“問題?探究?建構”教學模式的實踐與思考

曾長興

《普通高中物理課程標準（實驗）》指出：高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實踐、勤于思考.建構主義認為：“學習不應該被看成是對于教師授予知識的被動接受，而是學習者以自身已有的知識和經(jīng)驗為基礎主動的建構活動”.培養(yǎng)學生學習物理的興趣，提高學生分析問題、解決問題的能力，是我們教學實踐的重點和難點.“問題·探究·建構”教學模式充分發(fā)揮學生的主體作用，激發(fā)學生對物理的學習興趣和學習熱情，對提高學生的探究能力，促進學生進行創(chuàng)造性地學習具有極大的意義.

1 “問題·探究·建構”教學模式的基本結構

“問題·探究·建構”教學模式，就是在新課標以人為本的教學理念和建構主義理論的指導下，教師圍繞教學目的、重點難點，創(chuàng)建一個學生熟悉的“問題”情境，引導學生在“探究”中自主、合作學習，幫助學生“建構”起有意義的知識，促進學生的認知、技能、情感全面發(fā)展的一種教學模式.該教學模式根據(jù)學生已有的知識或經(jīng)驗，將物理知識轉化為物理問題，將物理問題融合到具體的情境之中，師生雙方圍繞問題進行多元、多角度、多層次的探究和建構.

“問題·探究·建構”教學模式的教學程序：問題→探究→建構.“問題”是指學生在日常生活、學習中發(fā)現(xiàn)并提出有價值的科學問題或由老師創(chuàng)設的問題情景；“探究”是指學生對自己或教師提出的問題進行主動的自學、探討、交流；“建構”是指學生在探究過程中感受、理解、掌握物理知識的本質(zhì)，形成物理模型以解決現(xiàn)實問題.

“問題·探究·建構”教學模式的教學目標：讓學生在熟悉的問題情境中發(fā)現(xiàn)和提出問題，并能在新的問題情景中尋求解決問題的方法，讓學生在問題解決的過程中養(yǎng)成自覺的學習態(tài)度和自主學習的習慣，最終形成合理的認知結構和完善的能力結構.

2 “問題·探究·建構”教學案例分析

“向心力”一節(jié)是高中物理粵教版必修二第二章第2節(jié)內(nèi)容，該節(jié)內(nèi)容的重點是如何幫助學生構建向心力的概念以及探究向心力的大小，難點是運用向心力知識解釋有關現(xiàn)象，解決實際問題.現(xiàn)用“問題·探究·建構”教學模式實施課堂教學，教學過程設計如下：創(chuàng)設情境，激起思維→自主探究，引出問題→體驗感悟，構建新知→誘導發(fā)現(xiàn)，實驗探究→拓展提高，建構模型.

2.1 創(chuàng)設情境，激起思維

亞里士多德說過“思維自疑問和驚奇開始.”在教學過程中，教師緊扣教學內(nèi)容，借助實驗和多媒體創(chuàng)設情境、設置懸念，有效地調(diào)動了學生的求知欲，把學生引入知識的海洋.

情境1 教師手持開口水杯演示“水流星實驗”， 如圖1所示，提問：能否做到讓水杯口朝下而水不流出呢？

情境2 教師播放一段“雙人花樣滑冰”片段，如圖2所示，提問：女運動員為什么不沿直線飛出去而沿著一個圓周運動？

圍繞本節(jié)課的教學目的、重點難點，教師分別利用實驗和視頻，從生活實際創(chuàng)設問題情境，培養(yǎng)學生把生活與物理聯(lián)系在一起的習慣，“水流星”演示實驗現(xiàn)象使學生產(chǎn)生懸念，激發(fā)好奇心和探究欲望，“雙人花樣滑冰”讓學生獲得情感體驗，增強民族自豪感.

2.2 自主探究，引出問題

物理學是一門自然科學，研究的是我們身邊的一些事物，讓學生利用身邊的物體設計小實驗，更能激發(fā)學生的學習興趣.在上述情境下，教師沒有馬上得出向心力的概念，而是先拋出以下問題：

問題1 要使小球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動，可以怎么做？

問題2 小球在光滑的水平面內(nèi)做勻速圓周運動受到哪些力？是什么力使小球做勻速圓周運動？這個力有什么特點？

通過自主探究，學生在觀察、體驗、感悟中思考小球做勻速圓周運動受到的合外力是哪個？這個力起到什么作用？這些問題將學生帶入實驗探究的物理情況中，為更深入地開展思維和探究活動提供基礎和動力.學生分小組進行小球做勻速圓周運動的簡易實驗，然后小組交流，展示自己的實驗成果，如圖3所示.

2.3 體驗感悟，構建新知

教師在學生發(fā)現(xiàn)問題后，并沒有立即給出向心力的概念，而是向?qū)W生展示如圖4所示的自制“向心力演示儀”，引導學生體驗、探究：

探究1 如何用1個乒乓球提起一個盛有水的礦泉水瓶？

探究2 改變乒乓球的質(zhì)量、轉動半徑、轉速，討論影響向心力大小的因素有哪些？

歸納總結：（1）向心力的方向時刻指向圓心；（2）向心力不是某一具體的力，其實是圓周運動的合外力；（3）向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小.

教師通過情境、問題、探究，順利而自然地讓學生經(jīng)歷了向心力概念的建構，讓學生深刻地理解向心力的概念.同時，學生在體驗的過程中感悟到影響向心力大小的因素，更重要的是培養(yǎng)了學生的提問意識和探究能力.

2.4 誘導發(fā)現(xiàn)，實驗探究

上述實驗，只能定性地得出影響向心力大小的因素，為了進一步定量地探究向心力的大小F與物質(zhì)的質(zhì)量m、轉動的角速度ω、轉動半徑r的關系，教師展示“向心力演示器”如圖5所示，通過視頻讓學生掌握儀器是如何工作的，最后讓學生四人一組定量驗證，并最終得到F=mω2R或F=mv2R.

學生親歷實驗驗證的過程，體驗成功的樂趣，提高了學生的動手能力，激發(fā)了學生的學習興趣，也培養(yǎng)了學生養(yǎng)成嚴謹、細致、耐心的實驗素養(yǎng)和團結協(xié)作的團隊精神.

2.5 拓展提高，建構模型

向心力是物體做勻速圓周運動時所受到的合外力，這在教學中是個難點，但同時也為物理模型的建立提供了生動的素材.為強化和檢測學生對向心力的掌握情況，教師設計如下問題：

問題1 行車拐彎、老鷹在天空盤旋、小鋼球在碗中沿碗壁作圓周運動時，其向心力有什么特點？

問題2 “水流星”和“雙人花樣滑冰”的運動有何區(qū)別？

教師引導學生對自行車拐彎、老鷹在天空盤旋、小鋼球在碗中沿碗壁作圓周運動進行受力分析，再將上述“實物”去偽存真化為質(zhì)點，最后引出圓錐擺這個物理模型，讓學生感受一次物理模型的建立方法；通過分析“水流星”和“雙人花樣滑冰”的運動，幫助學生構建豎直平面和水平面內(nèi)的圓周運動模型.這樣的教學，解決問題的過程是由學生自主感悟和建構的，而不是由教師“塞”給他的，學生不但鞏固所學知識，而且能夠構建物理模型，解決實際問題.

3 基于“問題·探究·建構”教學模式的思考

3.1 教學反思

本節(jié)課應用“問題·探究·建構”課堂教學模式，通過一系列的問題，讓學生逐漸感悟、探究、建構向心力的概念.教學設計跟新課程的教學理念“從生活走向物理，從物理走向社會”相一致，讓同學感受到物理就在我們身邊，進一步激發(fā)了學生學習物理的興趣.

縱觀整個教學過程，筆者覺得本節(jié)課的成功之處在以下幾個方面.首先，教師注重問題引導和實驗探究，讓學生在已有經(jīng)驗的基礎上構建知識，教學過程符合學生的認知規(guī)律.在上課過程中，筆者每提出一個問題，都會給學生引導、講解并給學生留出一定的思考時間，這充分體現(xiàn)了學生的主體性.其次，學習過程注重創(chuàng)設物理情境、充分挖掘生活物品進行實驗，使學生感到科學就在身邊，視頻、微課、投影儀等儀器的使用更讓學生對科學產(chǎn)生親近感.比如，繩拉小球轉動、乒乓球提礦泉水瓶、向心力演示器都讓學生產(chǎn)生極大的興趣.再次，注重師生交流、生生互動.在課堂中，學生實驗探究活動多，探究時間長，充分實現(xiàn)了學生的主動學習、合作學習和探究學習.

3.2 “問題·探究·建構”教學模式的優(yōu)勢

要想獲得有意義的知識，應該讓學生置身問題情境中對知識進行主動性建構，提示真實的生活情境在學習中的內(nèi)在意義，以促進知識的遷移.“問題·探究·建構”教學模式的精髓是教師引導學生置身于精心設計的問題情境中自主探究和知識建構，該教學模式充分發(fā)揮了學生是學習的主人的特點.顯然，它與傳統(tǒng)的講授、演示等教學方法相比，是一種更積極的學習方式.它不但能有效地培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，而且提供給學生充分的動手實踐、自主學習的機會，能大大激發(fā)學生的好奇心與求知欲，并使學生在深入理解科學知識的同時，提高了實踐能力和創(chuàng)新精神.

3.3 采用“問題·探究·建構”教學模式應注意的問題

（1）注意實效性原則.教學模式只是一種重要的教育科學研究方法，由于教學建模過程中是針對具體的實際問題進行歸納、總結、概括和抽象，所以任何一種教學模式都有它的局限性.因此，在教學實施過程中，教師應根據(jù)學生的實際情況和學科知識的特點，有意識地將這種教學模式結合具體的教學內(nèi)容轉化為不同的教學方法加以應用，并在應用中進一步總結、調(diào)整，從而使教學模式不斷地完善.

（2）堅持以教導學.解決課堂教學有效性問題的關鍵在于，既要真正提升學生的主體性，又要努力發(fā)揮好教師的引領作用.教學中，教師應充分發(fā)揮角色的主導性，導趣、導思和導行相結合，讓自己成為問題情境的創(chuàng)設者、學生興趣的激發(fā)者，學生建構知識意義的促進者、學生良好情操和健全人格的培育者.

（3）注重問題設計.首先，問題設計應具有情境性，融有情境的問題更能引發(fā)學生的思考；其次，問題設計應具有針對性，教師要根據(jù)學生已有的知識水平和教學內(nèi)容，緊扣學生學習主題設計問題；第三，問題應具有啟發(fā)性，符合學生的“最近發(fā)展區(qū)”，讓學生“跳一跳摘到桃子”；第四，問題應具有新異性，要有思維含量，要能激發(fā)學生的興趣，要能提高學生的能力，要能在學生心里造成一種懸而未決但又必須解決的求知狀態(tài)，從而培養(yǎng)學生的問題意識.