数智融合性三大特征。
（1） 凸显主体性。
借助数字情境链接生活实际，引发认知冲突，推动课堂从传统的“教师设问”向学生的“自主提问、持续追问”转变，确立学生在“问”中的核心地位。
（2） 强化探究性。
利用虚拟仿真、实时投屏与数据采集等功能，将物理实验教学由教师的“演示讲授”还原为学生的“合作探究、自主体验”，引导学生在“发问—猜想—实验—论证—反思—迁移”的科学流程中深化理解。
（3） 深化数智融合性。
通过技术赋能，学生的学习过程可视、可测、可控，确保了探究活动有理有据，切实提升“问究”课堂的育人效能。
2.3 实践模型：“激问—探问—究理—拓创”四阶教学模型的建构
数字化学习“问究课堂”教学模型的建构如下，形成“激问—探问—究理—拓创”四阶闭环。
（1） 激问：数字情境—认知冲突—自主提问（触发阶段）。
（2）探问：智能推送—互动追问—聚焦核心（导向阶段）。
（3）究理：实验探究—数据共享—论证建构（深化阶段）。
（4）拓创：反思改进—迁移应用—素养达成（升华阶段）。
3 基于数字化学习的“问究课堂”教学变革路径
3.1 主体迁移：从“教师预设”向“学生生成”转变
随着数字化教学的普及，教师常借助数字化平台向学生推送预设性问题。然而，这类脱离学情的问题往往呈现“抽象化、枯燥化”倾向，尤其对于认知基础薄弱的学生，必然迫使其将认知资源全部消耗于应对既定任务，挤压了自主质疑的空间，导致其陷入“只答不问”的被动境地，探究内驱力难以激发。事实上，初中物理与生活联系紧密，物理现象无处不在，这为学生生成真问题提供了丰富的情境土壤。
基于此，数字化学习“问究课堂”的首要突围点在于赋权学生，依托数字化情境与智能感知技术的支撑，引导学生从“被动应答”转向“自主提问”。通过支持学生对生活实例的个性化解读，鼓励其大胆发问、持续追问，驱动学生主动建构问题解决思路。这一过程印证了在数字化赋能下，“问究课堂”有效实现了认知主体的回归，学生不再是知识的“容器”，而是积极的求知者与探究者。
3.2 能力进阶：从“被动应答”向“深度追问”跃升
当前，部分教师虽引入了数字化平台，却仅将其视为实验流程的“播放器”——直接呈现实验方案与操作步骤，甚至推送演示视频替代学生思考。这种“保姆式”的推送，直接越过了“提出问题、猜想假设、方案设计”等关键思维节点，学生仅需按部就班地“操作实验、采集数据”，实则陷入了“有动手无动脑”的浅层学习。学生虽忙于“埋头苦干”，却因缺乏“问究”的深度参与，难以洞悉实验背后的物理本质，更无力提出具有探究价值的新问题。加之初中物理概念抽象、规律隐蔽，学生极易产生学习畏难情绪。
基于此，数字化学习“问究课堂”的突围点在于赋能学生“会问”。依托数字化平台的即时反馈与协作功能，构建多维互动的“问究”场域：一方面，利用数据可视化暴露认知盲区，驱动学生针对实验现象进行持续性追问；另一方面，通过同伴互评与AI辅助诊断，引导学生辨析问题的思维含量，从而在深度互动中实现从“浅层质疑”向“深度追问”的能力跃迁
［2-3］。
3.3 范式转型：从“教为主线”向“学为主线”演进
当前，数字化手段常被误读为传统讲授法的“电子翻版”。教师受限于“知识本位”惯性，习惯于运用数字化平台单向推送知识精讲、实验演示等固化资源。这种“电子式填鸭”看似高效，实则将数字化窄化为“新式说教”的载体。教师因担忧学生自主探究的“低效”，试图通过全覆盖的视频推送消除认知盲区，却忽视了探究契机的内生性与学习路径的差异性。其后果在于：学生被动接收线性信息，缺乏基于自身问题的真实体验，主观能动性被抑制，课堂呈现出“技术繁荣下的思维贫瘠”。
究其根本，数字化学习“问究课堂”亟须重构教学范式。突围点在于彻底扭转“教为主线”的惯性，确立“学为主线”的结构逻辑：尊重学生认知起点，依托数字化平台的自适应与开放性优势，支持学生自主提问，按需检索、甄选适配的学习资源；鼓励学生依据个性化猜想，设计独特的探究路径。这种创新性转型将课堂中心从“教师的教”转移至“学生的学”，让学生在自我决策、自主探究、自发反思中建构物理观念，实现由“被动适教”向“主动建构”的根本性跨越。
4 基于数字化学习的“问究课堂”教学创新策略
4.1 激问：数字情境创设，触发认知冲突，引发问题生成
“激问”旨在利用数字化媒介创设新奇、反常的生活化情境，引发学生认知失衡，从而驱动其自主提问。在教学实践中，教师应摒弃“告知式”导入，转而利用数字资源呈现与学生日常经验相悖的物理现象，以强烈的视觉冲击激发探究本能。
以“凸透镜成像的规律”教学为例，教师首先借助数字化平台播放航天员王亚平太空授课的“水球实验”（
图1）。在屏幕上，微重力环境下的水球呈现出奇特的成像特征——透过晶莹的球体，竟能观察到倒立、缩小的像。这一超乎寻常的现象瞬间打破了学生“凸透镜即放大镜（正立、放大）”的日常认知，引发了强烈的认知冲突。学生随即产生怀疑：“为何家中观察字体的放大镜会呈现出正立放大的像，而太空中的水球却呈现出倒立缩小的像？”基于这一核心疑问，教师顺势引入“凸透镜成像规律”的探究主题，引导学生从生活走向物理，在解释“为何不同”的过程中，开启深度合作探究，不仅培养了学生的问题意识，也为教师精准捕捉学情、优化教学策略提供了实证依据。
4.2 探问：智能资源推送，支撑深度互动以“追问”
（1） 精准推送支架，以“问”定向。
“探问”始于疑，贵在深。针对学生在演示实验后生成的碎片化疑问，教师需摒弃“大水漫灌”式的讲解，转而依托数字化平台，基于学情诊断精准推送差异化的学习支架。此举旨在引导学生将浅层疑问聚焦于核心问题，确保后续“究”的环节不偏离教学目标，实现以“问”定教、以“问”导学。
例如，在“凸透镜成像的规律”教学演示后，面对学生提出的“为何像有虚实之分”“大小为何变化”等多元疑问，教师并未逐一解答，而是通过云端平台向各小组智能推送三类资源包：①凸透镜成像光路的慢放动画；②生活中的例证，如照相机、投影仪工作原理的短视频；③模拟改变物距的虚拟仿真实验链接。这种“问题—资源”的精准对接，有力支撑了学生的深度互动。学生在资源的支持下展开研讨，问题逐渐从“看到了什么”聚焦至“成像情况与哪些因素有关”。此时，教师顺势引导学生回归实验操作（
图2），对照平台推送的规范示意图，自主排查成像失败的原因。学生随即发现：在组装器材时，若未调整蜡烛火焰中心、凸透镜光心与光屏中心使之在同一高度（即“三心”同高），成像便会偏出光屏之外。这一发现促使学生将疑问锁定在“物距变化如何影响成像”这一核心问题上，为后续的猜想与假设奠定了坚实基础。
（2） 互联增效演示，促进追问开启。
实验演示是引发认知冲突的关键触点。借助数字化技术打破时空局限，可彻底扫除观察盲区，满足学生对实验细节的好奇心，从而催化学生从“被动接受”向“主动追问”的转变。
例如，教师借助彩虹灯创设“回顾凸透镜成像特点”的引入实验，利用希沃白板的移动终端投屏功能，将因空间限制不宜观察的成像变化实时同步至全班终端。清晰的视觉呈现，有效激活了学生的深层思考。
师：同学们观察到了哪些性质的像？有哪些疑问？
生1：像有正立、倒立，放大、缩小之分，这可能与什么因素有关？
生2：为什么移动凸透镜，像的性质会突变？是不是和物体到透镜的距离有关？
生3：光屏上承接到的像与肉眼直接看到的像有何本质区别？
师（顺势引导）：我们如何验证这些猜想？
生（即刻回应）：改变物距试试！
随即，教师指导学生参照平台推送的实验数据记录模板（
表1），明确需要采集的变量（物距
u、像距
v、像的性质等）。在明确了观察要点和记录规范后，学生在一连串的追问中厘清了像的性质（正倒、大小、虚实），探究欲望被彻底点燃，自然过渡到动手验证环节。
4.3 究理：数智实验探究，基于实证数据以“明理”
“究理”是“问究”课堂的核心环节，旨在引导学生通过严谨的实验验证猜想，实现从“问”到“理”的飞跃。这一过程强调“提问有依、猜想有据，设计有方、改进有法，评价有思、交流有获”，要求教师从单纯的方案指导者转变为基于数据的循证引导者。
承接“探问”阶段生成的猜想与实验蓝图，教师依托数字化实验平台（如DISLab传感器系统），向学生智能推送个性化的实验操作指南与数据采集规范。学生小组依据既定方案，利用凸透镜、光具座及光屏开展合作探究。与传统实验不同，数智技术的介入极大地提升了实证效率：学生通过位移传感器精确测定物距与像距，利用光强传感器量化像的亮度变化，并借助平台自带的数据处理功能，实时生成“物距-像距”关系曲线。教师则通过云端监控界面，全景式观察各组实验进程，精准捕捉学生在数据记录、变量控制等方面的共性问题，以及是否遵循了如
图2所示的实验规范操作。
“究理”的关键在于基于实证数据的深度对话。教师在巡视中，针对学生出现的“像距测量偏差”“虚像观察困难”等问题，及时推送微课资源或发起组内互评，引导学生反思实验设计的不足，优化操作策略。当学生通过上述平台提交实验数据记录表（
表1）后，教师组织全班进行数据汇总与交叉验证。在充分的证据面前，学生不仅验证了“物距决定像的性质”这一猜想，更通过数据的拟合与分析，自主建构起凸透镜成像的物理规律。这一过程不仅锤炼了学生严谨的科学态度，更让他们在“提出问题—搜集证据—解释交流”的完整探究闭环中，体会到了合作学习的价值与科学“明理”的愉悦。
4.4 拓创：多维成果展示，促进迁移反思以“创生”
课内学习时间有限，学生难以完成全部探究任务，因而将“课堂向课后延伸”尤为关键。依托数字化平台，教师化身“移动讲台”，在课后持续与学生互动，提供针对性引导；学生则借助仿真实验平台与班级学习空间，自主复盘操作过程、分享问题解决策略，在持续“问究”中明晰实验结论、梳理知识结构。
在完成凸透镜成像规律的课内探究后，学生将蜡烛从远处向凸透镜缓慢移动，系统观察成像变化，并围绕实验现象提出了一系列层层递进的问题。
问题1：当u>2f时，像有何特点？像距范围如何？
问题2：当u=2f时，为何成倒立、等大的实像？
问题3：当f<u<2f时，像的大小与位置为何发生变化？
问题4：当u=f时，为何不成像？
问题5：当u<f时，为何需透过透镜用眼睛观察正立、放大的虚像？
在随后的实验方案展示环节，两组学生上台汇报，台下学生结合自身体验主动质疑，进一步拓展了思维的广度，遂有以下问题。
问题6：你们如何确定蜡烛、凸透镜与光屏的位置关系？
问题7：你们的实验方案有哪些值得借鉴之处？
问题8：在操作中，哪些环节易产生误差？如何改进？
问题9：你们的实验设计思路是否合理？
问题10：你们小组的实验设计思路合理吗？
学生正是在这种多维互动的“问”中，不断推动对实验过程的深度理解与方案的持续优化，显著提升了学习效率，并最终完成实验规律的系统总结（
表2）。
更为深入的“创生”发生在课后数据处理环节。学生在合作探究中采集了大量数据，通过对实验现象的细致观察与数据的理性分析，进一步展开高阶“问究”。有学生基于实验装置（
图3）敏锐地发现：“当物距分别为40 cm、35 cm、25 cm时，均成倒立缩小的实像，且物距均大于像距；而当物距为18 cm、15 cm时，成倒立放大的实像，物距却小于像距。这是普遍规律，还是偶然巧合？”这一追问直指物理现象的本质，引发了强烈的认知冲突。
针对这一源于数据的质疑，各小组汇总数据，教师引导学生借助数字化技术绘制“
u-
v”关系图像（
图4）。学生在坐标系中观察数据点的分布规律，并结合图像任意标点，深入追问像的特征。在此过程中，学生逐渐意识到：成像性质的决定因素并非单一的物距，而是物距与像距的相对大小及其在数轴上的动态变化。教师适时借助数字化平台为学生架构学习支架，推送拓展资源，引导学生从“物近像远像变大”的定性描述，迈向基于图像的定量分析，实现了思维的实质性进阶。
这种基于数据、依托数智、持续追问的“拓创”过程，不仅深化了学生对凸透镜成像规律的理解，更契合了新课标“引发学生独立思考、主动探究、合作交流”的理念。同时，教师利用数字化平台的资源共享与智能推荐功能，有效拓展了学生的兴趣边界，实现了从“学会知识”到“创生能力”的转变
［4-6］。
5 教学成效：基于数字化学习的“问究课堂”实践价值
5.1 学习内驱力：从“被动应答”向“主动提问”转变
当学生确立“问”的主体地位后，其学习动因发生了质性变化。学生不再局限于等待教师推送的既定任务，而是能够基于自身的认知困惑，自主筛选并调用适宜的数字化学习资源。例如，通过参与虚拟仿真综合实践活动，学生切身感受到物理知识在解释自然现象、解决技术难题中的广泛应用，从而体验到物理学科的现实生命力，这种内在的获得感是激发学生长效学习动机的关键。
反观传统教学，教师往往依据教案预设问题，并借助数字化技术进行单向推送。这种“供给式”教学忽视了学生的思维盲点，难以诱发学生产生进一步的设想与假设，制约了物理学科核心素养的落地。而在“问究课堂”中，学生的学习呈现显著的动态生成特征：教师由单一的“问题推送者”转变为“情境创设者”，依托数字化平台汇聚多元化的生活素材；学生则由被动的“答题者”转变为主动的“发问者”与“探究者”。这种从“被动应答”向“主动提问”的范式转移，不仅促进了知识的融合与拓展，更使学生进入了高度专注的沉浸式学习状态，实现了学习动力从外部施压向内生驱动的实质性跨越。
5.2 思维品质：从“浅层识记”向“深度探究”进阶
“问究”课堂有效扭转了传统教学一味“刷题”导致的思维僵化倾向，驱动学生思维从被动接受结论向主动建构逻辑进阶。实践数据显示，学生在实验探究中的思维严密性显著提升：在课前测评中，仅有57%的学生能规范设计实验步骤、严谨分析变量关系；而经过“激问—探问—究理—拓创”的完整闭环后，该比例上升至78%。这一数据表明，学生已逐步摆脱浅层识记的依赖，具备了初步的科学推理能力。
这种进阶在具体操作中表现为思维的精细化优化。实验结束后，学生不再满足于得出既定结论，而是基于实证数据，主动反思并优化实验方案（如改进“三心”同高的调节策略）与操作流程。特别是在“拓创”环节，学生能像科学家一样思考：面对异常数据敢于质疑，面对复杂现象善于归因。数字化技术在此过程中不再仅是信息传输的载体，而是成为支持学生思维可视化、助推深度探究的脚手架。学生通过亲手实践与数据论证，不仅修正了操作偏差，更在“提出问题—猜想假设—设计实验—分析论证”的完整逻辑链条中，实现了科学思维品质的实质性跃迁。
5.3 教学范式：从“教案执行”向“学程设计”转型
“问究”课堂倒逼教师角色重构，推动教学范式从预设性的“教案执行”向生成性的“学程设计”深刻转型。教师不再拘泥于既定的教学脚本，而是依据学生“问究”的动态生成情况，借助数字化平台灵活调整备课与授课策略，确保课堂时空最大限度地向学生开放。实践数据显示，学生学习的主动性发生显著质变：课前仅57%的学生能主动思考、发言，而实施后该比例跃升至89%，这充分印证了新范式下学生主体地位的确立。
这种转型在具体操作中表现为“情境创设—自主建构—数据循证”的闭环：教师依托数字化平台提供的多元情境素材，为学生创设充分的互动与探讨空间，支持其自主建构知识体系；同时，利用平台的实时反馈功能，及时捕捉学生在讨论、互评、优化过程中的思维轨迹。教师据此进行精准引导，确保学生的自主探究始终沿着科学的思维路径前行。这种以学定教、顺学而导的模式，彻底打破了教师“满堂灌”的桎梏，代之以“合作探究、自主体验”的育人新常态。
尤为重要的是，学生在这一新范式中亲历了完整的知识发现过程——从发现问题、提出假设，到设计方案、验证优化。这种“沉浸式”的探究体验，使学生深刻理解了知识的来龙去脉，实现了从“学会”到“会学”的跨越。基于数字化学习的“问究”实践，不仅赋予了学生在“发问”与“究理”中的主导地位，更通过重塑教学结构与教学生态，切实达成了物理学科“立德树人”的育人宗旨。
6 结语
综上所述，数字化技术已然成为撬动初中物理教学深层变革的关键杠杆。它不仅突破了传统实验教学的时空壁垒，更以其可视化、即时性的优势，为“问究课堂”的落地提供了坚实的技术基座。基于例证所建构的“激问—探问—究理—拓创”四阶模型，成功引导学生实现了从“被动应答”向“主动提问”的跨越，推动了课堂形态从“以教为主线”向“以学为主线”的根本性转型。
实践证明，基于数字化学习的“问究课堂”有效激发了学生的内在学习动机，培育了严谨的科学思维品质，同时推动教师由“教案执行者”向“学程设计师”转型。这一变革不仅回应了新课标“加强做中学、用中学、创中学”的诉求，更为落实物理学科核心素养提供了切实可行的实践路径。未来，随着人工智能等技术的深度融入，物理教学必将迈向更加智慧、更具活力的新境界。
2023年度江苏省教学研究专项课题“基于数字化学习的‘问究课堂’教学变革与创新研究”(2023JY15-GL101)
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