“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”模式在物理教學(xué)中的應(yīng)用

吳曉梅

摘 要：問題驅(qū)動是指以“問題”為載體，引發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)生在解決問題的過程中獲取知識、發(fā)展能力。探究是求索知識或信息，特別是求真的活動，是搜尋、研究、調(diào)查、檢驗(yàn)的活動，是提問和質(zhì)疑的活動。學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，讓學(xué)生帶著問題思考、帶著問題探究，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán)。

關(guān)鍵詞：問題驅(qū)動；科學(xué)探究；物理教學(xué)

一、問題的提出

著名物理學(xué)家楊振寧說[1]：“中國學(xué)生成績出色，特別在運(yùn)算和推理方面比外國學(xué)生有明顯的優(yōu)勢，但是中國學(xué)生最大的缺憾，就是不善于提出問題，缺乏創(chuàng)新精神?！睏罱淌诘脑捑净A(chǔ)教育工作者培養(yǎng)學(xué)生的問題意識是非常重要的。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式：教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，教師提出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這種模式可以讓學(xué)生在考試中取得好成績，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識，因?yàn)閷W(xué)生沒有問題可提，不會養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題的好習(xí)慣。愛因斯坦曾經(jīng)說過“提出一個問題往往要比解決一個問題更為重要。

隨著課程改革的不斷深入，越來越多的物理教師意識到：科學(xué)探究已成為學(xué)生掌握每一個物理概念和物理規(guī)律的重要手段，而提出問題是科學(xué)探究的動力，所以問題驅(qū)動下的科學(xué)探究將成為物理課堂教學(xué)的一種重要的教學(xué)模式。學(xué)生帶著自己想要解決的問題參與整個探究過程，使學(xué)習(xí)更有目的性，也會大大提高課堂效率，這種教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識。

二、概念的界定

1. 什么是問題驅(qū)動

問題驅(qū)動是指以“問題”為載體，引發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)生在解決問題的過程中獲取知識、發(fā)展能力。

問題驅(qū)動可以是教師預(yù)設(shè)問題、提出問題、學(xué)生解決問題，也可以是由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，由此來啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們的創(chuàng)新能力，完成一個由學(xué)生質(zhì)疑——科學(xué)探究——學(xué)生釋疑的完整過程。

2. 什么是科學(xué)探究

探究是求索知識或信息，特別是求真的活動，1996年《美國國家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（National Science Education Standard）中指出[2]：科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的核心?？茖W(xué)探究活動在科學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要的價值：通過“做科學(xué)”（即科學(xué)探究）來學(xué)科學(xué)，在這一過程中學(xué)生可以把科學(xué)知識與觀察、推理和思維結(jié)合起來，從而可以能動地獲得對科學(xué)的理解?？茖W(xué)探究可以是實(shí)驗(yàn)探究，也可以理論探究，即通過理論分析、推理、計算等方式得出探究結(jié)果。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)[3]：學(xué)生的學(xué)習(xí)探究活動必須與問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，讓學(xué)生帶著問題思考、帶著問題探究，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán)。通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，一方面建構(gòu)知識體系；另一方面學(xué)生在自主建構(gòu)知識的過程中學(xué)生的問題意識和探究能力會得到發(fā)展和提高?；谏鲜隼碚?，我們探索了一種以問題為主線，學(xué)生圍繞問題主動構(gòu)建新知識的教學(xué)模式——“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”教學(xué)模式。

三、有效問題設(shè)計的原則

“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”的教學(xué)模式關(guān)鍵在于問題的提出，因?yàn)椤皢栴}”是學(xué)生學(xué)習(xí)的對象，探究的出發(fā)點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的動力，有效的問題可以明確學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望，也可以順利地驅(qū)動科學(xué)探究的過程，因此有效問題的設(shè)計直接決定能否順利地完成教學(xué)目標(biāo)。

1. 針對性原則

“問題”要圍繞教學(xué)目標(biāo)，立足于課堂教學(xué)的內(nèi)容。問題要有明確的目的性，要緊扣教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)。也就是通過這個問題的解決要讓學(xué)生學(xué)到什么，得到什么。目的性明確的問題指引著學(xué)生探究的方向，為順利地進(jìn)行科學(xué)探究跨出了第一步。

2. 漸進(jìn)性原則

問題的設(shè)計要面向全體學(xué)生，問題的難易程度直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動機(jī)，所以教師在預(yù)設(shè)問題時要遵循循序漸進(jìn)的原則，由淺入深、由易到難、由收斂到發(fā)散。讓每個學(xué)生只要“跳一跳”，都能“夠得著”，產(chǎn)生解決問題的欲望。隨著問題的層層深入，逐漸達(dá)到預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。

3. 過渡性原則

問題的設(shè)計要在已知與未知之間架設(shè)橋梁，在情景與目標(biāo)之間架設(shè)橋梁，使學(xué)生在問題鏈的引導(dǎo)下，通過自主探究實(shí)現(xiàn)由已知到未知的轉(zhuǎn)變。對于難度較大的問題可以將問題分解為若干小問題，給學(xué)生的思維過程搭好臺階，在教師的循循善誘下，有能力解決大問題。這樣設(shè)計問題，既有一定的思維力度，又能促進(jìn)學(xué)生積極地思考問題，積極地參與課堂探究的過程。

四、“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”教學(xué)模式的特點(diǎn)

1. “問題”為主線，以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為核心

問題鏈?zhǔn)墙虒W(xué)的主線，一系列的問題緊扣教學(xué)目標(biāo)，貫穿整個教學(xué)過程，每一個問題的提出和解決不僅僅是為了達(dá)到知識目標(biāo)、增進(jìn)知識，更重要的是為了引發(fā)學(xué)生的思考、分析和探究意識，學(xué)生的大腦對已有的信息不斷地進(jìn)行篩選、加工和重組，使學(xué)生的思維能力得到了發(fā)展。

2. 教為主導(dǎo)、學(xué)為主體的特點(diǎn)

教師不再是知識的講授者，而是課堂的編劇和導(dǎo)演。教師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在：一是精心設(shè)計問題情境、觸發(fā)學(xué)生的思維； 二是設(shè)計具有針對性和層次性的問題鏈，使每一個學(xué)生都學(xué)有所思、探有所得； 三是幫助學(xué)生排除思維上的障礙，引導(dǎo)學(xué)生順利地解決問題； 四是學(xué)法指導(dǎo)，組織討論，控制教學(xué)活動的進(jìn)程； 五是總結(jié)評價、問題延伸。學(xué)生的主體性表現(xiàn)在：學(xué)生是信息加工的主體，在教師的引導(dǎo)下，主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、科學(xué)探究、合作學(xué)習(xí)、解決問題、得出結(jié)論，在內(nèi)驅(qū)力的作用下變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，在獲取知識的同時也發(fā)展了能力。

3. 教學(xué)模式的開放性和交互性

“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”的教學(xué)模式包含提出問題——自主探究——合作學(xué)習(xí)——交流反饋——應(yīng)用鞏固的開放式的結(jié)構(gòu)，為學(xué)生的主動學(xué)習(xí)提供了有效的途徑，有利于學(xué)生的科學(xué)探究過程。在探究過程中學(xué)生與學(xué)生之間的交流合作和教師與學(xué)生之間交流互動都增強(qiáng)了學(xué)生的合作意識。

五、“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”教學(xué)模式的應(yīng)用

為了說明“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”模式在實(shí)際教學(xué)中的操作，本文以高中物理選修3-4中《光的全反射》為例，簡要說明這種教學(xué)模式的應(yīng)用。

1. 創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

上新課之前，先請學(xué)生觀看兩段央視新聞視頻：山東日照海域出現(xiàn)海市蜃樓的景象和新疆鄯善地區(qū)出現(xiàn)沙漠蜃景的景象，提出問題：這奇特的海市蜃樓和沙漠蜃景現(xiàn)象究竟是如何產(chǎn)生的呢？要想知道其中的奧秘，同學(xué)們必須耐心地學(xué)這節(jié)課的知識——光的全反射。創(chuàng)設(shè)這樣的問題情境，可以讓學(xué)生帶著要解決這個問題的欲望開始新課的學(xué)習(xí)，有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2. 設(shè)計問題鏈，貫穿整個教學(xué)過程

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為：①知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)；②理解光的全反射現(xiàn)象；③掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件。教師緊扣教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計以下五個問題，形成問題鏈，貫穿整個新課教學(xué)過程。

問題一：光從光疏介質(zhì)斜射入光密介質(zhì)時，入射角與折射角相比，哪個角更大？光從光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)時，入射角與折射角相比，哪個角更大？問題二：若光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，隨著入射角的增大，反射角與折射角如何變化？反射光線與折射光線的亮度如何變化？問題三：若光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，會發(fā)生全反射現(xiàn)象嗎？問題四：光發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？問題五：若玻璃的折射率為n，光從玻璃射入空氣，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角有多大？

以上五個問題中，問題一、問題二是教師預(yù)設(shè)的問題，而問題三、問題四、問題五則是在教師引導(dǎo)下，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)的問題，通過這五個問題的解決達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

3. 自主探究、合作學(xué)習(xí)

教師提出問題一的第一個小問題時，學(xué)生會想到用實(shí)驗(yàn)的方法來解決，于是教師提供實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論。對于第二個小問題，有的同學(xué)主張仍然用實(shí)驗(yàn)的方法，也有的同學(xué)則認(rèn)為根據(jù)光路可逆的原理可以直接得出結(jié)論。教師鼓勵他們用各自的方法進(jìn)行科學(xué)探究，得出結(jié)論。

在教師拋出問題二時，學(xué)生自然會知道再用實(shí)驗(yàn)的方法可以得出結(jié)論，但在實(shí)驗(yàn)的過程中卻意外地發(fā)現(xiàn)：當(dāng)折射角達(dá)到90°時，折射光線消失了，只剩下了反射光線，于是學(xué)生通過理論分析，很自然地掌握了全反射的定義。同時教師繼續(xù)拋出問題，為什么在反射光變亮的同時折射光線會變暗？互相討論，合作交流后，學(xué)生根據(jù)能量守恒的觀點(diǎn)輕松地解決這個問題。問題二是本節(jié)課的核心部分，要留給學(xué)生足夠的時間進(jìn)行科學(xué)探究。

在解決了問題二之后，學(xué)生自然會提出問題三、問題四和問題五。五個問題層層推進(jìn)，在問題的引導(dǎo)下從實(shí)驗(yàn)探究到理論探究，教師通過引導(dǎo)幫助學(xué)生掃除思維上的障礙，順利地進(jìn)行科學(xué)探究。

4. 鞏固應(yīng)用，問題延伸

學(xué)習(xí)知識的目的在于應(yīng)用知識解決實(shí)際問題，而實(shí)際問題的解決又是知識的再學(xué)習(xí)、再鞏固的過程，因此在這個過程中，教師設(shè)計的練習(xí)要起到突出重點(diǎn)、強(qiáng)化理解、加深印象的作用。在本節(jié)課中，學(xué)生學(xué)習(xí)全反射的新課知識后，再回到新課引入的環(huán)節(jié)，讓他們用已學(xué)的全反射知識解釋海市蜃樓和沙漠蜃景的現(xiàn)象，再通過練習(xí)探究全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維的工作原理，學(xué)以致用，加深理解光的全反射的知識，讓學(xué)生深刻地體會到“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

“問題驅(qū)動 科學(xué)探究”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體地位和作用，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。教師以問題驅(qū)動的方式驅(qū)動學(xué)生的整個學(xué)習(xí)活動，學(xué)生為了解決問題積極主動地在課堂上進(jìn)行科學(xué)探究。這樣的教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思維能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，一生受用。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧漢文.淺談初中物理科學(xué)探究的第一個環(huán)節(jié)——提出問題[J].學(xué)周刊，2012（32）.

[2]吳娜.高中物理探究式教學(xué)的實(shí)踐研究[EB/OL].（2007-3）http：//www.docin.com.

[3]朱小鳳.信息技術(shù)"任務(wù)驅(qū)動"教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用[EB/OL]（2010-9-1）http：//www.docin.com.