“问题解决”教学模式及教学策略

1、“问题解决”教学模式及教学策略溧阳市教育局教研室 朱勤章1、 “问题解决”教学中问题的定义和分类问题是一种情景，在这种情景中个体知道想做某件事，但不能马上知道这件事所需采取的一系列行动。因此问题解决就是由一定情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列思维操作，使问题得以解决的过程。（ 1）问答式的问题，它具有陈述性和简单性。例如：在真空中，声音传播的速度是多少？能使学生学习或回忆陈述性知识，（ 2）求解式的问题。它具有程序性和复杂性，必须通过周密的思考，借助某些特定的有效程序，经过主观努力才能完成的。能使学生在知道陈述性知识的同时，学习程序性知识或促使陈述性知识向程序性知

2、识转化。（ 3）应用与综合性的问题。它具有应用性与综合性，必须综合运用知识，联系实际情况，解决实际问题，要求学生对实际生活、科技发展、工农业实际情况的发生和变化有所了解，并能综合所学知识进行分析、论证、推理、判断。在现实中有这样的课堂：教师提出的问题很多，回答得也很热闹。一堂课下来，课堂内没有学生静静思考问题的时间。 实际教学中：教师的课堂提问次数很多，让学生思考的时间很少。从问题类型来看，事实性问题太多，理解性问题极少，应用与综合性的问题几乎没有。其实，这样的教学不是“问题解决”教学。究其原因，就是没有搞清什么是“问题”？教学的组织中，只有尽量减少问答式的问题，增加求解式的问题，才能在课堂上

3、增加学生的思维力度。2、 “问题解决”的含义(1) 问题解决是心理活动。问题解决“指的是人们在日常生活和社会实践中，面临新情境、新课题，发现它与主客观需要的矛盾而自己却没有现成对策时，所引起的寻求处理问 题办法的一种心理活动”(2) 问题解决是过程。 “问题解决是把前面学到的知识运用到新的和不熟悉的情境中的 过程” 。(3) 问题解决是教学类型。 “问题解决”的活动形式可以看做是教或学的类型，可以考虑将“问题解决”作为课程论的重要组成部分。(4) 问题解决是目的。学习物理的主要目的在于问题解决。(5) 问题解决是能力。把物理用于各种情况的能力，叫做问题解决。上述各种解释，在形式上似乎并不一致，

4、但是我们应看到它们所强调的共同的东西，即“问题解决”不应仅仅理解为一种具体的技能，它贯穿在整个物理教育中，应该是物理教育所体现的一条主线。三、问题的功能( 1)“问题”有助于摆脱思维定势我们的思维容易受先人之见的影响，因为人的大脑“有把信息和材料安放在内存模式中的归档能力。”思维还常会陷入滞涩与休眠状态。“问题”的出现，往往造成某种不确定性，使思维活跃起来，打破定势。( 2)“问题”促使思维进入“后反省状态”当一个人碰到令自己感到困惑的问题时，他就会受到刺激，去进行反省性探究。因此，思维是从一种怀疑或混淆的“前反省状态”，进入一种满意或以对先前让自己感到怀疑和困惑的情景的控制为特征的“后反省状

5、态”。在这种状态转换过程中，智力活动总是尝试性的，始于问题的提出，终于问题的解决。( 3)“问题”的解决带来“顶峰”的体验心理学家研究表明，难易适中且富有挑战性的问题足以激励学生向下一阶段发展。在实施探索为本的教育中，要求教师指导学生学会“如何发现有意义、有价值的问题，而不是简单地去寻找答案”。这种对问题的探索与思考，以及“运用交流技巧将研究结果向专家以及不熟悉该领域的听众报告”，将使大学生深受鼓励，同时领略一种“顶峰”体验。这种体验常常由于百思不得其解和长期忍受疑惑的困扰而感受尤其强烈。贝尔纳对此有极为精辟的说明：“那些没有受过未知物折磨的人，不知道什么是发现的快乐。”（ 4）“问题”可促使

6、“顿悟”的产生阿基米德为了测定王冠含金的纯度，废寝忘食，苦无所得，未料在洗澡时不经意间发现了“浮力定理”。德国化学家凯库勒梦见苯分子像一条蛇咬着尾巴旋转，悟出六个碳原子苯环的概念。虽然人们至今尚未破译“灵感”、“顿悟”之谜，但是不妨大胆猜测，当某一问题已不受直接注意时，潜意识在某种程度上仍然保持对问题的思索状态。精神高度集中地考虑一个问题，有时可能造成思路的堵塞或误入歧途。而一旦松弛下来，倒可能产生稍纵即逝的思想火花。其实，没有对“问题”的魂牵梦绕、锲而不舍的探究，没有“众里寻她千百度”的执著，也就不可能有“蓦然回着”时的惊喜。四、一个“好问题”应具有以下一个或几个特征：（ 1）有与它有关的简

7、单的、学生能够理解和解决的问题；（ 2）在学生已有的知识和能力范围内有多种解决途径；（ 3）学生能据此导出其他类似的问题；（ 4）包含的数据或资料能组合、分类、制表或分析；（ 5）能借助于观察或实验解决；（ 6）学生有直接的兴趣或有一个有趣的答案；（ 7）能用学生已有的知识和方法或通过探索可达到的知识和方法进行推广。五、 “问题解决”教学模式的一般流程与结构到目前为止，许多学者提出了多种“问题解决”模式。杜威 将“问题解决”过程分为五个阶段：感觉问题的存在、确定问题的性质、提出各种可能的解决办法、考虑各种办法的可能结果、 选择一种解答的方法；波利亚（POlya）则将其分为四个步骤；理解问题、拟

8、订计划、实行计划、回顾解答；瓦拉斯(G Wallas)提出问题解决四阶段：准备、沉思、灵感、验证；布朗斯福特和斯特恩 (Bransford & Stein )开发了五步问题解决模式：问题识别、问题表征、策略选择、策略应用、结果评价。上述这些问题解决模式的实质是个体 (或学生)在解决问题时所采用的全部可能步骤、 阶段或 过程，是依据个体(或学生)解决问题时的心理认知程序进行划分的。“问题解决”教学模式就是依 据上述“问题解决”模式在教学中的具体应用。如杜威的“问题解决”教学模式：疑难的情境一一确定问题一一提出假设一一推理一一验证；当代美国的“问题解决”教学模式：选择问题一一明确问题一一寻找线索一

9、一解决问题；巴班斯基的“问题解决”教学模式：创设问题情境一一组织集体讨论一一证实结论一一提出问题作业。总结以上各教学模式，根据教学实际情况提出以下“问题解决”教学模式：创设问题情境”提出问题“分析问题“解决问题“总结规律”迁移应用。基本教学模式的程序如下：(1)创设f1境，引入问题教师精心设计难度适当而又有助于学生形成认识冲突的问题，让学生产生一种认识的困惑，以形成积极的探究动机，创设最佳的问题情境。(2)提出问题，在创设问题情境的基础上，由教师或学生根据根据问题情境中的知识提出问题。(3)分析问题，收集信息学生回想旧知识，自学新知识，形成解决问题的知识网络，以架设问题和目标之间联系的桥梁。(

10、4)解决问题，寻找方法，设计解决思路使问题情境中的命题与认识结构联系起来，以激活有关的背景观念和先前所获得的解决问题的方法，探索解决问题的途径。(5)总结、评价(或验证假设)，得出结论对问题解决过程、方法进行总结、评价，优胜劣汰，获得新结论。或由学生收集、整理有关假设的材料，经分析、概括得出结论。(6)迁移应用，把总结得到和方法、规律应用到新知识中，产生迁移将，然后把它用于同类问题的新问题解决之中，反馈矫正，使教学重点突出。本课题组研究方案初步构建如下物理“问题解决”的程序模式：在研究过d中；呵川运用&怖ji式前行实小修,痛步完善并构建新的程序模式。六、“问题解决”教4的课堂实施策I略“问培养

11、学生AA 精心设置问题上境，为学生山题意识矣最有,从少到多的培养提供科学的方法。有人认 为，培养学生的问题意识，只要多问几个“为什么”就能达到目的，于是在短暂的时间里 给学生提很多问题，而这些所谓的“问题”，多数不具备问题的价值。教师在教学过程中， 不能把“问题”强加学生，而是要通过启发式教学，精心设置问题情境，来培养学生的问 题意识，让他们自己主动提出问题。(一)营造课堂教学的民主氛围问题教学是培养与发展学生创新思维能力的一种重要的教学方法。创造思维的发展必 须有一种民主和谐的课堂教学气氛，在这样的课堂上学生的思维活跃，大脑始终处于兴奋 状态。因此，教师必须要有教学的民主观、现代意义的学生观

12、和教学质量观。在这些前提 成立时，问题教学才有可能实施。激发学生问题意识的关键是创设良好的教育环境和气氛， 增进教学民主，加强师生交往，鼓励学生质疑问难。青少年学生好奇心强，求知欲旺盛， 这正是问题意识的表现，教师在教学活动中要充分爱护和尊重学生的问题意识，师生之间 要保持民主、平等、和谐的人际关系，消除学生在学习中、课堂上的紧张感、压抑感和焦 虑感，从而在轻松、愉快的气氛中展现个性。有了这样的适宜环境，学生的问题意识就可 以获得充分发挥和显示，各种奇思异想、独立见解就会层出不穷。反之，教师对学生大胆的发问、质疑不予重视或视为刁难、捣乱、钻牛角尖，并加以批评、训斥甚至讽刺挖苦，毫无疑问不仅扼杀

13、了学生的问题意识，同时扼杀了学生的创新精神。因此，当学生问“问 题”时不能轻视，不能嘲笑。要满腔热情地接受和喜爱学生提出的“问题”。凡是能提出“问题”的学生都要想尽办法进行“合理”地表扬；凡是“问题”中的合理成份，要重在肯定，对不合理成份用积极地态度指正。在“问题解决”教学的开始阶段，为了使学生敢问问题，可以采用写纸条的方法：上课前每位学生预发一张小纸条，让学生把问题写在纸条上，教师集中后再把学生提出的问题放在实物展示台上展示。总之， “问题解决”教学中的课堂是师生平等地面对问题，平等地设法处理问题和解决问题的教学组织形式。（二）设置问题情景，培养学生的问题意识1、通过实验演示，设置问题情景物

14、理学是一门实验科学，大部分物理概念和规律的得到都离不开实验。而且通过实验演示，设置问题情景，学生的兴趣很高。例如2、联系生活实际，设置问题情景物理学作为自然科学的基础学科，与每个人都有着十分密切的联系，可以这么说，我们每时每刻都在自觉不自觉地和物理现象发生一定的关系。在课堂上联系生产、生活实际设置物理问题情景，学生会感到具体、亲切，有助于利用学生已有的生活经验，同时也有利于培养学生勤观察、思考的良好学习品质。3、抓住事物的假象与学生的认识错误，设置问题情景学生在学习物理时，经常会碰到一些“前概念”的影响，如：速度大的物体惯性大，力是使物体运动的原因等。在课堂教学中充分展现这些假象，通过讨论引起

15、学生争论，设置问题情景。再如在“牛顿第三定律”的教学中，教师可以先让学生讨论这样一个问题：普通人与身体健壮的运动员拨河时必输无疑，是否因为运动员队的拉力大于普通人队的拉力呢？学生往往给予肯定回答，教师则予以否定，抓住学生的认识错误，使学生的心理进入非平衡状态, 发生思维冲突, 从而产生问题情景。4、复习旧知识，设置问题情景教师通过对旧知识的再现，建立新旧知识的联系，设置问题情景，由旧知识的拓展引 出新问题。例如在“楞次定律”的教学时，复习产生电磁感应的条件和法拉第电磁感应定 律，结合闭合电路的欧姆定律，就可确定感应电流的大小，但电流的方向呢？部分学生会 根据初中学过的知识回答：根据右手定则可确

16、定电流方向。勤于思考的学生马上会反问： 若导体与磁场间没有相对运动的情况，感应电流的方向又该怎样确定?5、习题教学中，展示原型题，设置问题情景习题教学是中学物理教学的重要组成部分。在习题教学中，学生往往容易成为解题的 机器，教师出示一题，学生思考后在教师的指导下，解决一题。我们可在习题课教学中改 变一下模式，教师出示的是一原型题，要求学生通过变化产生尽可能多的新问题。七.物理问题解决过程多数心理学家认为问题包括三个基本成分：给定条件、目标和障碍。学生可以利用的 已有知识和经验与行动目标之间出现空缺时，根据题目的给定条件采取一定的转换方法克 服障碍达到目标，这就是问题解决。问题解决的过程，很多学

17、者提出了不同的模式，一般都由这样几个环节组成，问题识 别、问题表征、选择及执行策略、结果评价。具体到物理问题，可以分为如图所示的三个 相互联系的环节：审题活动、解析活动、实际解决活动。其中既有认知成分的参与，也有 心智技能的参与。前者包括相应的物理基础知识、问题类型结构知识及有关的策略性知识;后者为各种自动化的程序性知识 。其中物理问题解决策略的选择和应用主要发生在解析活 动中。从不同的视角，根据不同的内容，可以构建不同的“问题解决”教学过程模式，本课题实际的刺激、问题类型结构知识问题任务嬴广及有关的新5性知识 提取审题活动执行出嚏向愕析活动+实际解题活动f1L执行激活：相应的物理基础知识执行

18、定向用题活？技能 |解所;手柠而J 耳也活产蜂T检验反思t调整 f图1物理一般问题解决的心理机制组研究方案从物理学科的特点出发，提出一种物理“问题解决”的基本过程模式:在研究中，以遹魁建模目棒!施旭日在翘曲肉司适物手不同情境和内容的过程模式。2.物理问题解决的一般策略问题解决策略是学生运用已有的陈述性知识和程序性知识对问题进行界定、选择解决方法时需要运用的认知策略。不同研究者对问题解决策略的分类不尽相同，有的从问题解决的过程将其分为问题表征策略、问题分析策略、问题解决过程中的监控策略和问题解决后的反思策略；有的则从思维特征和问题的类型方面去讨论。由于物理问题类型比较繁杂，相应的问题解决策略也较

19、为杂乱，笔者将散见于各类资料中的物理问题解决策略进行了归纳整理，现将最常用的几种策略分述如下。2 1 类比策略： 类比策略是指设法将当前的新问题转化为与已有知识经验相似的问题原型，通过比较在二者之间建立联系，从而利用已有问题的解决方法来解决新问题的一种策略。以原电池问题为例，只要识记教材中的铜锌原电原电池模型，理解正负极的反应原理。遇到原电池问题，即可进行原型匹配，找出解决方法。运用类比策略，一要积累丰富的问题原型；二要善于对新问题进行转换，去粗取精，排除无关或次要的特征，抓住深层的相似性；三要特别注意通过比较找出新问题与原型的相异点，找出深层的相似性，防止机械套用。如2 2 分解策略：分解策

20、略是指按照一定的原则将问题分解为一系列相互联系、具有一定层次结构的子问题，通过子问题的解决逐步解决问题的一种策略。对于一些复杂的问题，运用分解策略可以降低问题的难度，更容易找出问题的解决思路。如问题“设计以废铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液制取氢氧化铝的最佳方案” 。根据铝及其化合物的性质关系，把问题分解成如下几个子问题分别加以解决运用分解策略要注意的是，在分解前，需要对问题作整体理解，避免盲目把问题分解成互不相干的几个子问题，在子问题解决后，要进行比较归纳总结，使问题最终得到解决。有时，还可以在解决子问题的同时，对所给可能选项进行筛选排除，简化问题。2 3 目标递归策略。目标递归策略也称手段目的分

21、析法，是指按照一定的方向对问题中的所有信息进行全面分析、层层推进，逐步缩短起始状态与目标状态的距离的一种策略。递归策略是最常用的一种策略，如由几种气体组成的混合气体依次通过一系列溶液，最后剩余成分的判断问题。2 4 逆推策略：有些物理问题，不知道起始状态，或从起始状态出发进行分析很烦琐，甚至难以解决。如果采用逆推策略，则往往能另辟蹊径，使问题迎刃而解。逆推策略经常用于有机合成方案设计或元素化合物的推断题的解答中。2 5 探究策略：探究策略是探究性学习中常用的一种策略，根据对给定问题的分析，提出科学假设，然后设法通过收集事实或理论推断，确定问题的答案。2 6 等效转换策略 即将一个陌生的或复杂的

22、物理问题根据一定的关系转换成另外一个等效的物理问题的策略。2 7 具体化策略 一些抽象的物理问题， 在分析的时候不易与已有的知识和经验联系起来，如果将其转化为一个具体的物质，则有利于对问题进行分析和理解。2 8 整体思维策略 整体思维策略是指抛开问题的某些方面、部分或具体细节，抽象出问题的本质特征或变化实质，从而从整体上理解问题并寻求解决问题的独特方法。整体思维策略多用于对结构复杂又存在着一定内在关系的问题的分析和解决过程中，如晶胞组成计算、连续反应或循环反应等。整体思维策略往往需要解答者能够排除出问题表层现象的干扰，从整体的角度审视问题，常常会涉及到质量守恒、原子守恒、电子守恒和溶液电荷守恒

23、思想。2 9 心理练习策略4 ：或称想象练习策略，是在大脑中运用先前获取的动作经验和动作表象在对某一活动进行模拟练习，从而解决问题的一种策略。在物理实验问题的解决过程中，心理练习策略可以通过表象重组将题给实验逼真地再现，有利于找出完整的实验步骤、实验现象。2 10 双向推理策略：又称中间递归策略，是指问题解决者从问题的起始状态和目标状态同时出发，把各个信息向纵深处延伸，当两者相遇时，使问题得到解决。双向推理使正向思维和逆向思维相结合，更有助于顿悟或灵感的突然出现，更有利于解题思路明朗化。多用于元素化合物的推断题中，也适用于复杂的物理计算问题。n.问题解决策略的教学虽然没有人否认策略学习对提高问题解决能力的重要性， 但不少人认为策略性知识是个体在长期练习中悟出，并随着个体成熟而发展起来的，不需要专门进行教学培养。这也是我们一直不重视问题解决