基于問題討論的大學物理課堂教學模式實踐*

張永梅 張旭峰 劉興來

(中北大學理學院 山西 太原 030051)

1 現狀分析及意義

大學物理課是高等學校理工科專業學生的一門必修基礎教育課程．發現問題和解決問題是大學物理教學的核心思想，因此培養學生的問題意識以及分析問題、解決問題的能力在物理教學過程中具有重要的意義[1,2]．本文依據多年在大學物理教學改革實踐經驗的基礎上，以近代物理學知識為例，探討了基于問題驅動的大學物理教學模式實踐以及對存在問題的應對．

經過百年的發展，近代物理學原理和方法已深入到自然科學、工農業生產、日常生活各個領域，以近代物理學為基礎的高新技術也迅速發展起來，如光電子技術、核技術、材料科學技術等．因此，近代物理學的基本原理和方法已成為當代大學生不可缺少的知識構件．在教學過程中既要兼顧近代物理學基本原理的教學與高新技術知識的傳授，還要培養學生的學習能力，提出問題、分析問題、解決問題的意識和能力，以及進一步獲得近代物理與高新技術知識的能力．我們采用小班教學的方式，提出以問題為主線的教學模式．

2 教學模式的實踐

目前的教學方式仍然以教師、課堂和教材為中心，教學過于追求系統性，學生沒有思考的空間和時間，課堂上很難形成生動活潑的氣氛，不利于學生能力的培養．

問題驅動教學法以學生為主體，以問題為學習起點,以問題規劃學習內容，讓學生圍繞問題尋求解決方案[3,4]．問題的提出者可以是教師，也可以是學生．因此，為了激發學生的問題意識，建立了圍繞問題開展的課堂教學模式——“預習+討論+講授”．

2.1 從問題出發 引導學生預習 改變學生學習方式

在課前，教師根據本節課的教學目標與教學目的，把必須掌握的知識點以問題的形式提出，要求學生預習并撰寫報告，同時提出自己在預習過程中遇到的問題．另外，在課前以簡單提問的方式了解學生的預習情況．

例如：在電子的波粒二象性和摻雜半導體這兩節內容中，在課前給學生準備的問題如表1所示，學生提出的典型性問題如表2所示．

表1 “電子的波粒二象性”中相關問題

表2 “摻雜半導體”中的相關問題

2.2 以問題為中心 引導學生討論 讓學生參與到課堂中

課堂討論問題的來源有：

(1)課前提出的需要掌握的知識點；

(2)學生在預習中遇到的問題．

討論的方式分為兩種：

(1)一位學生提問，其他學生回答的形式，教師起主持的作用，引導學生分析，避免跑題；

(2)小組討論，學生自行分組，教師給出問題．

我們根據教學內容采用不同的討論方式，例如：電子的波粒二象性這一節采用第一種方式，摻雜半導體這一節采用第二種方式．我們發現，第一種方式往往變成少數學生的辯論會，不能夠使所有學生參與到課堂中；第二種方式課堂氣氛更加活躍，每一個小組都有一個組織者，小組中每一個成員都有明確的分工，基本上每個學生都參與了討論，大家都對解決一個問題出謀劃策．

課堂流程如下：

(1)對于預習中根據教學目標與教學目的提出的問題由一個學生通過口頭報告的形式(10 min以內)回答，隨后學生圍繞問題展開討論，最終使得學生對本節知識點重新構建；

(2)針對學生預習中遇到的問題討論．

教師可以根據課堂回答問題情況評價學生在學習過程中的參與度以及個體的理解能力、思維能力、歸納總結能力、語言表達能力等．下面以“N型半導體的能帶圖”這一問題為例，引導學生掌握如何循序漸進地隨著問題的逐步遞進對知識進行有效地學習．

問題1:畫出0 K時N型半導體和本征半導體的能帶圖．

通過比較可以得出摻雜產生的多余電子所占據的能級．提示學生注意施主能級的位置．

問題2:施主能級上的電子能否參與導電？

答：未進入導帶，不能參與導電．

引導分析在施主能級上的電子所處的狀態是圍繞5價原子運動，所以施主能級上的電子不能夠參與導電．

問題3:外界給一能量，N型半導體中電子有幾種可能的躍遷？

答：3種，施主能級到導帶、價帶到導帶、價帶到施主能級．

比較3種躍遷所需要的能量可知，“施主能級到導帶”躍遷需要的能量最小，所以在外界的作用下容易實現，進而提供能夠參與導電的電子，所以稱為“施主能級”．

2.3 以問題為指導 講授課堂內容

通過課堂討論，學生能夠很好地掌握基本知識點，所以教師主要針對本節內容的重點、難點和個別學生在預習中提出的問題給予簡答．同時要分析本節內容的框架結構，幫助學生理順思路．

3 存在的問題以及應對策略

針對課堂上部分學生不喜歡提問和回答問題的現象，創建和諧的課堂氛圍，鼓勵學生大膽提問，有依據地質疑別人的觀點，引導學生去思考，體驗其中的樂趣．同時要給學生提問的機會、思考的時間，以學生為主共同分析和解決問題．同時通過微信群增加課后討論環節，解決課堂上沒有解決的問題，鞏固內容．