基于问题解决的物理教学探讨

1、基于问题解决的物理教学研究 每个人生来都是问题解决者，人掌握知识的目的在于解决他所面临的新问题。而教育课程的最重要的最终目标就是教学生解决问题。我国颁布的高中新课程标准中也明确规定，要培养学生分析和解决问题的能力。数学教育家张奠宙先生认为：“以问题解决为主导”是改革我国数学和科学教育的突破口1。可见问题解决教学是适合当代教学改革发展要求的一种基本的教学形式，它基于问题解决的方式来建构知识，培养能力、提高素质，进而促进学生的主动发展。1 问题解决教学的含义到目前为止，对于问题解决的含义学界给出了诸多不同的阐述，然而通过教育心理学的大量研究成果我们可以得到这样一个认识，即基于问题解决的教学具有以下

2、基本特征：（1）以问题为中心基于问题解决教学的课堂中，学习是围绕着问题展开的。问题是整个学习活动进行的线索，问题贯穿于整个学习活动的始终。这里的问题要能引起学生的思考,不能靠简单模仿或套用公式直接解决；还要重视情境应用,给出一种情境,一种实际需求,以克服一种现实困难为标志。（2）以探究性学习为基本方式问题解决的过程，是培养学生科学态度和发展学生问题解决能力的关键环节，它影响着问题解决学习的最终效果。科学教育中的“科学”，不是静态的科学结论，而应包含动态的科学探究过程，问题解决的过程同时也应是探究学习的过程。让学生探究整个问题解决的过程，从问题的表征、资料的收集、假设的提出到问题的最终解决，都要

3、求学生积极参与。教师在其中只是起到辅助者和帮助者的作用，并不控制学生的问题解决过程，整个过程都是由是学生自主进行控制和调节的。（3）以知识的意义建构为目的知识的意义建构是指学生对知识的深刻理解和把握。问题解决过程中的一切活动都是为了让学生更好地完成和深化对所学知识的意义建构。高水平的思维活动、特别是问题解决活动更有利于学生对知识的意义建构，这是因为问题解决的过程是学生主动参与学习的过程，是学生积极思维的过程，所以问题解决学习特别有利于学生对知识的理解和掌握，有利于对知识形成更深刻更灵活的理解，从而产生更灵活广泛的迁移。2什么才是“问题”在现实生活中，问题是各种各样的，内容和形式千差万别，从心理

4、学的角度，所有的问题都含有三个基本的成分：（1）条件：一组已知的关于问题条件的描述，即问题的起始状态；（2）目标：关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态；（3）障碍：正确的解决方法不是直接显而易见的，必须通过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。因此，按上述理解，作为“问题解决”中的问题，应具有：情境性、探究性、挑战性和开放性等特点。具体来说，问题解决中的物理问题包括来自于物理学理论和现实世界非常规性物理问题、结构不良型物理问题和具有丰富情景的原始问题等。对这类问题的解决，一般不能通过模仿或直接套用物理公式和定律来解决，必须经过研究探索、分析假设以及灵活运用各种知识和技能才能求

5、得问题的答案。学生通过对问题的解决的过程，抽象出问题所隐含专业知识、学习到解决问题的策略以及学习策略。由于许多问题具有开放性的特点，往往没有明确的答案，所以学生还必须要对解决问题的过程进行元认知反思活动，以对问题的解决作出恰当的评价。因此，问题解决教学为学生提供了许多机会来发展并实践他们的高层次思维技能，使学生把握概念之间的复杂联系并广泛灵活地应用到具体的问题情景中去。23 基于问题解决的物理教学过程3.1设置恰当的问题情境问题解决教学是基于问题的学习和教学，问题的好坏直接决定了教学的效果。好的问题要既能体现所要学习的物理知识内容，又要考虑学生的知识经验，适合学生的程度，问题设置的难度还必须使

6、学生可以接受而又要具有发展性，要落在他们的最近发展区内；既要与实际生活相联系，以引起他们对研究问题的兴趣，又有助于学生的发散思维和创新思维的发挥，使问题解决后学生的能力倾向发生变化；要有探究性，给学生一个充分自由思考、充分发展自己思维的空间，又具有一定的开放性，可以把问题延伸、拓展、扩充到一般情形，并蕴含着新的关系和规律，搭建起通向新理解的桥梁。在物理教学中创设问题情景的途径有以下几种：通过观察自然现象形成问题情境；通过演示实验形成问题情境通；过物理学史创设问题情境；利用学生意想不到的错误设置问题的情境；利用学生对某一问题的不同看法设置问题情境；通过提出假设、验证假设的方法形成问题情境等等。物

7、理教学中通过问题情景的设置，来激发学生的思维，使他们自主的进行探索式的学习，使其在经历问题解决的过程中，获得知识，发展高级的思维能力。3.2形成正确的问题表征对物理问题的正确表征是解决问题的重心，学生只有在对问题正确的表征情况下，才能激活长时记忆中的物理概念、基本原理及过去相关的图式和样例，才能对物理问题进行更深层次的表征，即科学理论表征。因此，物理教学中的问题解决，应该让学生在读题的同时通过画草图，在草图上进行相关物理量的标注，把文字表征转化为图像表征，并通过合理的转换，使之与长时记忆中的图式相类似。这种做法实质上是工作记忆对外部表征的操作，一方面可以减轻工作记忆的负担，另一方面通过纸笔操作

8、可以把认知过程外化，这样就更有利于对自身认知的监控和调节。物理问题中还存在着一些核心词汇，准确理解和掌握这些带有隐含条件的“核心词汇”对们物理问题解决也非常关键。熟练掌握这些“核心词汇”，就可以促进学生从文字表征到物理表征到数学表征的转换，快速提升学生的问题表征能力，进而提高解决问题的能力。这里所说的“物理问题表征核心词汇”指的就是带隐含条件的物理概念。物理表征能力的提高，把握审题是关键，如果审题方法不到位，以习惯意识看问题，往往对题目中条件不能作出相应判断，而是主观臆断。只有过程分析到位，建立正确的物理模型，选取正确的物理条件，合理运用规律，才能有效解决问题。3.3指导学生的问题解决基于问题

9、的物理教学，目的在于充分发挥学生的主体性，引导学生获得解决问题的各种思想和方法，培养学生的创造力，推动学生的物理知识和思维能力水平的提高。物理问题解决的过程中教师的主导作用表现在教学过程的调控。研究指出解决问题的效率与结构化和组织化的陈述性知识以及在实践经验中积累的情景化的程序性知识有密切关联。3所以在教学中教师要教给学生结构良好的知识内容，突出物理知识之间的层次和横向联系，这样的知识便于学生在遇到新的问题情景时产生广泛的迁移；强化解决问题的活动中建立条件产生式，丰富他们程序性知识，提高学生对问题情景的敏感性。在学生解决问题的过程中，教师要适时的有针对性的对其加以引导，学生在解决问题的中遇到困

10、难的时候，应给他们提供起支架作用的信息和知识以及交给学生问题解决的思维策略技巧。物理问题解决策略和物理思维技巧常见的有等效类别法、反证法、图解法、理想模型逼近法、极限法、半定量估测法等。问题解决活动结束后，引导学生对学习的过程进行反思和评价，帮助学生逐步提高自我调节的能力。3.4合理评价结果在问题解决教学中，与传统教学法很大的不同就是它强调发挥学生的主体地位作用。注重的是学生积极主动参与解决问题的活动过程，而不是结果。所以在教学中适合使用形成性评价方法，这种评价能让我们及时了解到学生在问题解决过程中存在的问题，并及时加以调整，这对于学生的学习更具有实际意义。具体的评价方法可以采用行为评价、作品

11、评价、教师的鼓动性评价和学生的自我评价在内的综合性的学业评价手段与方法。教师对学生的评价要注重学生问题解决的过程，要对学生参与程度、参与积极性、对集体的贡献进行评价。教学评价还要对学生的问题解决过程进行一定的总结，学生解决问题过程中获得的知识和技能的系统性和连贯性或许不强，可能存在着杂乱无序的情况甚至是错误，教师应该将这些知识和技能总结成比较系统、比较连贯的知识，使学生能够获得完整知识，从而对整个过程有比较完整的认识。4物理问题解决教学应注意的问题4.1关注每个学生的发展新课程标准的核心理念是“以人为本”，充分体现“人人学有价值的物理科学知识，人人都获得必需的知识和技能，不同的人在物理上得到不

12、同的发展。物理问题的解决，其策略和方法是多种多样的，解决的层次可各不相同。在教学过程中教师应根据物理问题解决层次和学生实际能力水平情况，分类确定教学目标，供不同层次学生去实现，有效地对学生进行分类指导，使每个人都能积极的参与到问题解决中，每个人都得到最大限度的发展。4.2问题解决教学不可轻视问题的提出爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧问题，却需要创造性的想象力。”4这样看来，学生提出问题的过程就是创造的过程。学生在自学的基础上产生的问题常常能显示出教学的难点和重点。因此，鼓励学生

13、大胆质疑，培养学生发现问题解决问题的能力，并以学生的问题作为教学的出发点。因此要在物理教学中，除了培养学生解决问题的能力外，还应重视提出问题能力的培养。能够发现问题、提出问题，既反映了一个人的洞察能力和思维能力，也体现出一个人善于思考、积极思考、敢于创新的思维品质。科学的发展总是与一些重大问题的提出与解决同步前进的，一个善于发现问题、提出问题的学生，其发展前景将不可限量。因此，善于提出问题不仅是促进个体发展的重要因素，也是推动科学进步的强大动力。培养问题意识的主要途径是创造开放宽松的教学氛围，注意保护学生的好奇心，充分发挥元认知的作用，鼓励引导学生发现并提出问题。4.3问题解决教学不能程式化研

14、究者迄今已提出多种问题解决模式，这些教学模式对教师的课堂教学实践具有参考意义。但是教师在具体实施问题解决教学的时候，切不可机械地按照程序进行模仿操作，而应该指向教学目标，依据教学内容，适当地与其他形式的教学方法，使教学形式新颖活泼，并始终以问题解决为主线进行教学，让学生在主体性参与之中解决问题，获得知识，提高能力。结语基于问题解决的物理教学是一种与建构主义学习理论及其教学原则非常吻合的教学方式，这种教学方式以问题为核心，让学生围绕问题展开知识建构过程，学生通过亲身经历问题解决过程，而达到掌握灵活的知识基础和发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力。教学过程包括创设问题情景、形成问题表征、问题解决和发展