高中物理“问题”教学的实践与研究

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  中图分类号:G633.7
  课堂没有固定不变的教学模式,只有以“问题”为载体的教学方式。课堂充满“问题”,“问题”充满思考,让学生随时暴露问题、质疑问题,在师生互动碰撞中解决问题,即“问题”教学,是高效课堂所必须的。
  一、“问题”教学的提出
  我的高中物理教学工作已有十年,并连续四年从事高三的教学工作。新课程改革的最大亮点是“灌输式”教学的时代结束了。在课堂转型中对我的教学进行了梳理和反思,最令我感到困惑的主要有以下三点:
  第一,教师精心准备了一节课,并且自己认为较好的完成了这节课的教学任务,但学生下课依然有不少问题要求解答;困惑的是:学生感到疑惑的问题,教师觉得上课已讲解得很清楚了。
  第二,学生经常会提出一些看似非常幼稚的问题,或者提出一些我们教师觉得存在明显错误的解题方法,困惑的是:学生为什么放着这么多正确的思路不用,而偏偏选择一条错误的解题思路呢?
  第三,教师在课堂上多次强调的问题,而学生在做题中却屡屡犯错,困惑的是:是学生记忆力不好、还是学习不专心等因素造成的。
  经过仔细反思以上出现的教学现象,我觉得问题主要出现在以下几个方面:
  第一:课前教师并不了解学生的知识储备,生活中物理积累。备课往往是备教材、备知识,把知识串成串。所以确定的重点和难点,也往往是靠自身的经验和手上的教学参考书籍,缺乏对学生学习过程中会出现什么问题的分析,没有做到常常说的备课要一备知识、二备学生。
  第二,在执教过程中,以讲为中心,以传授为重点,很少让学生质疑问题,学生的问题在课堂上得不到暴露和解决,就谈不上教与学的质量,更谈不上教与学的效率。
  第三,老师多次强调的问题,学生在学习中却屡屡犯错误的根源在于,老师只按照自己的认识水平和知识结构来组织教学,有些教学内容看似严密、科学、符合逻辑,但没有与学生的思维“合拍”,只有教与学产生共振,才能收到教学效益。
  基于以上反思与认识,在学习物理新课程标准过程中,结合自身的教学实践,我觉得高中物理“问题”教学既贴合物理学,同时又能很好解决上述教学中的问题,并能很好的适应高考的需要。
  二、“问题”教学理论依据
  1、理论概括:
  前苏联教学论专家马赫穆托夫在《现代的课》一文中的一段话中:“从内部结构的观点来看,可以认为问题性的课是这样的:在这种课上,教师有意的创设问题情境,组织学生的探索活动,让学生提出学习问题并解决这些问题(这种做法的问题性水平较高),或由教师自己提出这些问题并解决它们,在此同时,向学生说明在该探索情境下的思维逻辑(这种做法的问题性水平较低)。”马赫穆托夫的这段理论概括,与我们对问题教学法的运用,在客观上是相吻合的。因此,我们对问题教学法本身可以作这样的界定:问题教学法是这样的一种教学方法,即教材的知识点以问题的形式呈现在学生的面前,让学生在寻求和探索解决问题的思维活动中,掌握知识、发展智力、培养技能,进而培养学生自己发现问题解决问题的能力。
  问题教学法,就是以“问题”为载体,调动学生学习动机和欲望,充分体现学生的主体地位。能有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。
  2、符合教学规律
  教学规律(一):以问题为载体,通过组织讨论与答辩,使学生认识由不平衡达到平衡,在参与学生开放式解决问题的活动中,了解和掌握学生有所发现后的反思程度,给予提升和拓展。
  教学规律(二):教学的本质是过程不是结论。教学过程是质疑、批判、比较、选择,以及相应的对话交流和沟通,忽视了教学过程,不但对物理概念和物理原理体系不能真正的、深刻的理解和巩固,更重要的是学生的创新精神和创新思维都不能得到有效的培养。
  3、符合学习规律
  (1)学习的过程是“需要—满足需要—新的需要—更高满足需要”的内部矛盾运动的过程
  (2)学习的规律是“问题—思考—解答”的矛盾运动
  (3)思考是从问题开始的,当然也是在不断提出问题和解决问题中获得的
  (4)学习的过程不是简单的信息输入、存储和提取,是新旧知识经验之间反复、双向的互动过程,也是以掌握知识为基础,对新信息重新认识和编码,构造自己理解的过程。
  (5)在学生的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望感到自己是一个发论者、探究者和研究者。
  教学理论高于教学实践,只有在教学理论指导下遵循教学规律和学习规律的教学实践,才能收获教学效益的最大化。
  三、“问题”教学关键在于“问题”的设计与讨论
  我曾两次听过物理界的名师李传成老师关于《高中物理讨论式教学法》的报告。(李传成老师是鞍山一中物理老师,全国劳动模范,享受国务院津贴,功勋教师、特级教师,他的讨论式教学实验报告与研究获得全国首届教育科学二等奖。受李传成老师的启发,我十分注重物理教学中“问题”的设计与讨论。下面就举例说明
  第一,新课程中的问题设计
  根据重点、难点或新旧知识的内在联系设计“问题”
  例1小轿车和大货车并排停在十字路口等待信号灯。绿灯时同时加速起步,货车司机油门踩到底也还是追不上小轿车。
  (1)那辆车速度变化快?速度变化快慢用什么物理量表示?它的方向是什么?
  (2)大货车加速度小是因为牵引力小吗?联系实际谈谈影响加速度的因素有哪些?
  (3)牛顿第二定律的内容是什么?说一说定律的意义。
  (4)结合数学知识说一说力大的物体加速度就一定大吗?质量大的物体加速度就一定小吗?加速度,力,质量的关系是什么?
  设计本题,为了让学生知道运动,加速度,力的内在联系。
  例2一名游客拖着很重的行李箱,要用很大力。走一段距离就要休息一会,然后有了力气再拖行李箱。   后来又将行李箱从一楼搬到旅店三楼,搬运过程消耗了很多体能。
  (1)功是描述什么物理量的?
  (2)哪些力做正功?哪些力做负功?哪些力不做功?
  (3)功与能有什么关系?
  设计本题,为了让学生理解正功负功,功的概念,物理意义。功是能量转化的量度。
  第二,习题课中的问题设计
  根据易错、易混的问题,在探究规律和方法上设计问题
  例3、小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线过P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。
  (1)随着所加电压的增大,小灯泡的电阻怎么变?
  (2)对应P点,切线PN的斜率大小等于灯泡电阻的倒数吗?
  (3)对应P点,图中OPQ所围的“面积”为小灯泡的功率吗?
  (4)一个电动势E,内阻为r的电源与该小灯泡串联,实际功率怎么求?
  例4在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.问:
  (1)I、U1、U2、U3 示数怎么变?
  (2)|ΔU1|,|ΔU2 |,|ΔU3 |的大小关系?
  (3)U/I表示什么含义?|U1/I|,|U2/I|,|U3/I|怎么变?
  (4)|ΔU|/|ΔI|表示什么含义?|ΔU1|/|ΔI|,|ΔU2|/|ΔI|,|ΔU3|/|ΔI|怎么变?
  设计本题,意在考察学生对欧姆定律,闭合电路欧姆定律的理解和区分,及电路的动态分析。
  第三,复习课中的“问题”设计
  根据知识体系中概念、规律、方向设计问题
  例5 高中物理教材中涉及到的物理实验分几种类型?
  每种类型都有哪些实验?
  都需要什么仪器?
  每种类型的解决策略是什么?
  根据给题中易错易混举一反三问题设计
  例6、如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线。由图可知
  (1)在t1时刻,图像交点代表什么含义?是两车速度相等吗?
  (2)图像斜率表示什么?在t1到t2这段时间内,b车的速率先增大后减小吗?
  (3)在t2时刻,a、b两车运动方向相同吗?
  (4)两车相遇几次?在t1时刻是b车追上a车吗?t2 时刻b车从后面追上a车吗?
  (5)在t1到t2这段时间内两车距离怎么变?最大距离怎么确定?
  举一反三。如果换成v-t图像呢?
  (6)在t1时刻,图像交点代表什么含义?是两车相遇吗?
  (7)图像斜率表示什么?在t1到t2这段时间内,b车的加速度怎么变?
  (8)在t1到t2这段时间内,a、b两车运动方向相同吗?运动方向看什么?
  根据同一基础题目中讨论一个典型题,对应训练多个题的问题
  例7、某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为a=5m/s2,所需的起飞速度为v=50m/s,跑道长L=160m,试通过计算判断:
  (1)飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?
  (2)为了使飞机在开始滑行就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置。对于该飞机,弹射装置必须使它具有多大的初速度?
  (3)如果没有弹射装置,为了使飞机安全起飞,航母需以多大的速度向什么方向航行?
  (4)为了尽量缩短起飞时的滑行距离,航母还需顺风还是逆风行驶?
  (5)如果航母静止且没弹射装置,能安全起飞需要多大的风速?
  设计本题除了练习匀变速运动解题技能,物理与实际的联系。还意在让学生明白匀变速运动的参考系选取。
  诸如以上设计的“问题”,引导学生在课堂上自主、合作、交流、答辩和教师的点拨与拓展,实现教学目标。
  实践证明物理“问题”教学,不仅提高了学生的物理成绩,更是培养了学生合作探究的能力。
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