問題驅(qū)動式教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

陳亞琦，蔣純志，黃鐵鐵

（湘南學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院，湖南 郴州 423000）

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問題驅(qū)動式教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

陳亞琦，蔣純志，黃鐵鐵

（湘南學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院，湖南 郴州 423000）

摘要：研究了問題驅(qū)動式教學(xué)法的內(nèi)涵及設(shè)計基本原則，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂教學(xué)的基本環(huán)節(jié)，從問題的設(shè)計、問題的解決等方面探索了如何將問題驅(qū)動式教學(xué)法融入到大學(xué)物理課堂教學(xué)中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力.

關(guān)鍵詞：問題驅(qū)動式教學(xué)法；大學(xué)物理；課堂教學(xué)

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、運動形式、相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，其基本理論和方法滲透在諸多自然科學(xué)領(lǐng)域，也有力地推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新［1］.大學(xué)物理以物理學(xué)知識為載體，內(nèi)容涵蓋力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及近代物理學(xué)等，是高校各理工科專業(yè)一門重要的必修公共基礎(chǔ)課，它在培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、思維能力和創(chuàng)新能力方面，具有不可替代的作用［2-3］.相比中學(xué)物理，大學(xué)物理以微積分和矢量為數(shù)學(xué)工具，討論變量物理問題，學(xué)生普遍反映難學(xué)、甚至厭學(xué).為了提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，探索與研究問題驅(qū)動式教學(xué)法在大學(xué)物理課堂中的應(yīng)用是十分必要的.

1　問題驅(qū)動式教學(xué)法內(nèi)涵及實施原則

1.1問題驅(qū)動式教學(xué)法內(nèi)涵

問題驅(qū)動式教學(xué)法是指依據(jù)教學(xué)目的和要求，由教師創(chuàng)設(shè)問題情境，以問題的提出、探究和解決來引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識.問題驅(qū)動式教學(xué)法的淵源可以追溯到19世紀(jì)后期美國實用主義教育家杜威提出的“情境、問題、假設(shè)、推理和驗證”的教學(xué)模式，其強調(diào)“從做中學(xué)”的思想對整個教育界產(chǎn)生了很大影響［4］.1960年，Barrows和Tamblyn在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域提出了問題驅(qū)動式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）教學(xué)法［5］，以克服剛畢業(yè)的醫(yī)科學(xué)生雖有大量專業(yè)知識卻缺乏臨床應(yīng)用能力的缺點.后來，以PBL為主的教育策略，逐步推廣到了商學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的教學(xué)活動中，對于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和解決問題的能力具有明顯效果.問題驅(qū)動式教學(xué)法不像傳統(tǒng)的教學(xué)那樣先學(xué)習(xí)理論知識再解決實際問題，而是以引導(dǎo)學(xué)生自主探索分析問題、解決問題為核心來開展教學(xué)，教師設(shè)計問題是其中心環(huán)節(jié)［6］.教學(xué)過程中學(xué)生是主體，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與具體的問題相結(jié)合，學(xué)生經(jīng)過思考，發(fā)表見解，展開討論，在教師指導(dǎo)和幫助下，分析解決問題，并最終形成對知識的理解和接受.問題的設(shè)計以激發(fā)學(xué)生的求知欲為中心，增加物理知識產(chǎn)生的背景、形成過程和實際應(yīng)用的教學(xué)，力求師生互動，激發(fā)學(xué)生興趣，促使學(xué)生主動探索、積極思維，從而提高分析問題和解決問題的能力.

問題驅(qū)動式教學(xué)法強調(diào)以問題為驅(qū)動力，以問題解決為主線，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的實踐能力和創(chuàng)新能力.在課堂教學(xué)中，一切學(xué)習(xí)都圍繞問題而展開，教師通過刺激學(xué)生問題意識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生積極思考，將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，在分析解決問題的過程中提高實踐能力和創(chuàng)新能力.

問題驅(qū)動式教學(xué)法強調(diào)以學(xué)生為主體，教師在教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)促進作用.教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和要求，精心策劃，準(zhǔn)備問題，創(chuàng)設(shè)師生平等互動交流的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力.

1.2 問題驅(qū)動式教學(xué)法的設(shè)計原則

（1）設(shè)計的問題必須緊緊圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的求知欲為中心.聯(lián)系生產(chǎn)生活中的物理現(xiàn)象，適時增加物理知識產(chǎn)生的背景，介紹物理學(xué)史，促使學(xué)生主動探索，積極思維，讓學(xué)生在解決問題過程中逐步理解掌握教學(xué)內(nèi)容.

（2）設(shè)計問題要基于學(xué)生的物理基礎(chǔ)，遵循學(xué)生的認(rèn)知過程.大部分理工科學(xué)生在中學(xué)時，都接觸過物理知識，有物理基礎(chǔ)，如果設(shè)計問題過于簡單，難以調(diào)動學(xué)生參與到討論中來；設(shè)計問題過于復(fù)雜，又容易打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.在地方本科院校中，一些工科專業(yè)的學(xué)生是從職高升上來的，物理基礎(chǔ)薄弱，在設(shè)計問題時也要兼顧這部分學(xué)生的實際情況.

2　問題驅(qū)動式教學(xué)法在物理課堂教學(xué)中應(yīng)用

2.1 以問題方式引入課堂教學(xué)內(nèi)容

中國著名教育家陶行知說過：“創(chuàng)造始于問題，有了問題才會思考，有了思考，才有解決問題的方法，才有找到獨立思路的可能.課堂伊始，圍繞教學(xué)內(nèi)容，從回顧復(fù)習(xí)與課堂相關(guān)內(nèi)容、物理學(xué)史、生活物理和現(xiàn)代科技等角度，創(chuàng)設(shè)問題情境.可以有效地提起學(xué)生探究的心理，點燃學(xué)生思維的火花，從而形成問題意識，激發(fā)學(xué)生解決問題的動機和學(xué)習(xí)興趣.如靜電場的第一堂課，可以從列舉生活中的靜電現(xiàn)象開始，通過引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地描述的各種形形色色的靜電現(xiàn)象，引出本堂課的主要內(nèi)容：靜電現(xiàn)象背后的本質(zhì)是什么，怎么研究靜電現(xiàn)象.靜電場中的第一節(jié)——電荷的基本性質(zhì)、庫侖定律，中學(xué)物理有比較詳盡的講解，如此設(shè)問以后，再從物理學(xué)史的角度介紹這些知識點.這樣不僅可以避免知識點重復(fù)講授，還可以有效提升學(xué)生的物理思維能力，加深學(xué)生對知識點的理解.

2.2 設(shè)計問題鏈，循序漸進推進課堂教學(xué)

立足于對學(xué)生已有的物理知識和教材內(nèi)容的全面而科學(xué)的分析，將所學(xué)習(xí)的重點難點分解為一個個小問題，使問題像階梯一樣由低到高、由難到易逐步遞進，引導(dǎo)學(xué)生的思維步步深化，讓學(xué)生在思考問題、探究問題和解決問題的過程中自主構(gòu)建物理知識框架.教學(xué)實踐中，教師可根據(jù)實際情況，對設(shè)計的問題鏈可以自問自答，或是延遲回答，也可以讓學(xué)生思考討論后回答，搭建平等的師生互動交流平臺.如講授高斯定理時，可以設(shè)計問題鏈：點電荷激發(fā)的靜電場中通過以點電荷為中心的任意球面的電通量是多少，通過包圍點電荷的任意閉合曲面的電通量是多少，通過不包圍點電荷的任意閉合曲面的電通量是多少，點電荷系激發(fā)的電場中通過任意閉合曲面的電通量是多少.學(xué)生基于電通量概念的理解，通過對上述問題鏈的思考，層層遞進，最后歸納得出靜電場基本規(guī)律之一——高斯定理.以問題層層驅(qū)動學(xué)生主動分析思考，這樣不僅可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，還可以加深學(xué)生對高斯定理的理解.

2.3 設(shè)計應(yīng)用問題，加強物理知識點的理解

從生產(chǎn)生活中提煉物理問題，讓學(xué)生基于課堂所學(xué)新知識的理解，通過獨立思考或小組討論的方式嘗試對問題進行解決.然后教師對學(xué)生所提出的解決方案進行總結(jié)評價，對正確的加以肯定，對錯誤的及時糾正.如學(xué)習(xí)動量定理時，可以結(jié)合高空墜物的新聞，提出問題：一顆雞蛋是否能砸碎5 mm厚的玻璃，然后請學(xué)生估算雞蛋從30 m靜止墜下會對地面上的玻璃產(chǎn)生多大的沖擊力.讓學(xué)生通過分析生活中的現(xiàn)象，加深對動量定理的理解.講授電磁感應(yīng)定律時，可以介紹生活中大大小小的發(fā)電機，不管是水力發(fā)電機，還是風(fēng)力發(fā)電機，其基本原理都是利用法拉第電磁感應(yīng)定律.世界上第一臺發(fā)電機是法拉第圓盤發(fā)電機，以法拉第圓盤發(fā)電機為模型，假若圓盤半徑為R，圓盤的軸線與均勻外磁場平行，當(dāng)圓盤繞軸線以角速度ω轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多少.從實際例子引發(fā)學(xué)生思考.

2.4 預(yù)留課后問題，引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)

目前，因教學(xué)改革需要，大學(xué)物理課時被壓縮.然而物理學(xué)內(nèi)容廣泛深刻，如果只通過課堂學(xué)習(xí)，很難比較好地掌握大學(xué)物理各個知識內(nèi)容.因此，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選擇難度適中、適量的物理問題作為課外作業(yè)是十分必要的.預(yù)留課后問題，讓學(xué)生以小組為單位，通過查閱資料、文獻或相互討論，定性或定量研究分析解決物理問題，可以有效引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí).如在學(xué)習(xí)完角動量守恒定律后，可以預(yù)留課后問題：回轉(zhuǎn)儀的工作原理是什么，可以應(yīng)用在哪些方面.面對這個問題，就學(xué)生而言，也很想了解其中的緣由.同時，問題難度適中，通過查閱資料，相互討論，學(xué)生容易得到比較全面的答案.這樣不僅可以幫助學(xué)生更好地消化吸收課堂教學(xué)內(nèi)容，還可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.

3　結(jié)論

大學(xué)物理課程的教學(xué)不僅要注重知識的傳授，更要培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力.在大學(xué)物理課堂教學(xué)中適時采用問題驅(qū)動式教學(xué)法，能夠有效活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和自我研究的良好習(xí)慣.

參考文獻：

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The application of problem-driven teaching mode in the lecture of college physics

CHEN Ya-qi，JIANG Chun-zhi，HUANG Tie-tie
（School of Electronic Information and Electrical Engineering，Xiangnan University，Chenzhou 423000，China）

Abstract：Studies the principles and characteristics of problem-driven teaching mode，and discusses the application of problem-driven teaching mode in the lecture of college physics to improve the students′ interest in learning physics and develop the students' ability to analyze and solve problems.

Key words：problem-driven teaching mode；college physics；lecture

中圖分類號：O4∶G642.0

文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2016.05.027

文章編號：1007-9831（2016）05-0095-03

收稿日期：2016-04-10

基金項目：湖南省教改項目（湘教通［2015］291-487）；湖南省教育廳教改項目（2013-223-452）

作者簡介：陳亞琦（1980-），女，湖南衡陽人，講師，碩士，從事物理教學(xué)研究.E-mail：chenyaqi_0@163.com