中学物理“问题解决”教学探究，本文主要内容关键词为：中学物理论文，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。
加强中学物理“问题解决”教学的研究，对于提高物理课堂教学的效益，促进学生创新实践能力和问题解决能力的提高是十分有意义的。
一、“问题解决”教学的理性认识
心理学的研究成果，多元智能理论和建构主义理论，使“问题解决”教学获得坚实的理论支撑，国内外“问题解决”教学实践也为我们的研究和实践提供了宝贵经验。从根本上来说，“培养未来的有创造性的实际问题解决者”是“问题解决”教学的归宿，也是“问题解决”教学目标的另一种表述。培养学生的创新精神和实践能力是素质教育和新课程改革的重点，也是“问题解决”教学的重点。因此，“问题解决”教学的目标与我国新课程的三维课程目标是一致的，学生是“问题解决”教学的主体，教师在“问题解决”教学过程中扮演着策划者、指导者、合作者的角色。
波利亚在《如何解决》(How to Solve It)一书中对“问题解决”提出了他的见解。他认为，所谓“问题解决”是人们有意识地寻找某些能达到已经有了明确的构想、但又无法立即达到的目标之行动；找出这样的行动，即是“问题解决”。通俗地说，“问题解决”就是由一定情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列思维操作，使问题得以解决的过程。“问题解决”不仅仅是一种具体的技能，它贯穿在整个教育中，是教育所体现的一条主线，“问题解决”教学是基于问题的教学，是问题教学的一种重要形式。
物理教学中的“问题解决”通常是指应用物理概念、规律去尝试解决问题。因此，一般要经历教师创设问题情境，提出需要解决的物理问题，引导学生解决物理问题，从而使学生掌握知识技能，形成能力的过程。
二、“问题解决”教学的基本模式
“问题解决”教学可以看成是一种教学的模式，因而它具有一般的课堂结构，例如，奥苏伯尔(D.P. Ausubel)和鲁滨逊(F.C.Robinson)把问题解决的过程划分为以下四个阶段：第一阶段是呈现问题情境命题；第二阶段是明确问题的目标和已知条件；第三阶段是填补空隙过程，即为运用有关的规则和策略解决问题；第四阶段为解答之后的检验。借鉴我国有关学者的研究，物理学科可以构建如下“问题解决”教学的一种基本模式：
对上述模式作如下解释：第一步，根据教学目标、教学内容、学生的心理特点和认知水平，设置贴近生活生产和学生实际、合理有效的问题情境，为学习或研究的问题的提出营造氛围、奠定基础。第二步，分析问题情境，从中提炼出需要学习或研究的真实的物理问题。第三步，学生根据问题的类型、性质和已有知识与经验，依托教材，明确问题的条件，通过观察、联想、思维、讨论等进行尝试，形成解决物理问题的可行性方案。第四步，根据问题解决方案，理顺问题解决的思路，运用分析与综合、抽象与概括、归纳与总结等方法，经历解决问题的过程，使问题获得解决，完成学习任务。第五步，通过应用、反思和总结，检验、评价问题解决方法的科学性、全面性和推广性，从而形成新的物理认知结构，真正掌握解决问题的科学方法并学会灵活运用。
上述这种基本模式适用于物理概念、规律的教学，尤其适合于中学物理探究性学习。
三、中学物理“问题解决”教学的基本策略
“问题解决”教学既是一种教学模式，同时也是一种教学策略。我们要有效地解决一个具体的物理问题，除了可运用“问题解决”的一种基本模式和常用的科学思维方法外，还必须掌握基本的及一些特殊的问题解决的策略，只有这样，才能使物理问题得到圆满的解决。物理问题解决的策略渗透在物理教学的各个方面、各个环节，下面着重探究“问题解决”教学的几种基本策略：
1.“问题解决”教学中问题情境的创设策略
奥苏贝尔在谈到问题解决时强调，要把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过让学习者合作解决真实的问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能，并形成自主学习的能力。可见，在问题解决教学中，问题是核心，而问题情境的设置是关键，问题情境设置的好坏直接影响到问题提出及问题解决的好坏。问题情境在“问题解决”教学过程中通常具有营造氛围、激发兴趣、引发问题、诱发探究等功能，问题情境的有效设置，对于“问题解决”教学的有效实施是至关重要的。
我们参考了国内学者和中小学一线教师的相关研究，并在物理教学实践中进行了认真的研究和探究，归纳提炼出适合物理学科“问题解决”教学问题情境设置的一些有效策略：
(1)利用实验创设问题情境
通过实验创设问题情境，是物理教学最常用的一种方式，这种方式能有效激发学生的学习兴趣和求知欲，促使学生思考和探究，学生在质疑、释疑的过程中，既能建构知识，又能使创新思维和创新能力得到培养。如：学习“浮力”时，教师可将两个乒乓球（其中一个事先注满水）浸没在水中，问学生：教师松手后，两个乒乓球将怎样运动？学生回答：两个乒乓球都上浮。结果学生惊奇地发现：一个乒乓球上浮，而另一个乒乓球却下沉。为什么会这样呢？讨论后教师可适时引导学生提出问题：物体的浮沉与哪些因素有关？然后指导学生进行实验探究。
(2)利用生活情境创设问题情境
日常生活中的许多现象与物理知识密切相关，这些现象学生已经非常熟悉。教师适时利用日常生活现象创设问题情境，能激发学生的猜想兴趣和求知欲望。如：学习“比热容”时，可引导学生回忆并回答：夏天的中午，赤脚走在水泥路面上和赤脚站在水里，脚有什么不同的感觉？学生通常会说：“水泥路面烫脚，水里凉快。”教师可接着引导学生思考为什么会有这种不同的感觉？学生会说：因为水蒸发吸热而比水泥路面凉快。事实是不是这样？教师可继续引导学生回忆并回答：傍晚时分，水泥路面又比水凉快了，这又是为什么呢？这样学生的探究欲望被调动起来了，教师可顺势引导学生探究是不是水泥地与水吸热（或放热）升温（或降温）的快慢不同有关呢？
(3)利用实践活动创设问题情境
在物理教学中，通过设计实践活动创设问题情境，能引起学生的认知冲突，激发学生产生解决矛盾的冲动和欲望。如：在研究“摩擦力的大小与什么因素有关”时，可以设计“拔河比赛”的活动：取一根粗细均匀、光洁度差不多、长约1米的木棒，事先在一端抹上油，让班上力气较大的男同学和力气较小的女同学分别用一只手握紧木棒的两端（有意让男同学握涂油的一端）进行拔河比赛。结果发现，力气较大的男同学竟然输给了力气较小的女同学，意外的结局会使学生感到惊讶，学生的思维立刻活跃起来，从而引发了强烈的探究心理。
(4)利用实际问题来创设问题情境
将知识与实际生活联系起来，不仅能够创设问题情境，而且有利于问题的解决。例如，在学习“变阻器”相关内容时，教师可以通过描述和提问创设问题情境：在实际生产和生活中，有许多事例是通过改变电路中的电流大小来实现的，例如，台灯的亮度、录音机的音量、电风扇的转速等。然后问学生：那么，我们怎样才能改变电路中电流的大小呢？
(5)利用现象或事例创设问题情境
生活或教材中的有许多现象或事例会让学生产生“为什么会出现这种情况”等的疑问，以此作为背景可以创设有效的问题情境。例如，在学习“惯性”知识时，可通过列举这样的事例创设问题情境：“为什么人绊倒时通常向前扑下，而人滑倒时往往向后仰下，如何解释这种现象？”对于这种司空见惯的现象，学生在学习惯性知识之前，是难以作出正确解释的，通过这样的问题情境能激起学生产生解答这一问题的内在需要。
(6)利用实物、图片等直观手段创设问题情境
实物、图片、模型等都联系生活、生产和现代科技的实际，这些直观手段的运用，符合学生的年龄特点和认知规律。通过运用这些直观手段创设问题情境，能激起学生的疑惑，启发学生的思维。现行初中物理教材中有许多精美的图片，教学中可以充分利用这些图片创设问题情境。如《苏科版》教材“滑轮”一节，我们可以利用教材中的“WWW”练习中的胖子能通过定滑轮提起重物，瘦子却被重物拉起的生动漫画提出为什么？引导学生追根寻源，探究新知。
(7)利用知识的形成过程创设问题情境
物理概念的形成、物理规律的建立都有其丰富的知识背景，以生活生产为背景，通过展示物理概念或规律的形成过程创设问题情境，让学生掌握知识的这种形成过程，把握前后知识的联系，弄清知识的来龙去脉，就能够在此基础上产生问题，这样既有利于学生对概念的理解和掌握，又能培养学生解决问题的能力。
(8)利用现代教育技术手段创设问题情境
现代教育技术手段具有创设问题情境的独特效果，如教师经常利用多媒体创设有效的问题情境。多媒体集文字、声音、图像、动画、视频于一体，其信息资源丰富，教学的趣味性、灵活性、直观性、仿真性和感染力都很强。利用录像、VCD片段和幻灯片等多媒体形式创设真实的或模拟的场景并提出问题，能激发学生的学习兴趣，有效地引导学生探究新知识。
2.教学内容的“问题”化设计策略
美国著名数学家哈尔莫斯说过，问题是教学的心脏，有了问题，思维才有方向；有了问题，思维才有动力；有了问题，思维才有创新。教学内容“问题”化是把“内容本位”教学转化为“学生本位”教学的一个有效策略。教学内容“问题”化设计，就是将教学内容设计成一系列有思维力度、探究价值的问题，让课堂教学围绕问题展开，其设计思想主要有激发兴趣、引发动手、启发提问等。
(1)激发兴趣
把教学内容设计成学生感兴趣的、熟悉的、与生活密切相关的“问题”，以此来激发学生的求知欲和探索欲。
(2)启发提问
要关注学生问题意识的发展，把教学内容设计成相关问题，这种问题给学生留出提问的空间，激起学生质疑问难的内在需要，启发学生由解决了的问题生发新的问题。
(3)引发探究
把以往由教师直接解释、分析过程、揭示结论、告知结果的教学，通过布置任务提出问题，让学生通过自己的主动活动（观察、描述、实验、讨论等）参与问题的探究和解决。
3.“问题”导学教学基本策略
“问题”导学教学策略的运用，是以教学内容的“问题”化设计为基础的，首先要将教学内容精心设计成各种问题或系列化问题。在教学过程中，合理地运用这些问题，或创设情境、或直接提问、或启发诱导、或引导探究、或引发讨论等，以“问题”为线索，引导学生开展各种活动，在活动中尝试解决各种问题，建构新的知识体系。通过一系列环环相扣的问题，引导学生积极参与问题的猜想、思考和探究，学生在独立思考、相互讨论、合作探究问题的过程中体验知识的形成过程，共同参与问题解决方案的讨论和问题解决的过程，在这一过程中，学生的思维得到了发展，问题解决的能力得到了提升。