中学物理问题解决教学方法应用及启示

摘要：许多调查显示，大多数学生在独立获取知识和应用这些知识解决日常生活问题方面没有足够的能力，而在教学中运用问题解决的教学方法能很好的解决这样的问题，本文通过对巴基斯坦教育实验中问题解决教学方法的应用案例的介绍和分析，总结了其特点，希望为我国中学物理课中问题解决教学方法的应用提供一些借鉴。

关键词：问题解决；问题解决教学方法；物理教学

中图分类号：G639.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2014）09-0018-02

一、问题解决

问题是一种情景，在这种情景中个体知道想做某件事，但不能马上知道这件事所需采取的一系列行动。因此，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。

问题解决涉及的是知道在情境中做什么而不是仅仅知道做什么。学生应该意识到他们正在做什么和为什么这样做，并且知道这些策略的优势，从而完全理解这些策略，并从中选择合适的策略。Sherman，Richardson和Yard提出了一个可以在课堂中使用的问题解决教学策略，详细描述如下：①通过设置问题解决的情境以激发学习兴趣。②用各种方法进行启发教学，如在图表中组织数据，这可能有助于解决这个问题。类似的解决方案可以应用于新的问题。③从简单的问题开始，让学生很容易快速地解决一个问题，并增强学生的信心。④在学生一步步取得成功的过程中不断用语言鼓励，并给予积极反馈。另外，在解决问题的过程中也可以给学生一些提示或建议来帮助他们。⑤收集记录在解决问题过程中使用的能帮到学生的策略。⑥给学生提供足够的时间来解决问题。⑦引导学生将给定问题中的数据进行简化。⑧帮助学生减少阅读困难。

二、问题解决教学应用的案例

【案例介绍】

案例内容是巴基斯坦8年级普通科学课第3单元液体的压强，运用的最主要的教学方法是问题解决的教学方法，这个课将有两个课时完成，每课时35分钟。

本课的总体目标是：通过这节课，学生将能：①发展解决问题的能力和高阶思维；②解决不同的科学问题；

③评估任何问题的解决方案；④推出一个问题的正确解决方案。具体目标是：学生将能够：①描述术语“液体的压强”；②解释在“不同深度的压强”现象；③“液体压强”的状态属性。

本课所需材料有：①一个孔在不同高度的罐子；②一个孔在相等深度的罐子；③一个U形管，中间有阀门，两边呈直筒状（连通器）。

【教学过程】

1.头脑风暴（10分钟）。

教师会问以下几个问题（questions）让学生思考问题（problem）和功课，即：①你可能已经看到，在重型车辆（卡车等）的实验后面写着“去掉力后，保持运动状态不变”，这是为什么？②一个空桶和一个装满水的桶哪个比较重，为什么？③如果你从一桶水中拿出一杯水，水中不会出现一个孔。为什么？

2.陈述问题（5分钟）。

在学生认识液体压强之前，教师会提下面的问题。

3.问题：阿什法克去他的朋友家用了洗手间。他注意到自来水水压很好。他想，为什么我家的自来水水压不是很好呢？你怎么为他解释这种现象。

4.适当的背景知识（20分钟）。

记下学生提出的不同解释后，老师再公布今天的主题是“液体压强”，并且与学生一起讨论这节课的内容（科学教科书第85-86页），其中包括以下内容：①液体中的压强；②液体中不同深度的压强；③水保持表面水平；④液体内部各个方向都有压强。老师会帮助学生理解概念，鼓励学生通过提问来理解文本内容。步骤5到9的时间是15分钟。

5.确定目标。

老师会问学生要解决的问题是什么。（为什么我家的自来水水压不是很好呢？）

6.问题的起始条件。

安排以下活动，让学生了解液体压强以及它的属性，找到解决问题的方案：①关于“液体中不同深度的压强”的活动。②关于“水保持表面水平”的活动。③关于“液体内部各个方向的压强”的活动。

7.探究解决方案。

探究解决方案包括学生讨论分析之前在问题情境中他们提出的每一个解决方案的合理性，全班学生都参加，依据背景知识得到一个最佳解决方案。

8.制定一项能达到目标的行动计划。

教师要求学生用自己的话陈述液体的压强及其属性。

9.实施解决方案。

在这一步中，老师要求学生分析选定的解决方案，并检查其适用性。

10.评估结果（10分钟）。

最后，老师要求学生思考，他们赞同的解决方案是否是正确的。

（步骤11和12的时间是10分钟）

11.基于目标的评估。

老师会问这样的问题来评估学生对本课的理解：①为什么液体有压强？②液体压强的属性是什么？③通过一个活动，解释在同一深度，水在各个方向上压强相等。

12.家庭作业。

为了长远的目的，并且这个内容可能联系到其他科目，教师将给学生布置家庭作业：在笔记本上写一个教课书以外的日常生活例子，说明液体内部各个方向都有压强，可以与父母或亲戚讨论这件事。

【总结分析】

总结分析该问题解决教学应用的案例，可以看出具有以下特点：

1.生活性。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。在该案例中不论是头脑风暴环节设计的题目，还是用于引入新课而提出的问题，都是源于学生的实际生活，学生容易联系到自己的日常生活，触发探究欲望。由贴近学生生活情境的问题开始，再结合文本内容的学习，就自然而然的让学生主动的思考问题、分析问题、最终解决问题。因此，设置学生感兴趣的、熟悉的、与他们生活密切相关的问题或问题情境是物理问题解决教学中的关键一步。

2.互动性。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性，由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题，而不仅是了解问题的答案；是批判性思维，而不仅是记忆；是在情境中理解，而不仅是获得些许信息；是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息，而不是无益的竞争。所以，在问题解决的过程中，师生间的互动、生生间的互动是必不可少的。

在该案例中，师生间、生生间的互动贯穿始终。从一开始的教师提问到之后教师列出本节课将要学习主题，鼓励学生通过提问来理解文本内容，都是教师与学生积极互动的过程，在这个过程中，从老师提问到学生提问，提问主体的变化不仅让课堂的互动形式从单向变成双向，更重要的是可以让学生学会发现问题、探索问题，培养学生的问题意识，体现了学生为中心的教育理念。在实验的过程中，学生相互配合协作完成的过程又恰好是生生之间相互交流的过程，能够促进学生合作学习，相互分享思想和信息，从而解决问题。因此，师生间、生生间的良好互动可以使问题解决的过程更加顺利的进行。

3.实践性。通过实验发现问题、解决问题是物理教学最常用的一种教学方式，能有效激发学生的学习兴趣和求知欲，促使学生主动思考和探究问题。学生在质疑、解疑的过程中，既能建构知识，又能培养创新思维和创新能力。在该案例中，教师安排了三个有关液体的实验活动，学生通过自己动手操作的实践活动了解液体压强及它的属性，并得出的结论，这样的过程可以让学生对习惯物理知识有更加深刻的印象。学生通过现场的调查、实验等探究活动来理解物理的概念、原理、规律等内容，才能够更好地构建起自己在物理学方面的知识结构，才能真正理解物理中探究的问题，进而找到解决问题的途径。因此，重视让学生在物理课程的实验活动中发现问题、分析问题、解决问题非常重要。

4.自主性。当今时代知识爆炸，学生不可能学习所有的科学知识，但他们必须理解科学中诸如最基本的科学方法、事实、假说、理论和定律等精华的内容。这些内容是学生未来学习的基础，学生能从中学会思考与探索科学问题的方法与途径。所以，作为科学的基础学科，物理课程中的教育目标不仅应该关注学生对物理知识的学习，更应该重视培养学生自主的探究能力，以及自主学习的态度与能力。

在该案例中，从教师鼓励学生通过提问来理解文本内容，到教师引导学生相互合作完成实验活动，都体现出在课堂中学生的主体性地位，教师引导学生发现问题、分析问题、解决问题的过程中都是让学生主动思考行动，逐步培养学生自主学习意识的过程。在对解决方案的评估阶段，教师不对学生的解决方案进行评价，而是让学生在自己实施的基础上自己进行评价，这样的自我评价过程能让学生对该方案有更深入的认识，而且能帮助学生培养他们的自主性。

三、启示

该案例的内容可以对应我国中学物理九年级液体的压强这节内容。在我国新课程改革后的《义务教育物理课程标准》中强调通过学习物理知识，提高分析问题和解决问题的能力……让学生学会用物理知识和方法来解决问题。本文介绍的教案从一开始就将所学的物理知识定位在解决问题所需的背景知识上，整个教学过程都在引导学生解决问题，让学生有机会将书本上静止的文本知识转化为能解决生活情境中实际问题的工具，这也与课标中“学生通过学习和掌握物理学的基础知识和基本技能，并能将其应用于实践”的要求是相吻合的；另外，教师鼓励学生自己对解决方案进行评价，也符合课标中提倡的评价体系多元化。

将问题解决的方法运用到物理教学中，是践行现代教学理念、实施素质教育的体现，是培养学生的主体意识、创新精神和创造能力的极好途径。但是反思我国中学物理教育，在应用问题解决的教学方法上还存在很多问题，如在很多情况下并没有给学生运用物理知识和方法来解决问题的机会，教学中设计的问题多流于形式等。

结合这个案例，笔者认为，我国的中学物理教育在结合问题解决的教学方法上应该加强以下几方面：

1.联系学生实际生活，为学生创造解决问题的情境。物理是对现实生活的探究，现实生活中的许多现象都可以应用物理知识进行解释说明，教师在教学过程中应联系学生实际生活，从学生熟悉的日常生活现象中提出问题，不但能引起学生探究的兴趣，还能让学生认识到物理与日常生活的关系，将课堂学习的物理原理应用到生活与生产中的实际应用，真正培养学生的科学素养。

2.通过解决问题的过程培养学生合作学习的能力。现今社会的发展和科学技术的进步都要求人们有合作的精神，在物理的前沿研究中每一项研究成果的研究都离不开科学家们的合作。在物理教学的课堂中，解决问题的过程就与科学家们的试验探究过程一样，需要学生之间相互配合，一起合作完成实验。教师可以在学生解决问题的过程中培养学生合作学习的能力，引导学生在实验的过程中，相互配合、主动交流，促进学生合作学习，相互分享思想和信息，从而解决问题。

3.为学生提供自己动手实践的机会。义务教育阶段的物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程，此阶段的物理课程应注意让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题和解决问题的能力。物理实验是物理课中学生动手实验的重要环节，教师在教学过程中可以在学生解决问题的过程，让学生自己动手设计并实施实验，这样不仅能锻炼学生动手操作的能力，还能帮助学生更好的构建起自己在物理学方面的知识结构，真正理解物理学中探究的问题，进而找到解决问题的途径。

4.鼓励学生自主学习，培养学生学习的自主性。《义务教育物理课程标准》中要求学生通过学习物理知识，提高分析问题和解决问题的能力，养成自学能力。在物理教学中，教师可以通过设置问题情境，逐步引导学生发现问题、分析问题，进而解决问题。在这样的解决问题的过程中，教师应该激发学生自主探究的兴趣，培养学生自主学习的能力，使学生逐步从教师引导解决问题成长到能自主探究并解决问题。

参考文献：

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