“物理問題解決”教學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究

樊麗娟，張 林，譚德斌，楊 梅

（ 1．銅仁學(xué)院 物理與電子科學(xué)系，貴州 銅仁 554300；2．銅仁市第二中學(xué)，貴州 銅仁 554300；3．銅仁市教育局，貴州 銅仁 554300 ）

“物理問題解決”教學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究

樊麗娟1，張 林2，譚德斌1，楊 梅3

（ 1．銅仁學(xué)院 物理與電子科學(xué)系，貴州 銅仁 554300；2．銅仁市第二中學(xué)，貴州 銅仁 554300；3．銅仁市教育局，貴州 銅仁 554300 ）

在本課題組的“物理問題解決”教學(xué)的理論探討基礎(chǔ)上進(jìn)一步作出實(shí)驗(yàn)研究。旨在結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐與思考，探討一種適應(yīng)新課程需要的教學(xué)方式——“物理問題解決”教學(xué)。

物理問題解決； 實(shí)驗(yàn)研究； 教學(xué)策略； 教學(xué)方式； 受試

1．物理問題解決及其教學(xué)策略表述

簡(jiǎn)單地講，凡是解決物理問題的活動(dòng)都可以稱為物理問題解決。傳統(tǒng)的教學(xué)中也有問題解決，我們所關(guān)注的是具有一定的難度、需要一定的程序和方法、能夠培養(yǎng)學(xué)生掌握解決問題能力的物理問題。新課程強(qiáng)調(diào)的物理問題解決就屬于此類問題。目前，對(duì)問題解決的定義已有很多，美國(guó)安德森的提法“將問題解決定義為任何受目標(biāo)指引的認(rèn)知性操作序列”最為廣大教育者所接受。據(jù)此，物理問題解決可以這樣定義：面臨一個(gè)具有一定新意的物理問題，力圖尋找有關(guān)的概念、規(guī)律、方法去解決這一問題的一個(gè)心理過(guò)程。

本課題組在之前對(duì)“物理問題解決”已作了粗淺的理論探討，提出了在物理概念、規(guī)律和習(xí)題一系列問題解決教學(xué)中的相關(guān)策略，現(xiàn)將這些策略總結(jié)如下。

第一，在概念和規(guī)律的教學(xué)中運(yùn)用的教學(xué)策略有：

（1）重視創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題的物理情景，凸顯學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不足，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（2）通過(guò)形成概念、規(guī)律的一般方法的應(yīng)用，使學(xué)生掌握物理概念和物理規(guī)律教學(xué)的一般過(guò)程。

（3）理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用概念、規(guī)律分析解決實(shí)際問題，鞏固、深化、活化知識(shí)。

第二，在物理習(xí)題的教學(xué)中運(yùn)用的教學(xué)策略有：

（1）在某章或某單元的教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生實(shí)際情況，建立“最小問題集”，優(yōu)化選擇例題和習(xí)題。

（2）明確完成練習(xí)的基本過(guò)程：讀審、計(jì)劃、求解、驗(yàn)討。其中“計(jì)劃”是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，要重視物理問題的解決方案。

（3）通過(guò)練習(xí)的訓(xùn)練，讓學(xué)生初步掌握解題中常用到的科學(xué)思維方法：分析與綜合的方法、系統(tǒng)的方法（整體法、隔離體法）、守恒法、數(shù)學(xué)的方法（圖解法）等。

2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

檢驗(yàn)上述提出的教學(xué)策略能否最大限度地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的物理應(yīng)用意識(shí)、抽象思維能力、創(chuàng)新思維，提高分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生從真正意義上擺脫“題海戰(zhàn)術(shù)”的困擾，學(xué)得輕松、自信。

3．實(shí)驗(yàn)方法

3．1．受試對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為貴州省銅仁市二中（市重點(diǎn)中學(xué)）高一（5）班、高一（6）班、高一（8）班。三個(gè)班級(jí)的基本情況見表1。

表1 班級(jí)基本情況表①②

3．2．受試時(shí)間

2009年3月至2009年7月第一學(xué)期、2009年8月至2010年1月第二學(xué)期。

3．3．教學(xué)內(nèi)容

高一下學(xué)期和高二上學(xué)期的高中物理教材（人民教育出版社）的所有章節(jié)內(nèi)容。

4．教學(xué)案例與分析

以高二物理《第十三章 電場(chǎng)·第二節(jié) 電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度》為案例，設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)、進(jìn)行課后教學(xué)反思，并對(duì)受試的三個(gè)班級(jí)關(guān)于該單元的測(cè)試情況作對(duì)比總結(jié)。

4．1．教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)案

教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)案見表1。

表1 教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)案

續(xù)表1 教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)案

4．2．教學(xué)反思

本節(jié)是物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)。探究電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向，學(xué)習(xí)物理學(xué)的重要研究方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力及實(shí)驗(yàn)探究能力是本節(jié)課的重點(diǎn)，同時(shí)，探究電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向又是難點(diǎn)。為此，在教學(xué)中結(jié)合講授采取投影、Flash課件展示和實(shí)驗(yàn)探究的傳統(tǒng)和現(xiàn)代相結(jié)合的教學(xué)方法。筆者通過(guò)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題：相互作用的電荷沒有接觸，它們的作用力是怎樣產(chǎn)生的？由此引入新課。

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和解決問題的能力，筆者將原課本中的部分演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步相互間展開交流討論，教師再給予適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)，得出電場(chǎng)強(qiáng)度的概念和電場(chǎng)疊加原理。在內(nèi)容的處理上盡量做到詳略得當(dāng)，主次分明，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，如對(duì)電場(chǎng)概念的形成和練習(xí)題的處理，盡可能由學(xué)生完成。而把主要精力放在探究電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向上；在重點(diǎn)和難點(diǎn)的處理上，師生一道通過(guò)科學(xué)探究并結(jié)合教學(xué)滲透物理學(xué)的“控制變量的方法”、“轉(zhuǎn)換法”等研究方法，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4．3．教學(xué)實(shí)驗(yàn)分析

在第十三章單元的測(cè)試中，實(shí)驗(yàn)班的平均分、及格率、最高分、優(yōu)良率都遠(yuǎn)比同年級(jí)其他班級(jí)高，分析見以下表2和圖1。

表2 班級(jí)平均分、及格率、最高分、優(yōu)良率分析表

圖1 班級(jí)平均分、及格率、最高分、優(yōu)良率分析圖

教學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，在一年的實(shí)踐教學(xué)階段中，學(xué)生的物理思維得到了一定的訓(xùn)練，學(xué)生較好地掌握了物理問題解決的一些思維方法，學(xué)習(xí)成績(jī)有較大的提高，說(shuō)明物理問題解決教學(xué)取得了一定的成效，同時(shí)也說(shuō)明了本文所總結(jié)與運(yùn)用的教學(xué)策略對(duì)于促進(jìn)中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

5．對(duì)“物理問題解決”教學(xué)的兩點(diǎn)認(rèn)識(shí)

5．1．傳統(tǒng)教學(xué)方式與“問題解決”教學(xué)方式相互補(bǔ)充和促進(jìn)

傳統(tǒng)教學(xué)方式有利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識(shí)和形成技能，有利于使學(xué)生形成較完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，但是它不利于培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力和創(chuàng)新能力，對(duì)于物理科學(xué)方法的學(xué)習(xí)也不是最好的途徑。而“問題解決”教學(xué)沒有現(xiàn)成的模式和套路，它注重創(chuàng)設(shè)問題情景，注重培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題方法的探索，這有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和自覺運(yùn)用物理知識(shí)分析問題、解決問題的意識(shí)。我們不能將兩種教學(xué)方式割裂開來(lái)，這是因?yàn)?，使學(xué)生掌握知識(shí)、形成技能是基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力尤其是創(chuàng)新思維能力是主要目的。傳統(tǒng)教學(xué)方法為“問題解決”教學(xué)提供了必要的知識(shí)技能基礎(chǔ)，而“問題解決”教學(xué)又提高了傳統(tǒng)教學(xué)的質(zhì)量，真正地達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。作為教師，要善于將這兩種教學(xué)方式相互補(bǔ)充，使之相得益彰。

5．2．培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力是解決問題的基礎(chǔ)

首先，教師要善于創(chuàng)設(shè)各種物理情景，如通過(guò)日常生活、自然現(xiàn)象和物理實(shí)驗(yàn)等將學(xué)生引入一種與物理問題有關(guān)的情景中來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，并嘗試用語(yǔ)言正確地表述這些問題，這樣能使物理學(xué)習(xí)更具有探索性，也更能使學(xué)生的潛能得到開發(fā)。其次，要充分利用學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提出問題后，在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)歷探究、解決問題的過(guò)程，使學(xué)生獲得解決問題的方法和能力的訓(xùn)練同時(shí)也體驗(yàn)到成功感，更加激發(fā)了學(xué)生的求知欲。

注 釋：

① 三個(gè)班級(jí)在高一上學(xué)期時(shí)為平行班，高一上學(xué)期的半期和學(xué)期考試成績(jī)基本一致。即三個(gè)班在高一上學(xué)期時(shí)程度相當(dāng)。

② 三個(gè)班級(jí)使用的教材相同，授課時(shí)間和課外輔導(dǎo)時(shí)間完全一樣。

[1] 閻金鐸等．物理教學(xué)論[M]．南寧：廣西教育出版社，1996．

[2] 樊麗娟等．物理問題解決教學(xué)的思維模式[J]．銅仁學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（2）．

[3] 劉定霞．關(guān)于“問題解決”的數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與研究[D]．（CNKI）中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，2003．

Abstract:, this thesis mainly discusses a new teaching method, "physical problem solving” teaching which can adapt to the new curriculum. Further experimental study based on the theory of "physical problem solving” teaching is carried out and aims to combine teaching practice and consideration

Key words:physical problem solving; experimental research; teaching strategies; teaching methods;acceptance test

（責(zé)任編輯 毛志）

Experimental Study of "Physical Problem Solving" Teaching

FAN Li-juan1, ZHANG Li2, TAN De-bing1, YANG Mei3
( 1. Department of Physics and Electronics, Tongren Normal University, Tongren, Guizhou 554300, China;2. Tongren No.2 Middle School, Tongren, Guizhou 554300, China;3. Bureau of Education of Tongren , Tongren, Guizhou 554300, China )

G643.2

A

1673-9639 (2010) 04-0140-05

2010-03-20

銅仁學(xué)院教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2008）的階段性成果。

樊麗娟（1964-），女，貴州銅仁市人，銅仁學(xué)院物理與電子科學(xué)系副教授，研究方向?yàn)槲锢碚n程與教學(xué)論。