CPS模型在高中物理教學中的應用策略探析

周佳

（江蘇省常熟中學,江蘇常熟 215500）

在新課程的教學背景下，特別是核心素養概念的提出，創新能力的培養越來越受到國家和社會的重視。采用怎樣的教學模式或教學策略才能更加有效地培養與發展學生的創新能力是當下教師們應當思考的問題。

創造性問題解決（Creative Problem Solving，CPS）模型是由美國學者帕恩斯（Parnes）首先提出的，CPS 模型將問題解決作為基礎，強調發散思維與聚斂思維的結合，學習者在選擇符合現實環境、問題條件的解決方法前先以發散性思維產生大量的想法，之后再以聚合性思維來選擇最適合的解決方法，在整個解決問題的過程中發散思維與聚斂思維結合使用，以此提升學習者的創造力及問題解決能力。有關創造力開發的研究表明，培養創造性思維最有效的方法是應用CPS 模型。2000年特芬格提出了最新的CPS 模型的四成分八階段模型（如表1所示）。

物理是一門基礎的自然科學，在物理學的發展過程當中凝聚了一代代科學家們的智慧及創新思想，因此，物理學科本身特點決定了物理教學過程更有利于培養學生的創造性思維。在高中物理課堂中應用CPS模型開展教學能夠較為有效地提高學生創造性思維能力，通過實踐的研究，得出了應用模型時的一些策略。

1 CPS 模型中成分階段的非線性特征

CPS 四成分八階段模型的過程,在教學實踐時并不一定是線性的，要根據實際的問題進行靈活調整。例如，在探究彈簧彈性勢能的實驗中，在準備行動階段中，學生可能會對生成的方案有新的想法，如說利用傳感器測量會更加精確等，這時就會回到生成想法或理解挑戰的成分中去。非線性的操作過程不僅增加了模型在實踐操作中的靈活性，而且也更能有效地鍛煉學生的創造性思維。其次，發散思維與聚斂思維交替運用的過程也是非線性的，針對不同的問題與學生，要靈活的激發學生兩種思維的非線性運用。

2 問題的生成要以實際生活生產為背景

在利用CPS 模型教學的過程中，問題的生成是非常重要的一個環節，要充分調動學生學習的積極性，培養學生在解決問題中的創造性思維，問題的生成就必須要與實際生活相聯系。物理學科是一門與日常生活聯系非常緊密的學科，所有的學習都發生在社會生活里，而學習者的不同身份也是在真實的實踐中發展和產生的。例如，在講授電磁感應的應用時就可以介紹電磁炮、電話、金屬探測儀等內容，只有以實際生活生產為背景產生的問題，才是最有價值、 最值得思考解決的，也是培養學生創造性思維最理想的載體。

3 教學實踐中要重視雙向思維的合理應用

CPS 模型的核心是發散性思維和聚斂性思維的交替運通。發散性思維能使學習者從問題的不同角度和側面進行多層次多角度、全方位地進行思考。例如，在講授《交變電流》這節內容時就可以提出問題:大家覺得是直流電好還是交流電好？ 此時學生就會運用發散性思維從電流的形成、特點、應用等多個角度去思考兩種電流的優點與缺點。聚斂性思維是以邏輯思維為基礎的，強調事物間的相互聯系，因而聚斂思維是一種有條理、有范圍的思維方式。仍然以《交變電流》為例，老師可以接著提問: 為什么我們生活中的用電主要是交流電呢？這時，學生將會對剛才發散性思維得到的內容基礎上，運用聚斂思維比較篩選信息，最終得到結論。如何在適合的情境下交替地使用發散思維與聚斂思維是CPS 模型能否有效發揮作用的關鍵，因此教師要根據學生思維能力的水平，確定適當的學習任務，通過提出一系列問題，幫助學生合理地使用兩種思維。

成分 階段 要素尋找時機 通過多角度的描述尋找對解決問題有幫助的時機和環境,根據學習者的原有經驗和已儲備的知識思考達到目標的機會,形成某一個有建設性的目標。在聚斂階段考慮多方面的因素,完整地描述出問題的情形。尋找資料 通過分析問題的各個方面,確定研究的焦點,在發散階段廣泛地搜集資料,從不同的角度及方面來審視問題的情境;聚斂階段將對搜集的資料進行整理與篩選。生成問題 用清晰規范的語言將所要研究的問題表述出來;發散階段將可能要解決的問題盡量用多的方式表述出來;在聚斂階段對發散階段的問題進行提煉，形成最終的問題。生成想法 生成想法 運用“頭腦風暴”的教學方式,對已經生成問題的解決方法進行討論,產生大量不同的有創新性的解決方案。準備行動 尋求方法 依據一定的原則確定評價標準，根據所要解決的問題及評價標準確定可能解決問題的方法。尋求接受 發散階段將所設計的方法與確定的標準進行對照,聚斂階段根據比較結果,確定最終最優化的方案落實方案 評估課題 首先對所確定的方法進行實踐，對實踐的結果進行評價，并對方案的實施過程進行評價，積累相關資料與素材。設計過程 將成功的案例進行整理與總結，為以后將要解決類似問題的學習者提供良好的范例。理解挑戰

4 教學過程中要強調學生的主體性

以CPS 模型為基礎的教學是以學生為主體，在各階段中學生均是解決問題的主體。教師要在各個階段通過一些輔助的形式配合好學生的學習。學生只有保證了解決問題中的主體性，其解決問題的能力才能逐漸提升，其創新思維與能力也在解決問題的過程中得到了鍛煉與提升。

5 教師要關注學生的前概念

學生在學習前，已經在日常生活和以往的學習中形成了大量的知識經驗即前概念。這些概念中有的與科學知識相同，但也有很多與科學理論相違背，前概念在學生的思維中往往根深蒂固，很多情況下會對教學產生負面影響。因此在教學過程中利用好學生的前概念至關重要，例如，在講授牛頓第一定律的內容時，學生總會產生“力是維持物體運動的原因”這樣一個錯誤的前概念，這時教師就可以利用這個前概念提出一系列的問題讓學生解決，并讓學生設計相關的實驗來驗證自己的觀點，這樣不僅能夠很好地糾正學生錯誤的前概念，而且也鍛煉了學生解決問題的能力。所以，在CPS 模型的教學過程中，教師應當關注學生的前概念，并在此基礎上利用學生的某些前概念作為突破及創新的思維起點。

綜述的寫作格式

綜述的寫作格式一般包括四部分，即前言、正文、小結、參考文獻。前言，要用簡明扼要的文字說明寫作的目的、必要性、有關概念的定義，綜述的范圍，闡述有關問題的現狀和動態，以及目前對主要問題爭論的焦點等。正文，是綜述的重點，主要包括論據和論證兩個部分。正文部分可根據內容的多少可分為若干個小標題分別論述。小結，是結綜述正文部分作扼要的總結，作者應對各種觀點進行綜合評價，提出自己的看法，指出存在的問題及今后發展的方向和展望。