林炎木
摘 要:問題驅(qū)動式教學模式能有效提高學生的物理學習效果和質(zhì)量,促進學生的物理知識和方法的理解和應用,培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等,以此拓展學生的視野和知識。本文以“問題驅(qū)動”式教學策略為研究對象,探討該策略在中學物理課堂教學中的應用效果和意義。希望文內(nèi)提出的具體操作和策略,為今后的教學實踐提供借鑒。
關(guān)鍵詞:問題驅(qū)動;高中物理;課堂教學;教學策略
物理學作為一門基礎學科,對人類的認知和改造世界起著重要的作用,物理教育對培養(yǎng)學生的物理素養(yǎng)和科學素養(yǎng)、提高學生的創(chuàng)新能力和綜合能力,具有重要意義,但是目前中學物理教育存在著一些挑戰(zhàn),為了解決問題、提高中學物理教育的效果和質(zhì)量,需要探索和實施一些有效的教學策略,激發(fā)和培養(yǎng)學生物理學習的主動性和積極性,促進和提高學生的物理學習的深度和廣度。
一、“問題驅(qū)動”式教學策略的概念及特點
“問題驅(qū)動”式教學策略是一種以問題為核心,以學生為主體,以老師為引導,以探究為過程,以解決為目的的教學模式,其基本思想是通過提出或引入與學習內(nèi)容相關(guān)的真實或虛構(gòu)的問題,激發(fā)學生的學習興趣和動機,引導學生主動尋找、分析、解決問題的方法和策略,促進學生的知識、能力、態(tài)度、價值等方面的全面發(fā)展。它的主要特點有以下幾點:首先,問題是問題驅(qū)動式教學策略的起點和終點,是激發(fā)學生學習的動力,是組織學習的核心,是評價學習的標準。其次,學生是問題驅(qū)動式教學策略的主要執(zhí)行者和參與者,是教學的主體和中心,是教學的動力和資源。第三,老師是問題驅(qū)動式教學策略的設計者和組織者,是教學的引導者和協(xié)助者,是教學的支持者和促進者。最后,探究是問題驅(qū)動式教學策略的主要過程和方法,是教學的手段和途徑,是教學的內(nèi)容和形式,能夠培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等[1]。
二、中學物理課堂教學面臨的問題及挑戰(zhàn)
中學物理課堂教學是培養(yǎng)學生物理素養(yǎng)和科學素養(yǎng)的重要途徑,但是在當前的教育環(huán)境和條件下,中學物理課堂教學面臨著一些問題和挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在以下幾個方面:首先,由于中學物理課程的內(nèi)容較為抽象和難以理解,學生往往感到無趣和困惑,缺乏對物理學習的興趣和動機。同時,由于應試教育的影響,學生往往只關(guān)注物理知識的記憶和應用,而忽視物理知識的探究和創(chuàng)新,缺乏主動探究和創(chuàng)新的精神和能力。其次,由于教學時間和資源的限制,老師往往采用傳統(tǒng)講授和練習的教學方式和方法,忽視學生的個性和差異,忽視學生的主動參與和互動,忽視學生的思維和情感,缺乏有效地引導和激勵。這樣的教學方式和方法不利于激發(fā)學生的學習興趣和動機,不利于培養(yǎng)學生探究和創(chuàng)新的精神和能力,不利于提高學生的學習效果和質(zhì)量。最后,由于教學大綱和教材的制約,課堂教學內(nèi)容往往固定和死板,缺乏靈活性和多樣性,缺乏與學生的生活和社會實際的聯(lián)系,缺乏與學生的興趣和需求的契合,缺乏與學生的認知和發(fā)展的適應,缺乏對學生的未來和發(fā)展的指導[2]。
三、問題驅(qū)動式教學策略的概念及特點
問題驅(qū)動式教學策略強調(diào)以問題為導向,通過引入問題來激發(fā)學生的學習興趣和動機,促使學生在學習過程中積極探索、思考和解決問題。這種教學策略的概念和特點在中學物理課堂中具有重要意義和價值。首先,問題驅(qū)動式教學策略著重于激發(fā)學生的好奇心和求知欲,通過提出引人注目的問題,教師能夠吸引學生的注意力,讓他們在解決問題的過程中主動尋求知識和信息,從而增強學習的主動性和積極性。其次,問題驅(qū)動式教學注重學生的自主探索和思考,學生在面對問題時需要運用自己的知識和思維能力,提出假設、進行推理和實驗,從而深入理解和應用所學知識,培養(yǎng)了他們的問題解決能力和批判性思維。第三,問題驅(qū)動式教學促進了學生之間的合作與交流,在解決問題的過程中學生常常需要合作、討論和交流意見,共同探索問題的解決方案,這有助于培養(yǎng)他們的團隊合作精神和溝通協(xié)作能力。此外,問題驅(qū)動式教學強調(diào)將理論知識與實際問題相結(jié)合,注重知識的應用性和實踐性。學生通過解決實際問題,將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為具體的行動和實踐,增強了知識的深度和廣度,提高了學習的實效性和學習滿意度。由上可知,問題驅(qū)動式教學策略為中學物理教育提供了一種創(chuàng)新的教學方法,有助于激發(fā)學生的學習興趣和動機,培養(yǎng)其批判性思維和創(chuàng)新能力,促進學生的全面發(fā)展和綜合素養(yǎng)的提升。
四、問題驅(qū)動式教學策略在中學物理課堂中的方案設計
(一)教學設計方案目標
教學設計方案的目標是在實際的中學物理課堂教學中,設計和實施基于問題驅(qū)動式教學策略的教學活動,觀察和記錄教學過程和結(jié)果,反思和評價教學效果和意義,提出和改進教學方案和策略。首先要提高學生的學習興趣和動機,增強學生的學習自信和自主性;然后要培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等;繼而拓展學生的視野和知識,增強學生的社會責任和公民意識;最后要強調(diào)提高學生的物理知識和方法的理解和應用,提高學生的物理學習的效果和質(zhì)量[3]。
(二)教學設計方案內(nèi)容
教學設計方案的內(nèi)容是根據(jù)中學物理課程的教學大綱和教材,選擇和設計與物理學習內(nèi)容相關(guān)的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題,組織和安排基于問題驅(qū)動式教學策略的教學活動,包括以下幾個方面。首先,問題的選擇和設計應該符合以下幾個原則:第一,問題應該與學習內(nèi)容和目標相符合,能夠體現(xiàn)物理知識和方法的內(nèi)涵和價值。第二,問題應該與學生的生活和社會實際相聯(lián)系,能夠引發(fā)學生的思考和討論,能夠促進學生的探究和創(chuàng)新。第三,問題應該具有一定的難度和挑戰(zhàn)性,能夠激發(fā)學生的好奇心和求知欲,能夠體現(xiàn)學生的學習成就和進步。第四,問題應該具有一定的開放性和多樣性,能夠容納不同的觀點和答案,能夠鼓勵不同的方法和途徑。其次,教學活動的組織和安排應該符合以下幾個原則:第一,教學活動應該以問題為核心,以學生為主體,以老師為引導,以探究為過程,以解決為目的。第二,教學活動應該以小組為單位,以合作為方式,以交流為手段,以反饋為機制。第三,教學活動應該以探究為主要內(nèi)容,包括確定問題、收集信息、分析數(shù)據(jù)、解決問題、展示成果、評價反思等步驟。第四,教學活動應該以多媒體為輔助,以實驗為支持,以案例為示范,以資源為保障。最后,教學過程和結(jié)果的觀察和記錄應該符合以下幾個原則:第一,觀察和記錄應該全面和客觀,涵蓋老師和學生的教學行為和表現(xiàn),教學活動的過程和結(jié)果,教學效果和意義等方面。第二,觀察和記錄應該及時和準確,及時反映教學活動的實際情況和變化,準確記錄教學活動的數(shù)據(jù)和證據(jù)。第三,觀察和記錄應該多樣和有效,采用多種方法和技術(shù)進行觀察和記錄,如觀察表、訪談、問卷、日志、錄像、照片等,提高觀察和記錄的有效性和可信性[4]。
(三)教學設計方案的實施
教學設計方案的實施是在實際的中學物理課堂教學中,按照教學設計方案的內(nèi)容,進行基于問題驅(qū)動式教學策略的教學活動,具體的實施步驟如下:首先,確定教學主題和問題。根據(jù)中學物理課程的教學大綱和教材,選擇一個與物理學習內(nèi)容相關(guān)的教學主題,如“力和運動”“電流和電路”“光的折射和反射”等,然后根據(jù)問題的選擇和設計的原則,設計一個與教學主題相關(guān)的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題,如“如何用物理知識解釋和制作一個牛頓擺”“如何用物理知識設計和制作一個簡單的電風扇”“如何用物理知識解釋和制作一個彩虹燈”等。其次,組織教學活動。根據(jù)教學活動的組織和安排的原則,組織學生進行基于問題驅(qū)動式教學策略的教學活動,具體的教學活動包括以下幾個環(huán)節(jié)。第一,引入問題,在課堂上提出或引入與教學主題相關(guān)的問題,引起學生的注意和興趣,激發(fā)學生的好奇心和求知欲,引導學生思考和討論問題的意義和價值,明確問題的要求和目標,澄清問題的概念和條件,確定問題的解決方案和策略。第二,收集信息,將學生分成若干個小組,每個小組分配一個問題的子問題或方面,要求學生在一定的時間內(nèi),利用多種方法和技術(shù),如查閱資料、觀察實驗等,收集和整理與問題的子問題或方面相關(guān)的信息和數(shù)據(jù),為問題的解決提供依據(jù)和支持。 第三,分析數(shù)據(jù),要求每個小組在收集信息的基礎上,利用物理知識和方法,對信息和數(shù)據(jù)進行分析和處理,如歸納總結(jié)、分類比較、推理判斷、計算驗證等,從中提取和構(gòu)建與問題的子問題或方面相關(guān)的知識和規(guī)律,為問題的解決提供理論和方法。第四,解決問題,老師要求每個小組在分析數(shù)據(jù)的基礎上,利用知識和規(guī)律,對問題的子問題或方面進行解決和回答,如解釋現(xiàn)象、制作模型、設計方案、制定步驟等,從中展示和應用與問題的子問題或方面相關(guān)的知識和技能,為問題的解決提供成果和答案。第五,展示成果,要求每個小組在解決問題的基礎上,利用多媒體等輔助手段,向全班同學展示和介紹他們問題的子問題或方面的解決過程和結(jié)果,如展示現(xiàn)象、演示模型、說明方案、講解步驟等,從中展現(xiàn)和分享與問題的子問題或方面相關(guān)的知識和技能,為問題的解決提供參考和借鑒。第六,評價反思,要求全班同學對每個小組的展示成果進行評價和反饋,如提出問題、提供意見、給予評分等,從中促進學生的交流和互動,提高學生的批判性思維和評價能力。
(四)教學設計方案的評價
教學設計方案的評價是在教學設計方案的實施后,對教學過程和結(jié)果進行評價和分析,以驗證和論證問題驅(qū)動式教學策略在中學物理課堂教學中的效果和意義,具體的評價方法和指標如下:首先,建議采用多種評價方法,包括觀察記錄法:利用觀察表、日志、錄像等方法,記錄老師和學生的教學行為和表現(xiàn),教學活動的過程和結(jié)果,教學效果和意義等方面的數(shù)據(jù)和證據(jù),以便進行定性和定量的分析和評價。問卷調(diào)查法:利用問卷等工具,對老師和學生進行問卷調(diào)查,了解他們對問題驅(qū)動式教學策略的認識和態(tài)度,對教學設計方案的滿意度和評價,對教學效果和意義的感受和反饋,以便進行定性和定量的分析和評價。測試評分法:利用測試、作業(yè)、評分等方法,對學生的物理知識和方法的理解和應用,探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等的發(fā)展和提高,進行測試和評分,以便進行定性和定量的分析和評價。其次,根據(jù)教學設計方案的目標,確定以下幾個方面的評價指標,第一,學生的學習興趣和動機:通過觀察記錄、問卷調(diào)查、老師和學生的訪談等方法,評價學生在問題驅(qū)動式教學策略下的學習興趣和動機的變化和提高,如學習的主動性、積極性、持久性等。第二,學生的探究和創(chuàng)新能力:通過觀察記錄、測試評分、老師和學生的訪談等方法,評價學生在問題驅(qū)動式教學策略下的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等的發(fā)展和提高,如信息獲取和處理能力、知識構(gòu)建和應用能力、問題解決和創(chuàng)造能力、交流和協(xié)作能力、反思和評價能力等。第三,學生的視野和知識:通過觀察記錄、測試評分、老師和學生的訪談等方法,評價學生在問題驅(qū)動式教學策略下的視野和知識的拓展和增強,如物理知識和方法的理解和應用,與生活和社會實際的聯(lián)系,社會責任和公民意識的培養(yǎng)等。
五、問題驅(qū)動式教學策略在中學物理課堂教學中的具體操作
(一)具體操作步驟
根據(jù)前面的教學設計方案的內(nèi)容,可以將問題驅(qū)動式教學策略在中學物理課堂教學中的具體操作分為以下幾個步驟:第一步:確定教學主題和問題。根據(jù)中學物理課程的教學大綱和教材,選擇一個與物理學習內(nèi)容相關(guān)的教學主題,如“力和運動”“電流和電路”“光的折射和反射”等,然后根據(jù)問題的選擇和設計的原則,設計一個與教學主題相關(guān)的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題,如“如何用物理知識解釋和制作一個牛頓擺”“如何用物理知識設計和制作一個簡單的電風扇”“如何用物理知識解釋和制作一個彩虹燈”等。第二步:引入問題。在課堂上以多種方式引入或提出與教學主題相關(guān)的問題,如通過視頻、圖片、實物、案例、故事等,引起學生的注意和興趣,激發(fā)學生的好奇心和求知欲,引導學生思考和討論問題的意義和價值,明確問題的要求和目標,澄清問題的概念和條件,確定問題的解決方案和策略。第三步:組織教學活動。根據(jù)教學活動的組織和安排的原則,組織學生進行基于問題驅(qū)動式教學策略的教學活動。
(二)具體操作實例
問題驅(qū)動式教學策略特點是從確定教學主題和問題開始,引導學生通過實際問題來探索物理知識,培養(yǎng)學生的探究能力和自主學習能力,下面根據(jù)一個具體教學案例展開,主題為電磁感應和安倍力,問題是如何設計和制作一個簡單的發(fā)電機?下面對其中各個步驟進行解析和討論。首先,確定教學主題和問題。這一步是教學設計的起點,明確了要討論的物理概念和具體問題,即電磁感應和安培力背后的原理,以及如何設計和制作一個簡單的發(fā)電機。通過這個問題,學生能夠深入了解電磁感應和安培力的實際應用,激發(fā)他們對物理學習的興趣。引入問題方面,建議通過展示一個簡單的手動發(fā)電機的制作過程和效果,引發(fā)學生的好奇心和興趣,為后續(xù)的學習活動奠定了基礎,這樣的引入方式可以使學生更加投入問題探究的過程中,提高學習的動機和積極性。
其次,組織教學活動。當學生分成不同的小組進行探究時,每個小組都有自己的任務和重點,學生可以通過分工合作的方式更深入地理解問題,以下是每個小組任務的詳細展開。小組一:探究電磁感應定律及其應用:學生可以深入學習法拉第電磁感應定律的表達和含義,探討它在實際生活中的應用。學生可以研究電磁感應現(xiàn)象的原理和機制,如導體在磁場中運動時產(chǎn)生的感應電動勢。進一步探討電磁感應在各種電氣設備中的應用,如變壓器、感應電動機等,以及它們的工作原理和性能特點。小組二:研究發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和工作原理:學生可以研究發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu),包括轉(zhuǎn)子、定子、磁場等組成部分,以及它們的作用和相互關(guān)系。學生可以深入了解發(fā)電機的工作原理,即通過導體在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢的過程,以及如何將機械能轉(zhuǎn)化為電能。研究不同類型的發(fā)電機,如直流發(fā)電機和交流發(fā)電機,以及它們的結(jié)構(gòu)差異和應用場景。小組三:分析安培力的方向和大小與導體運動速度、磁場強度等因素的關(guān)系:學生可以通過實驗和理論分析,探討安培力的方向和大小與導體運動速度、磁場強度以及導體長度等因素之間的關(guān)系。學生可以運用洛倫茲力公式,進行定量分析和計算,探討安培力的大小受到這些因素的影響程度。進一步討論安培力的應用,如電動機的工作原理和性能優(yōu)化,以及如何通過調(diào)節(jié)磁場強度和導體運動速度等參數(shù)來提高電動機的效率和性能。小組四:探討發(fā)電機的效率和性能優(yōu)化:學生可以研究發(fā)電機的效率計算方法,包括輸入功率和輸出功率之間的關(guān)系,以及如何提高發(fā)電機的效率。學生可以探討影響發(fā)電機效率的因素,如磁場強度、導體材料、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等,并提出優(yōu)化方案。進一步討論發(fā)電機的性能指標,如輸出電壓、電流穩(wěn)定性等,并探究如何通過改進設計和工藝來優(yōu)化發(fā)電機的性能。通過上述的分組安排,學生能夠深入研究問題的不同方面,充分利用各自的專長和資源,共同完成任務,從而更全面地理解電磁感應和安培力的原理,并探討發(fā)電機的結(jié)構(gòu)、工作原理、效率和性能優(yōu)化等關(guān)鍵問題。
最后,評價教學效果是教學活動的重要環(huán)節(jié),通過對學生的學習情況和反饋信息進行綜合分析,可以幫助老師了解教學的效果和問題,進而調(diào)整和改進教學設計和方法。下面詳細展開對三種評價方法的討論。觀察記錄。通過觀察學生的學習表現(xiàn)和實驗操作,教師可以及時發(fā)現(xiàn)學生的問題和困難,對其進行針對性的指導和幫助。例如,教師可以觀察學生在實驗中的操作技能是否熟練,對物理概念的理解是否準確,是否能夠運用所學知識解決問題等,觀察記錄還可以幫助老師評價教學過程的流暢性和有效性,如教學環(huán)節(jié)的設置是否合理,學生的學習狀態(tài)和參與程度如何等。問卷調(diào)查。通過問卷調(diào)查了解學生對探究性學習的態(tài)度和認識,以及他們對所學知識的理解程度和學習體驗。問卷調(diào)查可以涵蓋學生對課程內(nèi)容、教學方法、學習環(huán)境等方面的看法和感受,為教師提供寶貴的反饋信息,教師可以根據(jù)問卷調(diào)查的結(jié)果,了解學生對教學活動的滿意度和不滿意度,進而改進教學設計和方法,提高教學效果。測試評分。通過對學生的物理知識和實驗技能進行測試和評分,評價他們的學習成績和能力提升情況。測試評分可以客觀地反映學生的學習情況,為教學效果的評價提供依據(jù)。此外,測試評分還可以幫助教師了解學生對物理學習的興趣和動力的影響,通過分析學生的測試成績和學習態(tài)度等方面的數(shù)據(jù),評價教學效果的顯著性和持續(xù)性。通過觀察記錄、問卷調(diào)查和測試評分等多種評價方法的綜合運用,教師可以全面地評價教學效果,發(fā)現(xiàn)問題并及時改進教學,提高學生的學習效果和學習體驗。
結(jié)束語
綜上所述,問題驅(qū)動式教學策略能夠有效提高學生的物理學習效果和質(zhì)量,促進學生的物理知識和方法的理解和應用,培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等,拓展學生的視野和知識,增強學生的社會責任和公民意識。本文以問題驅(qū)動式教學策略為研究對象,探討了該策略在中學物理課堂教學中的應用效果和意義,且對問題驅(qū)動式教學策略在中學物理課堂教學中的具體操作進行了反思和改進,提出了一些建議和設想,意在為今后的教學實踐提供了參考和借鑒。
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