“問題――解決”模式在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用

1、<p>　　“問題――解決”模式在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用</p><p>　　物理知識是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過概括、總結(jié)得出來的.學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)的基本概念，基本規(guī)律，將物理知識應(yīng)用于日常生活，都離不開觀察和實(shí)驗(yàn)這一重要的科學(xué)研究方法.本文就“問題――解決”模式在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用做些簡單的探討. </p><p>　　“問題――解決”模式是美國教育界 20 世紀(jì) 80

2、 年代首先發(fā)展起來的一種教學(xué)模式.它以問題解決為中心，注重學(xué)生的獨(dú)立活動(dòng)，著眼于創(chuàng)造性思維、意志力和知識遷移能力的培養(yǎng).實(shí)施的關(guān)鍵在于突出學(xué)生的主體性，發(fā)揮教師的主導(dǎo)性.與現(xiàn)在提倡的探究式教學(xué)相吻合.借鑒我國有關(guān)學(xué)者的研究 </p><p>　　對上述模式作如下解釋：第一步，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，設(shè)置貼近生活生產(chǎn)和學(xué)生實(shí)際、合理有效的問題情境，為學(xué)習(xí)或研究的問題的提出營造氛圍、奠定基礎(chǔ)

3、.第二步，分析問題情境，從中提煉出需要學(xué)習(xí)或研究的真實(shí)的物理問題.第三步，學(xué)生根據(jù)問題的類型、性質(zhì)和已有知識與經(jīng)驗(yàn)，依托教材，明確問題的條件，通過觀察、聯(lián)想、思維、討論等進(jìn)行嘗試，形成解決物理問題的可行性方案.第四步，根據(jù)問題解決方案，理順問題解決的思路，運(yùn)用分析與綜合、抽象與概括、歸納與總結(jié)等方法，經(jīng)歷解決問題的過程，使問題獲得解決，完成學(xué)習(xí)任務(wù).第五步，通過應(yīng)用、反思和總結(jié)，檢驗(yàn)、評價(jià)問題解決方法的科學(xué)性、全面性和推廣性，從而形成新

4、的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，真正掌握解決問題的科學(xué)方法并學(xué)會靈活運(yùn)用. </p><p>　　一、“問題――解決”模式在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用案例 </p><p><b>　　1.學(xué)生實(shí)驗(yàn) </b></p><p>　　在做學(xué)生實(shí)驗(yàn)“單擺測重力加速度”時(shí)，常規(guī)的教學(xué)往往是先每個(gè)桌上放好實(shí)驗(yàn)器材，老師給出實(shí)驗(yàn)步驟及注意點(diǎn)，學(xué)生們按照步驟裝好器材，測量、計(jì)算、

5、完成.我沒有按部就班，而是嘗試用“問題――解決”模式來上這節(jié)課. </p><p>　　一開始我沒有告訴學(xué)生們要做什么實(shí)驗(yàn)，而是給他們5分鐘時(shí)間到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室尋找他們認(rèn)為可以測教室里的重力加速度的器材（只要求記下器材名稱、數(shù)量等，但不要帶出準(zhǔn)備室），學(xué)生們?nèi)ビ^察后經(jīng)過討論，給出了三種方法：一、使用彈簧秤和一個(gè)已知質(zhì)量的砝碼，用彈簧秤稱出砝碼的重力，利用G=mg就可算出；二、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

6、測出重錘自由下落的加速度，就是重力加速度g；三、使用小球、秒表、直尺，測出小球自由落體的高度和時(shí)間，利用h=gt2/2計(jì)算出重力加速度.學(xué)生們通過討論認(rèn)為方案一最簡單，方案三由于自由落體高度低，時(shí)間太快，無法用秒表準(zhǔn)確測量，誤差太大不具備可操作性.對于他們的方案我給予了肯定.通過短短的10分鐘，使學(xué)生們了解了今天要解決的問題，也明白了問題的解決有很多種途徑，使他們的思維活躍了起來.接下來我拋出了今天要做的實(shí)驗(yàn)，告訴他們還可以用單擺來測重

7、力加速度，學(xué)生們的興趣一下就來了.我沒有直接告訴他們怎么組裝一個(gè)單擺和進(jìn)行測量，而是先讓他們復(fù)習(xí)單擺知識，然后給他們提供了一張表格（如下）、一個(gè)很小的鋼球、一個(gè)比較大的塑料球、一根約1 m的細(xì)線、一根約1 m的橡皮筋. </p><p>　　表1所需測量物理量測量工具如何減小測量誤差學(xué)生們通過討論很好的完成了表格，其實(shí)也就掌握了實(shí)驗(yàn)原理及步驟.但接下來實(shí)際操作時(shí)問題又出來了，他們不知道該用哪些材料來做一個(gè)合適的單

8、擺.我告訴他們可以自由組合然后嘗試一下，看能否很好的完成實(shí)驗(yàn).經(jīng)過嘗試學(xué)生們很快找到了合適的組合.加上我補(bǔ)充的一些細(xì)節(jié)，學(xué)生們在極短的時(shí)間內(nèi)做完了實(shí)驗(yàn).最后我要求學(xué)生們通過討論來總結(jié)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟、以及誤差分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告. </p><p>　　通過使用“問題――解決”模式進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，擺脫了以往為了做實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，也使學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)中存在的誤差有更直接的感受和理解，對學(xué)生的思維的訓(xùn)練也

9、更有效. </p><p><b>　　2.課外小實(shí)驗(yàn) </b></p><p>　　在指導(dǎo)課外興趣小組時(shí)，我也嘗試了這種教學(xué)方式.在學(xué)習(xí)完電磁感應(yīng)這一章內(nèi)容后，結(jié)合我國正在大力宣傳的節(jié)能環(huán)保理念，要求學(xué)生們4人一組自由組合，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)微型手搖發(fā)電機(jī)，要求取材方便，結(jié)構(gòu)簡單，并用表格的形式記錄所需器材和制作方法.剛開始學(xué)生們感到無從下手，我沒有直接告訴他們方法，而

10、是和他們一起復(fù)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.復(fù)習(xí)后，學(xué)生們豁然開朗，紛紛討論起來，拿出了自己的設(shè)計(jì)方案.對于他們的方案我也沒有急于表態(tài)，而是把它們拿出來全班討論，討論各個(gè)方案的可行性及可能遇到的問題.這給了學(xué)生們一個(gè)發(fā)表自己見解和接受別人建議的機(jī)會，增強(qiáng)了學(xué)生的交流能力. </p><p>　　經(jīng)過討論和修改，學(xué)生們開始找材料制作自己的發(fā)電機(jī)，但制作過程并沒有他們想象的那么順利，出現(xiàn)了各種他們沒有預(yù)料到的新問題.如，很多小組

11、采用廢舊pvc管繞制線圈，然后放入強(qiáng)磁鐵來回?fù)u動(dòng)來獲得電能.但他們做好了開始搖晃時(shí)，并沒有看到小燈泡發(fā)出他們期待的亮光.看著學(xué)生們失望的表情，我沒有直接告訴他們解決的方法，而是指導(dǎo)他們一起分析可能的原因，如，發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)是否合理，小燈泡的規(guī)格是否合適.有學(xué)生立刻想到增加線圈匝數(shù)可以提高電動(dòng)勢，還有的同學(xué)想到把小燈泡換成LED，可以降低驅(qū)動(dòng)電流.在得到我的肯定后，學(xué)生們更改了他們的制作.當(dāng)他們再次搖的時(shí)候，LED亮了一下，學(xué)生們興奮的呼喊出

12、來，可是他們發(fā)現(xiàn)LED只是偶爾亮一下，大多數(shù)時(shí)候都不亮，但這時(shí)學(xué)生們不再象開始時(shí)那樣迷茫和無助，而是積極討論可能的解決方法，可是最后沒能解決問題. </p><p>　　這時(shí)候需要老師發(fā)揮指導(dǎo)作用了.我觀察后，認(rèn)為是pvc管太粗，導(dǎo)致大量磁通量被抵消，使得線圈的磁通量變化率很小，只是有時(shí)候磁鐵的位置比較合適才使燈亮了，但我沒有告訴他們，而是給他們講了一個(gè)習(xí)題：圖2如圖2所示，兩個(gè)同心放置的同平面的金屬圓環(huán) <

13、;/p><p>　　二、“問題――解決”模式在物理實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)策略 </p><p>　　“問題――解決”模式在應(yīng)用過程中要注意一些基本策略. </p><p>　　1.注重問題的選擇和呈現(xiàn) </p><p>　　在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提供給學(xué)生的問題應(yīng)當(dāng)要容易被理解和接受，有一定的意義，否則無法引起學(xué)生的興趣.但也不能太容易，要符合維果斯基的最近發(fā)展區(qū)原

14、理，讓學(xué)生感覺到研究的問題與學(xué)習(xí)過的知識有一定聯(lián)系，自己應(yīng)該能解決，但似乎又沒有明顯的解決之道.這樣可以激勵(lì)學(xué)生跳一跳，摘到桃子. </p><p>　　2.注重問題的開放性 </p><p>　　要能使問題產(chǎn)生新的問題或者具有拓展性，成為新知識的增長點(diǎn).在本文的第二個(gè)案例中，筆者指導(dǎo)學(xué)生制作的手搖式發(fā)電機(jī)只是一個(gè)組成部分，接下來還安排了整流電路的學(xué)習(xí)及電能的儲存，整個(gè)裝置裝好后，可以替代

15、干電池用在家庭遙控器、手電筒中，大大減少干電池的使用量，這樣不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)到系統(tǒng)的知識，而且使研究具有了社會價(jià)值. </p><p>　　3.積極傾聽，重在引導(dǎo) </p><p>　　在“問題――解決”模式中，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、合作者、參與者，教師的作用在于引導(dǎo).在這個(gè)模式下教師不是知識的權(quán)威，而是引領(lǐng)者，教師應(yīng)當(dāng)要放低姿態(tài)，學(xué)會傾聽，感受學(xué)生失敗時(shí)的傷心和成功時(shí)的喜悅.把大量討論分

16、析的機(jī)會留給他們自己，使每個(gè)人感受到自己和團(tuán)隊(duì)的力量，使他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和交流能力得到培養(yǎng).只是在學(xué)生遇到無法解決的問題或超出了他們的知識范圍時(shí)，教師再利用自己的知識優(yōu)勢指導(dǎo)學(xué)生，這樣，就把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，充分發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性. </p><p>　　三、“問題――解決”模式在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意義 </p><p>　　傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師講解過多，留給學(xué)生的思考和操作的機(jī)會

17、太少，“問題――解決”模式教學(xué)，突出學(xué)生主體地位，注重學(xué)生思維的發(fā)展及提問能力的培養(yǎng)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，變教師講解實(shí)驗(yàn)為學(xué)生在教師引導(dǎo)下探索實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生親身參與到實(shí)驗(yàn)中去，讓學(xué)生成為知識的建構(gòu)者，深刻理解知識的同時(shí)體驗(yàn)解決問題帶來的成就感、喜悅感. </p><p>　　在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用“問題――解決”教學(xué)模式，把教師解放了出來，使教師真正成為學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者，使學(xué)生養(yǎng)成了在學(xué)習(xí)中勇于不斷嘗試，探索解決問題的方