例談問題教學法在高中物理研究性學習中的應用

黃劍

摘要：在研究性學習“光的粒子性”教學中，教師以問題為策略、為手段、為中心，串聯(lián)起整個課堂教學，選擇一些問題讓學生自主進行探究，學生學會了方法，學會了交流，獲取了知識，豐富了視野。在高中物理研究性學習的實施中，問題教學法不失為一種行之有效的教學方法。

關鍵詞：問題教學法；研究性學習；光的粒子性；教學反思

中圖分類號：G427文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）10-055-2

問題教學法是指在高中物理教學中，教師根據(jù)教學的目標、學生的原有知識基礎、課堂教學的課堂生成，精心設計一系列的問題，師生圍繞問題的由淺入深的探究（理論探究與實驗研究）進行教學活動，以達到激發(fā)學生的學習興趣，啟迪學生的思維、培養(yǎng)學生的能力、建構知識體系。學生通過問題學習,教師用問題來組織教學的方法。問題的提出是教學的開始，問題的分析是教學的主線，問題的解決是教學的追求。教學從初級問題出發(fā)，到更高一級問題的產(chǎn)生，并隨著問題的不斷解決而逐漸深化。以此提高教學效率，減輕學生負擔，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，增強學習動力，提高學習能力，從而為他們的終身發(fā)展奠定堅實的基礎。

本文就如何將問題教學法應用于《光的粒子性》的研究性學習之中談談自己的做法，供大家參考。

一、新課導入時，以“遞進式”的問題喚起學生探求新知的愿望

研究性學習的重要一步是提出問題，特別是新授課的導入階段，通過懸念性、激趣性、鋪墊性的問題，讓學生產(chǎn)生一種期待心理，一種強烈的學習興趣和一種急切的探究欲望，實現(xiàn)在新舊知識中尋找鏈接點，引發(fā)學生的求知欲。

新課引入時，我沒有按照教材上的引言進行，因為我了解到借班上課的班級的學生沒有學習過高中物理選修34的內容，學生對光的波動性沒有知識儲備，在這種情況下我以物理學史開頭：

……

通過一連串的問題，一下子就吸引了學生的注意力，同時，也把探究的目的與要探究的問題呈現(xiàn)在學生面前，避免了探究的無序與混亂。

緊接著，筆者通過自己改進的演示實驗，讓學生觀察驗電器指針的變化，同時提出問題，引發(fā)學生的思考：

“讓Ｘ射線照射到鋅板上，可以發(fā)現(xiàn)與鋅板連接的驗電器的指針張開，這說明驗電器與鋅板帶了電，那么為什么鋅板會帶電？鋅板帶的什么電？怎么用實驗來驗證你的假設？”

問題的提出，激發(fā)了學生的研究興趣，為了驗證驗電器帶正電，有的學生提議用毛皮摩擦的橡膠棒，有的提議用絲綢摩擦的玻璃棒，有的同學認為不要把玻璃棒接觸，只要靠近驗電器的小球…在此基礎上，我讓學生通過實驗來驗證，最后得到鋅板帶正電。然后，引導學生從以前學習的起電方式去尋找是哪一種方式，學生發(fā)現(xiàn)這種起電，不是前面學習的任何一種起電方式，喚起學生的好奇心。

二、探究新知時，以“生成性”的問題引起學生的思維沖突，在探究中解決問題

研究性學習，關鍵是在探究的過程中不斷提出新的問題，通過學生的自主探究，不斷解決問題，在解決問題的過程中，體驗科學探究的過程，品嘗探究成功的喜悅，分享探究的成果。

在光電效應的規(guī)律教學時，筆者沒有按照教材的順序，簡單地讓學生閱讀教材、簡單的總結與機械的記憶，而是采用邊探究邊發(fā)現(xiàn)的方式，不斷的引領學生探究知識的本質，引導學生對現(xiàn)有材料進行整合，通過觀察、思考、討論、實驗、感悟來不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷解決問題，從而將新知識內化到學生原有的認知結構中，通過步步設問，層層剝離，讓學生在原有的基礎上“跳一跳”“夠得到”實現(xiàn)化難為易、變深為淺，由表及里。

光電效應的規(guī)律是教學的重點也是學生學習的難點，在教學中我以電子的發(fā)射為線索，以問題的討論為核心，展開教學。（問題略）

每一個問題讓學生從已有的知識出發(fā)去探究，再和實驗的結果進行比較，學生真切地感受到經(jīng)典物理的局限性和光電效應的神奇性。學生認知上的沖突，激發(fā)了學生探究的熱情，加深了對所學知識的理解。

在教學中，筆者努力營造討論問題寬松的環(huán)境，增強了學生探究的信心，培養(yǎng)了學生的自主意識。

對于同一問題，學生可以有多個不同的結論，有時可以有多個不同的探究方案，比如實驗的原理可以不同，實驗的器材選擇和過程也可以不同，沒有一個規(guī)定的實驗步驟，實驗的設計是開放的，目的是促使學生思維方式的發(fā)散與優(yōu)化并舉，拓展學生思維的空間，培養(yǎng)學生思維的靈活性和獨創(chuàng)性。同時包括DIS數(shù)字化實驗系統(tǒng)的使用，讓學生看到了物理量的漸變過程，加強了實驗教學的直觀性與實效性。

三、新知應用時，以“應用性問題”拓寬學生思維空間，完善知識結構

在研究性學習中，學生不能僅僅滿足于學習的過程，同樣需要通過研究性學習來消化概念，應用規(guī)律。

在新知應用時，通過“應用性問題”讓學生對所學的知識有一個深化的過程，實現(xiàn)思維再創(chuàng)造，認識再發(fā)展的機會，達到鞏固與活化知識的作用。

在學生學習了愛因斯坦的光電效應方程以后，為了加深學生對遏止電壓、截止頻率、逸出功的相互關系的理解，教師提出下列問題:

“發(fā)生光電效應時，遏止電壓與入射光的頻率和金屬的逸出功是什么關系？你能作出遏止電壓與入射光的頻率的關系曲線圖嗎？

利用能夠產(chǎn)生光電效應的兩種已知頻率的光和教材中的17.2.2電路如何測量普朗克常量？說明實驗步驟和應該測量的物理量，并用測量的物理量表示普朗克常量。”

學生利用所學的知識，綜合愛因斯坦的光電效應方程和遏止電壓與初動能的關系。得到Ek=eUc，Ek=hυ-Wo，Uc=hυ/e-Wo/e。在此基礎上，改變電源的正負極，加上反向電壓，測出兩種不同的入射光所對應的的遏止電壓，利用上述關系求解。

四、總結反思時，以“概括性問題”引領學生反思學習過程，實現(xiàn)知識與方法的遷移

研究性學習的總結階段，需要教師與學生一起進行不斷的反思，在反思中總結，在反思中提高。在新課的總結反思階段，通過“概括性問題”幫助學生對學習過程進行反思與整合，理清所學知識的體系與結構，使知識系統(tǒng)化、條理化，使學生的學習方法得到改善，從而實現(xiàn)知識與方法的有效遷移。在新課結束前，筆者不是簡單地讓學生總結本節(jié)課學習了哪些概念與規(guī)律，而是把本節(jié)的知識結構與上節(jié)課所學的知識結構進行對比。提出下列問題：“本節(jié)課與上節(jié)課都屬于近代物理知識的介紹，請你概括這兩節(jié)課的知識線索。這將會幫助你學習后面的康普頓效應與原子光譜。”學生在比較兩節(jié)課的所學內容與知識結構以后，驚喜地發(fā)現(xiàn)，兩節(jié)內容都是按照下列線索進行的：實驗現(xiàn)象——實驗規(guī)律——經(jīng)典理論的困難——新的學說——數(shù)學推導與實驗驗證。這樣學生就能夠按照這樣的知識結構進行知識點的理解與應用，避免了知識的零亂與無序。同時也學習到了科學探究的過程與方法。

五、教學后反思與心得

公開課結束后，對照課前的教學預設以及課堂教學過程中的生成，反思自己的教學過程有以下心得：

1.新課程的教學目標，強調“過程與方法”，我想，這里的“過程”實際就是讓學生知道知識的來龍去脈，知道為什么要引入相應的概念，主要的問題是什么，如何解決這些問題等，在本節(jié)課的教學中，盡管內容多，但是課堂教學中仍然利用演示實驗，再現(xiàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。課后雖得到不少專家與教師的好評，但是我認為對于光電效應規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程的處理還嫌倉促。有些地方還可以再放開一點，讓學生充分討論。同時有些規(guī)律還可以實驗的方式呈現(xiàn)，事實上，教師通過語言講解與演算推理得出的結論其信服度不如讓學生親自動手操作或觀察實驗得出的結論。

2.探究性教學應注意探究方式要注意結合學校、學生的實際。由于是在異校借班上課，實驗設備的限制，以及對學生基礎的把握不準，有些問題的設計臺階過高。探究內容要注意理論與實驗的結合，我個人認為，對于像光電效應這樣抽象的內容，實驗的設計固然重要，但是，在講授的過程中讓學生帶著問題，教師提供相應的支持，教學過程一樣可以達到探究的目的。同時，探究教學要注意效率，防止出現(xiàn)課堂上“熱熱鬧鬧”，但是教學目標沒有完成的現(xiàn)象，回頭看這節(jié)課的教學過程，基本完成了預定的教學目標。

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