“问题拓展探究”习题教学模式的实施与思考，本文主要内容关键词为：习题论文,教学模式论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
传统习题教学中，教师比较注重以“知识提要→范例分析→学生模仿→巩固练习”为特征的流程式教学（简称为“模仿巩固”习题教学模式），“模仿巩固”习题教学模式以教师讲授为主，而学生往往被动地构建认知结构。该模式适用于思维和能力要求较低内容的教学，虽然能较好地巩固所学知识、训练解题技能，但也存在如下缺陷：(1)缺乏对学生进行思维素质和思维能力的培养，更缺乏对学生进行情感态度和价值观的培养；(2)缺乏学生积极、主动、有意义的探究过程和师生间交流协作，学生缺少在解答问题过程中的情感体验，更缺乏对科学态度、科学精神以及科学价值观的熏陶；(3)教师自我中心意识较强，注重从学术形态上研究知识和方法，缺乏研究学生的认知和情态需要以及错误原因，没有从教学形态上研究知识和方法，使之转化为学生的心智；(4)学生对教学要求高、思维层次深的内容只是同化而没有得到内化，虽然教师讲得清楚，但学生还是多次失败、多次出错，教学效益十分低下。
为了在习题教学中实施有效教学，实现三维教学目标，促进教学内涵发展，必须探索适合新课程的有效化习题教学模式。笔者在多年的教学实践中探索出以“问题拓展探究”为特征的习题教学模式（以下简称“问题拓展探究”习题教学模式）。本文结合具体教学实例就“问题拓展探究”习题教学模式的特点、实施策略、存在问题以及解决方案谈几点笔者的思考。
二、“问题拓展探究”习题教学模式
1.“问题拓展探究”习题教学模式的特点
“问题拓展探究”习题教学模式的教学流程如图1所示，这种教学模式的特点是：教师根据习题教学的要求和学生原有的认知结构、情态结构、价值结构，创设新的问题情境，引导学生积极、主动探究，在解答新的问题过程中充分暴露思维过程，师生对解答结果进行分析评价，在分析评价过程中学生对原有的认知、情态、价值等结构进行重组和整合。教师再对原有问题进行有意义的拓展，学生通过多次探究解答、分析评价来构建一个良好的认知结构、情态结构和价值结构。
图1
2.“问题拓展探究”习题教学模式的操作策略
(1)从三维角度了解学生原有认知、情态和价值结构
首先，教师根据物理习题教学目标了解学生原有认知（物理知识和技能、解题思维方法和能力）水平和存在缺陷、学生解答物理问题的兴趣和热情以及对解答物理问题所用知识和方法的评价态度和价值取向。了解学生的认知基础和情感需求以及对学习某一专题内容的态度和价值取向，有利于教师及时把握学生的学习情况，是实施“问题拓展探究”习题教学模式的关键之一。
(2)结合学生实际，创设有效化问题情境
教师根据学生认知、情态和价值结构及教学内容（知识、方法、实验内容等）设计起点性问题情境，问题情境应尽可能揭示学生认知中原有知识、方法的局限性，能激发学生解答新问题的动机和兴趣，同时，问题情境与学生原有认知、情感之间应建立有意义的逻辑关系，确保学生认知、情态结构的重组和整合有意义地进行。
(3)教师启发引导，学生积极探究解答
教师向学生提供有关知识和方法的信息，启发引导学生进行自主探究或协作交流和讨论，充分暴露学生的思维过程，及时了解和把握学生的解答情况，控制课堂教学过程。通过学生解答新的问题时产生的困惑（失败、导致悖论、产生困难等）来激发学生的探究动机和兴趣。
(4)判断解答结果，进行分析评价
教师引导学生从理论导致悖论和实验检验两个角度来判断学生理论解答结果是否正确、是否合理。如果学生理论解答错误、失败，则激发了学生探究动机，教师引导学生对错误进行分析评价，分析失败原因，提出新的知识、方法来重新解答问题。
(5)构建新的认知、情态和价值结构
学生在教师的启发引导下，通过相互协作讨论和评价，在解决新的问题的同时，对原有知识和方法进行重组和整合，丰富和完善了原有知识和方法，使学生的情感得到体验，从而构建了新的认知、情态和价值结构。
(6)拓展问题和方法，实施拓展构建
拓展探究可以从两个方面进行。其一是对于同一问题，教师引导学生对解题方法进行拓展，运用不同的思路和方法进行一题多解，并对不同思路和方法进行分析评价。其二是教师运用特殊化、一般化、相似化、比较化等拓展方法对原有问题进行拓展，创设新的问题情境，要求学生运用新的知识和方法解答新的问题，开始新的探究，进行新的构建活动。所拓展的新的问题应从新的角度渗透新的知识、方法（或某些知识、方法新的含义），引导学生通过解答新的问题探索新知识、新方法，构建新的认知结构，经历新的情感体验，使学生伴随着对问题解答经历多次循环探究过程，不断地进行有意义的构建，构建稳定、清晰、概括化的认知、情态和价值结构。
在“问题拓展探究”习题教学模式中，以学生原有认知、情态、价值结构为基础，以问题的探究解答为主线，以新的问题情境为切入点，以学生积极主动为探究主体，以理论和实验判断为动力，以问题的拓展为手段，以分析评价错误原因提出新的知识和方法为核心，以构建新的认知、情态、价值结构为三维教学目标。
三、“问题拓展探究”习题教学模式实施案例分析
1.探究起始问题
图2
如图2所示，质量为M=4kg、长度为L=3.75m的木板放在光滑的水平面上处于静止状态。现在木板的左端放一个质量为m=2kg、体积不计的木块，已知木块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，木块与木板间最大静摩擦力为
(k=1.2)。若力F始终作用在A上，F为多大时才能把A从B上拉出？
［交流学生解答］教师要求学生超前探究解答这个问题，在课堂教学中交流学生的几种典型解答，暴露学生的思维过程。
解答1：要把A从B上拉出，F只要克服A、B间滑动摩擦力，即F＞μmg=4N。
解答2：要把A从B上拉出，F只要克服A、B间最大静摩擦力，即F＞kμmg=4.8N。
解答3：要把A从B上拉出，必须A的加速度大于B的加速度，
，即(F-μmg)/m＞μmg/M，由此解得F＞6N。
［分析评价错因］解答1和解答3共同之处是没有考虑最大静摩擦力比滑动摩擦力大，显然是错误的。若解答2正确，则取F=5N，
，
。当力F作用在物体A相对B发生运动时，木板加速度比木块加速度大，这显然与事实矛盾。这一悖论的出现，使学生真正体验到自己解答结果的错误，学生探究的动机和兴趣得到了激发，教师及时把握这一教学契机，引导学生分析错误原因，探究新的解法。
［探究正确解法］学生在教师引导下，重新探究正确的解法。刚拉动A物体时，A、B间摩擦力为最大静摩擦力，A物体加速度满足
，B物体加速度满足
，要求
。解得F＞7.2N。
［方法总结1］解答二体力和运动问题的思路为运用牛顿第二定律对两个研究对象进行隔离分析（牛顿第二定律结合隔离分析法），判断拉动条件为最大静摩擦力时A的加速度大于B的加速度。
2.探究特殊化拓展问题
［特殊化拓展］若M＞＞m，且力F始终作用在A上，F为多大时才能把A从B上拉出？
［学生解答2］学生运用隔离分析法解答这个特殊问题，解答结果为F＞kμmg(1+m/M)，当M＞＞m时，推得F＞kμmg=4.8N。
［揭示新旧认知联系］当M＞＞m时，M不动，这相当于物体放在不动的水平面上，解答结论F＞kμmg与拉动放在水平面上物体所需力相同。以上研究问题（拉动放在水平面上物体所需力）是起始问题的一种特殊情况，原有解题方法（克服最大静摩擦力就可拉动物体）是现有解题方法的特殊情形。
3.探究比较化拓展问题
［比较化拓展］原题中，若F=10N，且不是始终作用在A上，则F作用时间至少多大才能使A从B上拉出？
［学生解答1］教学中发现，部分学生解答如下：
［分析评价2］解答1虽然能使A从B上拉出，但力F作用时间不是最短。作用时间最短情形应是：A物体开始
时间内做匀加速运动，后
时间内做匀减速运动，B一直做匀加速运动，刚拉出时二者一起运动。
［学生解答2］学生运用牛顿第二定律和运动学知识对A、B进行隔离分析，最后解得=1.5s。（解题过程略）
［方法总结2］解答2的特点是运用牛顿第二定律结合隔离分析法，它是解答二体力和运动问题的基本方法，但解题过程比较烦琐。
［方法拓展］教学中，教师要求部分学生选择木板B为参照系解答这个问题，要求部分学生运用图象方法解答这个问题。学生在教师的启发引导下，通过讨论交流给出如下解答。
［学生解答3］学生以B木板为参照系，运用牛顿第二定律和相对运动知识，提示A相对B的运动简化了运动过程，得出相同结果。（解题过程略）
［学生解答4］学生画出A-B、v-t图象，根据v-t图象“斜率”和“面积”的物理意义解得=1.5s。（解题过程略）
［方法总结3］解答3中运用了牛顿第二定律结合巧选参照系方法，解答4中运用了牛顿第二定律结合图象方法，这两种方法都比解答2中的隔离分析法简单，但不是基本方法，容易发生错误。
4.探究相似化拓展问题
［相似化拓展］原题中，若F不是作用在A上，而是作用在木板B上，方向向左。(1)力F始终作用在B上，F为多大时才能把B从A下拉出？(2)若F不是始终作用在B上，则F作用时间至少多大才能把B从A下拉出？
［师生解答3］教学中教师启发引导学生分别同时运用如下三种方法解答问题(2)。
解法1：部分学生运用“隔离分析法”解答（解题过程略）。
解法2：部分学生运用“图象方法”解答（解题过程略）。
解法3：部分学生运用“巧选参照系法”解答（解题过程略）。
［方法总结4］在这个拓展问题中，虽然力F作用在木板B上，但物体运动过程与原题相似，解题方法也相同。通过相似性探究，强化了解答二体力和运动方法训练，有利于学生内化解题方法，真正培养学生的解题能力。
5.探究一般化拓展问题
［一般化拓展］原题中，若水平面不光滑，且木板与水平面间动摩擦因数
=0.1。F不是始终作用在A上，则F作用时间至少多大才能使A从B上滑出？要求运用多种方法解答这个问题。
（注：由于课堂教学时间关系，一般化拓展问题作为学生课外作业，在课外进行自主性内化探究练习）
6.构建新的认知、情态和价值结构
［新的认知结构］重要的力学知识（牛顿第二定律、运动学知识、动能定理）得到综合应用，完善了知识结构；把握解题方法（隔离分析法结合力和运动，巧选参照系结合力和运动，图象分析结合力和运动），提高了解题能力，训练了良好的思维素质。审题过程中训练思维正确性、深刻性、完整性，分析过程训练思维严谨性，推理过程中训练思维的严密性和灵活性，表述过程中训练思维的条理性。
［新的情态结构］通过导致悖论激发学生探究动机和兴趣，学生通过经历从失败到成功、从错误到正确、从片面到全面的探究过程，体验探究过程中的艰辛和喜悦，学生学习热情和良好的学习态度得到较好培养。
［新的价值结构］通过分析评价不同解题方法，认识和体验到三种不同解题方法的功能和价值，培养了学生的科学价值观。
四、“问题拓展探究”教学模式存在的问题及解决对策
1.“问题拓展探究”习题教学模式实施中存在的问题
任何一种教学模式都有一定的适用范围，在实施过程中都会存在一定问题。在实施“问题拓展探究”习题教学模式时笔者体会到，此教学模式比较适用于思维和能力要求较高的知识和方法专题教学，存在的问题主要有以下两点。
(1)课堂教学容量较小，探究时间不够
由于学生所探究的问题思维要求较高，相对难度较大，且探究过程往往局限于课堂教学，但是因为课堂教学容量较小，探究时间不够，所以最终往往以教师探究为主，以教师的讲解来代替学生的探究，导致探究过程形式化。
(2)增加教师的备课难度和时间
运用“问题拓展探究”习题教学模式实施习题教学时，对教师提出很高的要求，要求教师根据高考的重点、热点来确定探究的重要专题，把握拓展探究问题的策略和方法，具备较强驾驭课堂教学的能力，要求教师根据学生探究情况灵活地处理教师启发引导和学生自主探究的关系。因而，从一定程度上增加了教师的备课难度和时间。
2.解决“问题拓展探究”教学模式实施中存在问题的对策
针对“问题拓展探究”习题教学模式实施中存在的问题，笔者提出如下解决问题的建议和对策。
(1)注重课内和课外探究互补结合
事实上，在“问题拓展探究”习题教学模式的实施过程中，学生的探究并不一定要局限于课内，可以课内探究和课外探究互补结合。教学中可以让学生在课外超前解答部分探究起点问题，在课内探究解答部分拓展问题，这样可以减少课内探究时间。对于部分课内没有时间拓展的问题，可以通过课后作业进行拓展探究训练，做到课外探究和课内探究互补结合，从而增加学生自主探究的时间，使学生经历一个相对完整的探究过程，真正提高学生探究的质量。
(2)强化协作备课，实现资源共建共享
相对传统习题教学模式而言，“问题拓展探究”习题教学模式对教师提出更高要求，增加了教师的备课难度和时间。为了减轻教师备课负担，提高课堂教学质量，应提倡交流协作，强化协作备课，实现资源的共建共享。