“物理問題解決”教學的實驗研究

樊麗娟，張 林，譚德斌，楊 梅

（ 1．銅仁學院 物理與電子科學系，貴州 銅仁 554300；2．銅仁市第二中學，貴州 銅仁 554300；3．銅仁市教育局，貴州 銅仁 554300 ）

“物理問題解決”教學的實驗研究

樊麗娟1，張 林2，譚德斌1，楊 梅3

（ 1．銅仁學院 物理與電子科學系，貴州 銅仁 554300；2．銅仁市第二中學，貴州 銅仁 554300；3．銅仁市教育局，貴州 銅仁 554300 ）

在本課題組的“物理問題解決”教學的理論探討基礎上進一步作出實驗研究。旨在結合我們的教學實踐與思考，探討一種適應新課程需要的教學方式——“物理問題解決”教學。

物理問題解決； 實驗研究； 教學策略； 教學方式； 受試

1．物理問題解決及其教學策略表述

簡單地講，凡是解決物理問題的活動都可以稱為物理問題解決。傳統的教學中也有問題解決，我們所關注的是具有一定的難度、需要一定的程序和方法、能夠培養學生掌握解決問題能力的物理問題。新課程強調的物理問題解決就屬于此類問題。目前，對問題解決的定義已有很多，美國安德森的提法“將問題解決定義為任何受目標指引的認知性操作序列”最為廣大教育者所接受。據此，物理問題解決可以這樣定義：面臨一個具有一定新意的物理問題，力圖尋找有關的概念、規律、方法去解決這一問題的一個心理過程。

本課題組在之前對“物理問題解決”已作了粗淺的理論探討，提出了在物理概念、規律和習題一系列問題解決教學中的相關策略，現將這些策略總結如下。

第一，在概念和規律的教學中運用的教學策略有：

（1）重視創設發現問題的物理情景，凸顯學生認知結構上的不足，激發學生學習動機。

（2）通過形成概念、規律的一般方法的應用，使學生掌握物理概念和物理規律教學的一般過程。

（3）理論聯系實際，運用概念、規律分析解決實際問題，鞏固、深化、活化知識。

第二，在物理習題的教學中運用的教學策略有：

（1）在某章或某單元的教學中，根據教學需要和學生實際情況，建立“最小問題集”，優化選擇例題和習題。

（2）明確完成練習的基本過程：讀審、計劃、求解、驗討。其中“計劃”是最重要的一個環節，要重視物理問題的解決方案。

（3）通過練習的訓練，讓學生初步掌握解題中常用到的科學思維方法：分析與綜合的方法、系統的方法（整體法、隔離體法）、守恒法、數學的方法（圖解法）等。

2．實驗目的

檢驗上述提出的教學策略能否最大限度地發揮學生學習物理的主動性和積極性，培養學生的物理應用意識、抽象思維能力、創新思維，提高分析問題、解決問題的能力，使學生從真正意義上擺脫“題海戰術”的困擾，學得輕松、自信。

3．實驗方法

3．1．受試對象

實驗對象為貴州省銅仁市二中（市重點中學）高一（5）班、高一（6）班、高一（8）班。三個班級的基本情況見表1。

表1 班級基本情況表①②

3．2．受試時間

2009年3月至2009年7月第一學期、2009年8月至2010年1月第二學期。

3．3．教學內容

高一下學期和高二上學期的高中物理教材（人民教育出版社）的所有章節內容。

4．教學案例與分析

以高二物理《第十三章 電場·第二節 電場 電場強度》為案例，設計本節課的教學、進行課后教學反思，并對受試的三個班級關于該單元的測試情況作對比總結。

4．1．教學設計簡案

教學設計簡案見表1。

表1 教學設計簡案

續表1 教學設計簡案

4．2．教學反思

本節是物理概念和物理規律的教學。探究電場強度的大小和方向，學習物理學的重要研究方法，培養學生分析問題和解決問題的能力及實驗探究能力是本節課的重點，同時，探究電場強度的大小和方向又是難點。為此，在教學中結合講授采取投影、Flash課件展示和實驗探究的傳統和現代相結合的教學方法。筆者通過一個演示實驗創設物理情景，使學生發現并提出問題：相互作用的電荷沒有接觸，它們的作用力是怎樣產生的？由此引入新課。

為了培養學生的科學探究能力和解決問題的能力，筆者將原課本中的部分演示實驗改為學生實驗，讓學生在實驗探究的基礎上，進一步相互間展開交流討論，教師再給予適當啟發引導，得出電場強度的概念和電場疊加原理。在內容的處理上盡量做到詳略得當，主次分明，發揮學生的學習主動性，如對電場概念的形成和練習題的處理，盡可能由學生完成。而把主要精力放在探究電場強度的大小和方向上；在重點和難點的處理上，師生一道通過科學探究并結合教學滲透物理學的“控制變量的方法”、“轉換法”等研究方法，達到教學目標的實現。

4．3．教學實驗分析

在第十三章單元的測試中，實驗班的平均分、及格率、最高分、優良率都遠比同年級其他班級高，分析見以下表2和圖1。

表2 班級平均分、及格率、最高分、優良率分析表

圖1 班級平均分、及格率、最高分、優良率分析圖

教學實驗表明，在一年的實踐教學階段中，學生的物理思維得到了一定的訓練，學生較好地掌握了物理問題解決的一些思維方法，學習成績有較大的提高，說明物理問題解決教學取得了一定的成效，同時也說明了本文所總結與運用的教學策略對于促進中學物理教學實踐具有一定的指導意義。

5．對“物理問題解決”教學的兩點認識

5．1．傳統教學方式與“問題解決”教學方式相互補充和促進

傳統教學方式有利于學生系統地掌握知識和形成技能，有利于使學生形成較完整的知識結構，但是它不利于培養學生物理思維能力和創新能力，對于物理科學方法的學習也不是最好的途徑。而“問題解決”教學沒有現成的模式和套路，它注重創設問題情景，注重培養學生提出問題和解決問題方法的探索，這有利于培養學生創造性思維能力和自覺運用物理知識分析問題、解決問題的意識。我們不能將兩種教學方式割裂開來，這是因為，使學生掌握知識、形成技能是基礎，培養能力尤其是創新思維能力是主要目的。傳統教學方法為“問題解決”教學提供了必要的知識技能基礎，而“問題解決”教學又提高了傳統教學的質量，真正地達到提高教學效率的目的。作為教師，要善于將這兩種教學方式相互補充，使之相得益彰。

5．2．培養學生提出問題的能力是解決問題的基礎

首先，教師要善于創設各種物理情景，如通過日常生活、自然現象和物理實驗等將學生引入一種與物理問題有關的情景中來，鼓勵學生大膽質疑，并嘗試用語言正確地表述這些問題，這樣能使物理學習更具有探索性，也更能使學生的潛能得到開發。其次，要充分利用學生原有的知識基礎，調動學生學習的積極性和主動性，提出問題后，在教師的引導下，經歷探究、解決問題的過程，使學生獲得解決問題的方法和能力的訓練同時也體驗到成功感，更加激發了學生的求知欲。

注 釋：

① 三個班級在高一上學期時為平行班，高一上學期的半期和學期考試成績基本一致。即三個班在高一上學期時程度相當。

② 三個班級使用的教材相同，授課時間和課外輔導時間完全一樣。

[1] 閻金鐸等．物理教學論[M]．南寧：廣西教育出版社，1996．

[2] 樊麗娟等．物理問題解決教學的思維模式[J]．銅仁學院學報，2008，（2）．

[3] 劉定霞．關于“問題解決”的數學教學的實踐與研究[D]．（CNKI）中國優秀博碩士學位論文全文數據庫，2003．

Abstract:, this thesis mainly discusses a new teaching method, "physical problem solving” teaching which can adapt to the new curriculum. Further experimental study based on the theory of "physical problem solving” teaching is carried out and aims to combine teaching practice and consideration

Key words:physical problem solving; experimental research; teaching strategies; teaching methods;acceptance test

（責任編輯 毛志）

Experimental Study of "Physical Problem Solving" Teaching

FAN Li-juan1, ZHANG Li2, TAN De-bing1, YANG Mei3
( 1. Department of Physics and Electronics, Tongren Normal University, Tongren, Guizhou 554300, China;2. Tongren No.2 Middle School, Tongren, Guizhou 554300, China;3. Bureau of Education of Tongren , Tongren, Guizhou 554300, China )

G643.2

A

1673-9639 (2010) 04-0140-05

2010-03-20

銅仁學院教學質量與教學改革工程項目（2008）的階段性成果。

樊麗娟（1964-），女，貴州銅仁市人，銅仁學院物理與電子科學系副教授，研究方向為物理課程與教學論。