问题驱动式教学策略在中学物理课堂教学中的行动研究

摘要：问题驱动式教学模式能有效提高学生的物理学习效果和质量，促进学生的物理知识和方法的理解和应用，培养学生的探究能力、创新能力、合作能力、自主学习能力、批判性思维能力等，以此拓展学生的视野和知识。本文以“问题驱动”式教学策略为研究对象，探讨该策略在中学物理课堂教学中的应用效果和意义。希望文内提出的具体操作和策略，为今后的教学实践提供借鉴。关键词：问题驱动；高中物理；课堂教学；教学策略物理学作为一门基础学科，对人类的认知和改造世界起着重要的作用，物理教育对培养学生的物理素养和科学素养、提高学生的创新能力和综合能力，具有重要意义，但是目前中学物理教育存在着一些挑战，为了解决问题、提高中学物理教育的效果和质量，需要探索和实施一些有效的教学策略，激发和培养学生物理学习的主动性和积极性，促进和提高学生的物理学习的深度和广度。一、“问题驱动”式教学策略的概念及特点“问题驱动”式教学策略是一种以问题为核心，以学生为主体，以老师为引导，以探究为过程，以解决为目的的教学模式，其基本思想是通过提出或引入与学习内容相关的真实或虚构的问题，激发学生的学习兴趣和动机，引导学生主动寻找、分析、解决问题的方法和策略，促进学生的知识、能力、态度、价值等方面的全面发展。它的主要特点有以下几点：首先，问题是问题驱动式教学策略的起点和终点，是激发学生学习的动力，是组织学习的核心，是评价学习的标准。其次，学生是问题驱动式教学策略的主要执行者和参与者，是教学的主体和中心，是教学的动力和资源。第三，老师是问题驱动式教学策略的设计者和组织者，是教学的引导者和协助者，是教学的支持者和促进者。最后，探究是问题驱动式教学策略的主要过程和方法，是教学的手段和途径，是教学的内容和形式，能够培养学生的探究能力、创新能力、合作能力、自主学习能力、批判性思维能力等[1]。二、中学物理课堂教学面临的问题及挑战中学物理课堂教学是培养学生物理素养和科学素养的重要途径，但是在当前的教育环境和条件下，中学物理课堂教学面临着一些问题和挑战，主要表现在以下几个方面：首先，由于中学物理课程的内容较为抽象和难以理解，学生往往感到无趣和困惑，缺乏对物理学习的兴趣和动机。同时，由于应试教育的影响，学生往往只关注物理知识的记忆和应用，而忽视物理知识的探究和创新，缺乏主动探究和创新的精神和能力。其次，由于教学时间和资源的限制，老师往往采用传统讲授和练习的教学方式和方法，忽视学生的个性和差异，忽视学生的主动参与和互动，忽视学生的思维和情感，缺乏有效地引导和激励。这样的教学方式和方法不利于激发学生的学习兴趣和动机，不利于培养学生探究和创新的精神和能力，不利于提高学生的学习效果和质量。最后，由于教学大纲和教材的制约，课堂教学内容往往固定和死板，缺乏灵活性和多样性，缺乏与学生的生活和社会实际的联系，缺乏与学生的兴趣和需求的契合，缺乏与学生的认知和发展的适应，缺乏对学生的未来和发展的指导[2]。三、问题驱动式教学策略的概念及特点问题驱动式教学策略强调以问题为导向，通过引入问题来激发学生的学习兴趣和动机，促使学生在学习过程中积极探索、思考和解决问题。这种教学策略的概念和特点在中学物理课堂中具有重要意义和价值。首先，问题驱动式教学策略着重于激发学生的好奇心和求知欲，通过提出引人注目的问题，教师能够吸引学生的注意力，让他们在解决问题的过程中主动寻求知识和信息，从而增强学习的主动性和积极性。其次，问题驱动式教学注重学生的自主探索和思考，学生在面对问题时需要运用自己的知识和思维能力，提出假设、进行推理和实验，从而深入理解和应用所学知识，培养了他们的问题解决能力和批判性思维。第三，问题驱动式教学促进了学生之间的合作与交流，在解决问题的过程中学生常常需要合作、讨论和交流意见，共同探索问题的解决方案，这有助于培养他们的团队合作精神和沟通协作能力。此外，问题驱动式教学强调将理论知识与实际问题相结合，注重知识的应用性和实践性。学生通过解决实际问题，将抽象的理论知识转化为具体的行动和实践，增强了知识的深度和广度，提高了学习的实效性和学习满意度。由上可知，问题驱动式教学策略为中学物理教育提供了一种创新的教学方法，有助于激发学生的学习兴趣和动机，培养其批判性思维和创新能力，促进学生的全面发展和综合素养的提升。四、问题驱动式教学策略在中学物理课堂中的方案设计（一）教学设计方案目标教学设计方案的目标是在实际的中学物理课堂教学中，设计和实施基于问题驱动式教学策略的教学活动，观察和记录教学过程和结果，反思和评价教学效果和意义，提出和改进教学方案和策略。首先要提高学生的学习兴趣和动机，增强学生的学习自信和自主性；然后要培养学生的探究能力、创新能力、合作能力、自主学习能力、批判性思维能力等；继而拓展学生的视野和知识，增强学生的社会责任和公民意识；最后要强调提高学生的物理知识和方法的理解和应用，提高学生的物理学习的效果和质量[3]。（二）教学设计方案内容教学设计方案的内容是根据中学物理课程的教学大纲和教材，选择和设计与物理学习内容相关的有趣、有挑战、有意义的问题，组织和安排基于问题驱动式教学策略的教学活动，包括以下几个方面。首先，问题的选择和设计应该符合以下几个原则：第一，问题应该与学习内容和目标相符合，能够体现物理知识和方法的内涵和价值。第二，问题应该与学生的生活和社会实际相联系，能够引发学生的思考和讨论，能够促进学生的探究和创新。第三，问题应该具有一定的难度和挑战性，能够激发学生的好奇心和求知欲，能够体现学生的学习成就和进步。第四，问题应该具有一定的开放性和多样性，能够容纳不同的观点和答案，能够鼓励不同的方法和途径。其次，教学活动的组织和安排应该符合以下几个原则：第一，教学活动应该以问题为核心，以学生为主体，以老师为引导，以探究为过程，以解决为目的。第二，教学活动应该以小组为单位，以合作为方式，以交流为手段，以反馈为机制。第三，教学活动应该以探究为主要内容，包括确定问题、收集信息、分析数据、解决问题、展示成果、评价反思等步骤。第四，教学活动应该以多媒体为辅助，以实验为支持，以案例为示范，以资源为保障。最后，教学过程和结果的观察和记录应该符合以下几个原则：第一，观察和记录应该全面和客观，涵盖老师和学生的教学行为和表现，教学活动的过程和结果，教学效果和意义等方面。第二，观察和记录应该及时和准确，及时反映教学活动的实际情况和变化，准确记录教学活动的数据和证据。第三，观察和记录应该多样和有效，采用多种方法和技术进行观察和记录，如观察表、访谈、问卷、日志、录像、照片等，提高观察和记录的有效性和可信性[4]。（三）教学设计方案的实施教学设计方案的实施是在实际的中学物理课堂教学中，按照教学设计方案的内容，进行基于问题驱动式教学策略的教学活动，具体的实施步骤如下：首先，确定教学主题和问题。根据中学物理课程的教学大纲和教材，选择一个与物理学习内容相关的教学主题，如“力和运动”“电流和电路”“光的折射和反射”等，然后根据问题的选择和设计的原则，设计一个与教学主题相关的有趣、有挑战、有意义的问题，如“如何用物理知识解释和制作一个牛顿摆”“如何用物理知识设计和制作一个简单的电风扇”“如何用物理知识解释和制作一个彩虹灯”等。其次，组织教学活动。根据教学活动的组织和安排的原则，组织学生进行基于问题驱动式教学策略的教学活动，具体的教学活动包括以下几个环节。第一，引入问题，在课堂上提出或引入与教学主题相关的问题，引起学生的注意和兴趣，激发学生的好奇心和求知欲，引导学生思考和讨论问题的意义和价值，明确问题的要求和目标，澄清问题的概念和条件，确定问题的解决方案和策略。第二，收集信息，将学生分成若干个小组，每个小组分配一个问题的子问题或方面，要求学生在一定的时间内，利用多种方法和技术，如查阅资料、观察实验等，收集和整理与问题的子问题或方面相关的信息和数据，为问题的解决提供依据和支持。第三，分析数据，要求每个小组在收集信息的基础上，利用物理知识和方法，对信息和数据进行分析和处理，如归纳总结、分类比较、推理判断、计算验证等，从中提取和构建与问题的子问题或方面相关的知识和规律，为问题的解决提供理论和方法。第四，解决问题，老师要求每个小组在分析数据的基础上，利用知识和规律，对问题的子问题或方面进行解决和回答，如解释现象、制作模型、设计方案、制定步骤等，从中展示和应用与问题的子问题或方面相关的知识和技能，为问题的解决提供成果和答案。第五，展示成果，要求每个小组在解决问题的基础上，利用多媒体等辅助手段，向全班同学展示和介绍他们问题的子问题或方面的解决过程和结果，如展示现象、演示模型、说明方案、讲解步骤等，从中展现和分享与问题的子问题或方面相关的知识和技能，为问题的解决提供参考和借鉴。第六，评价反思，要求全班同学对每个小组的展示成果进行评价和反馈，如提出问题、提供意见、给予评分等，从中促进学生的交流和互动，提高学生的批判性思维和评价能力。（四）教学设计方案的评价教学设计方案的评价是在教学设计方案的实施后，对教学过程和结果进行评价和分析，以验证和论证问题驱动式教学策略在中学物理课堂教学中的效果和意义，具体的评价方法和指标如下：首先，建议采用多种评价方法，包括观察记录法：利用观察表、日志、录像等方法，记录老师和学生的教学行为和表现，教学活动的过程和结果，教学效果和意义等方面的数据和证据，以便进行定性和定量的分析和评价。问卷调查法：利用问卷等工具，对老师和学生进行问卷调查，了解他们对问题驱动式教学策略的认识和态度，对教学设计方案的满意度和评价，对教学效果和意义的感受和反馈，以便进行定性和定量的分析和评价。测试评分法：利用测试、作业、评分等方法，对学生的物理知识和方法的理解和应用，探究能力、创新能力、合作能力、自主学习能力、批判性思维能力等的发展和提高，进行测试和评分，以便进行定性和定量的分析和评价。其次，根据教学设计方案的目标，确定以下几个方面的评价指标，第一，学生的学习兴趣和动机：通过观察记录、问卷调查、老师和学生的访谈等方法，评价学生在问题驱动式教学策略下的学习兴趣和动机的变化和提高，如学习的主动性、积极性、持久性等。第二，学生的探究和创新能力：通过观察记录、测试评分、老师和学生的访谈等方法，评价学生在问题驱动式教学策略下的探究能力、创新能力、合作能力、自主学习能力、批判性思维能力等的发展和提高，如信息获取和处理能力、知识构建和应用能力、问题解决和创造能力、交流和协作能力、反思和评价能力等。第三，学生的视野和知识：通过观察记录、测试评分、老师和学生的访谈等方法，评价学生在问题驱动式教学策略下的视野和知识的拓展和增强，如物理知识和方法的理解和应用，与生活和社会实际的联系，社会责任和公民意识的培养等。五、问题驱动式教学策略在中学物理课堂教学中的具体操作（一）具体操作步骤根据前面的教学设计方案的内容，可以将问题驱动式教学策略在中学物理课堂教学中的具体操作分为以下几个步骤：第一步：确定教学主题和问题。根据中学物理课程的教学大纲和教材，选择一个与物理学习内容相关的教学主题，如“力和运动”“电流和电路”“光的折射和反射”等，然后根据问题的选择和设计的原则，设计一个与教学主题相关的有趣、有挑战、有意义的问题，如“如何用物理知识解释和制作一个牛顿摆”“如何用物理知识设计和制作一个简单的电风扇”“如何用物理知识解释和制作一个彩虹灯”等。第二步：引入问题。在课堂上以多种方式引入或提出与教学主题相关的问题，如通过视频、图片、实物、案例、故事等，引起学生的注意和兴趣，激发学生的好奇心和求知欲，引导学生思考和讨论问题的意义和价值，明确问题的要求和目标，澄清问题的概念和条件，确定问题的解决方案和策略。第三步：组织教学活动。根据教学活动的组织和安排的原则，组织学生进行基于问题驱动式教学策略的教学活动。（二）具体操作实例问题驱动式教学策略特点是从确定教学主题和问题开始，引导学生通过实际问题来探索物理知识，培养学生的探究能力和自主学习能力，下面根据一个具体教学案例展开，主题为电磁感应和安倍力，问题是如何设计和制作一个简单的发电机？下面对其中各个步骤进行解析和讨论。首先，确定教学主题和问题。这一步是教学设计的起点，明确了要讨论的物理概念和具体问题，即电磁感应和安培力背后的原理，以及如何设计和制作一个简单的发电机。通过这个问题，学生能够深入了解电磁感应和安培力的实际应用，激发他们对物理学习的兴趣。引入问题方面，建议通过展示一个简单的手动发电机的制作过程和效果，引发学生的好奇心和兴趣，为后续的学习活动奠定了基础，这样的引入方式可以使学生更加投入问题探究的过程中，提高学习的动机和积极性。其次，组织教学活动。当学生分成不同的小组进行探究时，每个小组都有自己的任务和重点，学生可以通过分工合作的方式更深入地理解问题，以下是每个小组任务的详细展开。小组一：探究电磁感应定律及其应用：学生可以深入学习法拉第电磁感应定律的表达和含义，探讨它在实际生活中的应用。学生可以研究电磁感应现象的原理和机制，如导体在磁场中运动时产生的感应电动势。进一步探讨电磁感应在各种电气设备中的应用，如变压器、感应电动机等，以及它们的工作原理和性能特点。小组二：研究发电机的结构和工作原理：学生可以研究发电机的基本结构，包括转子、定子、磁场等组成部分，以及它们的作用和相互关系。学生可以深入了解发电机的工作原理，即通过导体在磁场中运动产生感应电动势的过程，以及如何将机械能转化为电能。研究不同类型的发电机，如直流发电机和交流发电机，以及它们的结构差异和应用场景。小组三：分析安培力的方向和大小与导体运动速度、磁场强度等因素的关系：学生可以通过实验和理论分析，探讨安培力的方向和大小与导体运动速度、磁场强度以及导体长度等因素之间的关系。学生可以运用洛伦兹力公式，进行定量分析和计算，探讨安培力的大小受到这些因素的影响程度。进一步讨论安培力的应用，如电动机的工作原理和性能优化，以及如何通过调节磁场强度和导体运动速度等参数来提高电动机的效率和性能。小组四：探讨发电机的效率和性能优化：学生可以研究发电机的效率计算方法，包括输入功率和输出功率之间的关系，以及如何提高发电机的效率。学生可以探讨影响发电机效率的因素，如磁场强度、导体材料、转子转速等，并提出优化方案。进一步讨论发电机的性能指标，如输出电压、电流稳定性等，并探究如何通过改进设计和工艺来优化发电机的性能。通过上述的分组安排，学生能够深入研究问题的不同方面，充分利用各自的专长和资源，共同完成任务，从而更全面地理解电磁感应和安培力的原理，并探讨发电机的结构、工作原理、效率和性能优化等关键问题。最后，评价教学效果是教学活动的重要环节，通过对学生的学习情况和反馈信息进行综合分析，可以帮助老师了解教学的效果和问题，进而调整和改进教学设计和方法。下面详细展开对三种评价方法的讨论。观察记录。通过观察学生的学习表现和实验操作，教师可以及时发现学生的问题和困难，对其进行针对性的指导和帮助。例如，教师可以观察学生