基于“問題生成與解決”的物理概念教學研究

王恩昭

【摘要】本文闡述筆者對基于“問題生成與解決”的物理概念教學理解，并結合教學實踐對基于“問題生成與解決”的物理概念教學進行實例分析．

【關鍵詞】高中物理;課堂教學;電場強度

在物理教學中，由于教學設計有限，且教學過程善變，這使得物理課堂教學既要重視預設，更要重視課堂教學中的問題生成與解決，以促進課堂的動態生成與發展，并培養學生的問題意識.新課程改革逐漸成為教育工作者關注的焦點，教師在課堂教學之中需要主動傳授知識與技能，更要培養學生的情感態度和價值觀念.但是在實際教學之中，教師的課堂教學活動看似非常精彩熱鬧，但實際教學效果卻一般.為了達到教學目標，教師就需要做到“先學后教，以學定教”.本文將結合筆者執教的市級公開課“電場 電場強度”的教學實踐淺談基于“問題生成與解決”的物理概念教學．

1 基于“問題生成與解決”物理課堂教學的內涵

問題、學生、教師作為基于“問題生成與解決”的物理課堂教學中的三大要素，問題推動作為基礎、教師主導是基本條件、學生主體的作為生成與解決的目的，三者構成一個有機的整體．在教師主導下，學生主體性充分發揮的情況下學生創造性地理解與掌握學科知識、積極參與有效的智力實踐過程，自主發現與提出問題，即“生成學科問題”．教師按照基本的教學目標和課型特征所預設的教學過程與實踐效果的偏差而亟待解決或完善的教學策略，即“生成教法問題”．基于“問題生成與解決”的物理課堂教學，凸顯“學科問題的生成與解決”的重要性與主體地位．

2 基于“問題生成與解決”物理課堂教學實施的一般程序

根據心理學家布魯納的發現學習理論、思想家埃德加·莫蘭的復雜性理論和初步的理論研究并結合中學物理教學實踐研究，我們構建了基于“問題生成與解決”的課堂教學，其一般程序，如圖1所示．

3 教材電場強度的概念編寫分析

電場強度是電磁學基本概念之一，是電場一章的重點．同時，電場作為看不見摸不著，但又客觀存在的物質．如何尋找描述電場強弱和方向的物理量也是本節教學的難點．教材用正電荷在電場中所受力方向定義電場強度的方向，用電荷所受電場力和電量的比值定義電場強度的大小，符合學生認知水平．教材通過演示實驗和比值定義法類比來突破難點，形成概念．

4 教學流程設計與課堂生成實錄

教學片段1 為什么需要引入電場強度的概念？

操作要點 情境創設、預設誘導、自主解決.

用摩擦后的玻璃杯到吸引頭發，再到范德格拉夫起電機讓頭發完全散開，逐步放大電場中的力學現象，學生形成了強烈的感官對比，發現電場有強弱．筆者通過預設問題設計促使學生掌握科學的邏輯推理方法：透過（電）現象，看本質（力），建立電現象與力現象的聯系．在情境誘導和預設問題的推動下，學生順利生成并解決了問題：“電現象”是表現“電場”的“力特性”的“力現象”，描述“電場有強弱”的特性時實際上就是描述其“力特性”，需要引入矢量——電場強度．

教學片段2 如何通過電荷受力的大小來確定電場強度的大小？

操作要點 實踐試錯、對話協助、定性建構

師 電場強度的大小應怎樣來定義？注意是怎樣來定義，不是已經知道定義！

生 既然是力學性質，應該用電荷或帶電小球的受力來研究．

師 應該采用什么方法來定義，這讓你聯想到以前學過的什么概念？

生1 比值定義法，a=Fm．

師 類比加速度a=Fm，我們需要尋找一個對象的受力來比值定義電場強度的大小．請大家閱讀教材，尋找答案．帶著問題讀，讀出新問題來．

師 （巡視）觀察學生閱讀現狀，思考學生深度閱讀行為．

師 能否用測量電荷的受力大小來確定電場強度的大小？

（以下問題生成并解決）

生 因電量無法測量，故而不能比值定義測出電場強度的大小．

師 首先我們解決問題的思路肯定沒有問題.如果無法測量小球的電量，受力就不能確定，電場強度自然也無法確定.如何解決電量測不出導致的問題呢？

生1 （初步結論）既然無法測量電荷量的大小，能否考慮通過改變電量來研究受力的變化呢？（頓時，其他學生有意見）

生2 如何定量地改變電量成為解決問題的關鍵.

（……師生協作……）

生1 （結論）通過用兩個完全相同的小球，一個電為Q，另一個不帶電，相互接觸后，便各自帶上Q2的電量.通過測量受力的大小，在控制其他變量不變的情況下便可以測出電場強度的大小.

至此，解決問題并完成了電場強度的概念定量建構．

5 教學設計思路解讀

本節“電場強度”基于“問題生成與解決”的物理課堂教學設計始終圍繞“情境”“協助”“對話”“概念建構”“方法提煉”這五大要素展開．希望通過以上環節的設計，將問題的推動性和教師的主導性發揮到極致，讓學生解決問題的主體性得到提升，從而最終使學生達成知識的建構．

這節課，筆者從電、力現象入手，以比值定義法的運作流程和思維方法將電場這個無形的物理量有形化.幫助學生初步建立電場強度的概念.讓學生在主線問題的解決中生成子問題、解決子問題，實現深度學習．

6 基于“問題生成與解決”物理課堂教學實施對策

6.1 先學后教，以學定教

蘇聯心理學家維果茨基最早提出了先學定教相關理論，他認為通過教學順序的調整能夠改變教學質量和教學效果，先學以學生為核心關注對象，學生在教師提出要求后需要保持獨立思考，尋找資料并展開實踐探索，最終完成課本知識的深入理解，逐漸形成符合自身認知水平的知識系統.先學的開展能夠讓學生的積極性得到提升，這在物理概念教學中具有非常突出的作用，學生通過先學可以實現學習積極性的有效提升.教師在面對不同水平學生時可以提出不同類型的問題，提高問題的針對性，有效提升學生的學習與認知水平.教師在學生達到先學目標或效果后可以給予學生一定獎勵，持續激發學生的學習興趣，逐漸形成良好的學習環境和學習氛圍.后教就是要在先學的基礎上圍繞特定問題展開教學分析，開展具有針對性的教學活動，這可以進一步補充學生的自學成果，有效糾正學生在學習過程中遇到的各種問題，提升學生學習的層次與深度，這對于學習效果的提升具有非常突出的作用.

6.2 關注生活，轉變方式

教育和生活的脫離會導致學生背離學習的本質，學生只能夠在封閉空間內展開學習與研究，這直接影響到教學的效率，學生也將對學習逐漸喪失興趣.因此教師和學生應該主動轉變學習方法，嘗試在理論與實際之間建立起良好的溝通橋梁，持續激活學生的學習主動性，使得學生能夠保持強烈的探索欲望和較強的學習積極性.教師在初中物理課堂教學中可以采用情境教學法，在課堂上創造學生喜歡且樂于接受的情境，將學生逐漸引入教學并激勵學生保持全身心地投入，發展學生的學習能力和想象能力，逐漸實現教學與知識內化的全面統一.學生對學習內容的認知態度發生了改變，有助于強化學生對教學內容的深入理解，特別是在物理概念教學中具有非常突出的作用，學生開始從簡單的盲目接受向主動接受轉變，凸顯出學生的主動性和能動性，促使學生積極參與到學習活動之中.

6.3 優化問題，有效創設

基于問題生成與解決的教學活動需要有效發揮問題的優勢，持續提升教學的準確性，利用問題引導學生主動探索和思考，逐漸解決問題的同時展現出個人的能力.教師在教學實踐中應該把握教學重點，制定針對性的教學計劃，將教學目標貫穿于教學的始終，更好地培養學生的興趣，同時使得學生能夠獲得積極的體驗，概念教學要從概念的產生和運用等多個角度入手，結合生活的實例強化問題的理解，逐漸獲得良好的教學效果.教師在教學中要避免提出偏難或偏怪的問題，否則不利于教學目標的實現，還可能會導致學生在學習之中遭遇障礙，嚴重打擊學習的積極性.

教師在制定問題的過程中需要準確契合學生的認知水平，提升教學的層次性，使得問題的規范性得到有效提高，這樣所有的學生才能夠更好地參與到問題探索和解決的過程之中，實現主動學習和深度互動，更加輕松地接受知識.教師在物理概念教學之中要考慮增加探究性和開放性問題，這類問題的答案開放，學生可以根據自己的思考和感受從不同角度去尋找問題的答案，這對于學生主動性地提升和創新力的發展具有非常突出的作用，教師在教學中應該考慮增加開放性問題的設計，鼓勵學生求同存異，重點發展學生的求異思維，保持自己與學生的積極互動，學生可以自由地表達自己的意見和想法，深入討論物理知識，避免過度追求答案，深入理解問題的本質，發現問題并最終解決問題.

教師要提升課堂教學質量就必須要向學生灌輸先學的理念，鼓勵學生在課堂上展開深度合作交流，激活學生的主動性，圍繞學生中心開展后教.教師在課堂上構建起生動的情景將學生吸引進來，學生才能夠全身心地投入其中，利用各種問題層層推進教學，使得課堂內容變得更加豐富，整個過程充滿趣味，這樣對于學生概念理解和思維發展具有積極作用.

7 結語

物理概念是物理教學的關鍵，是學生物理核心素養提升非常重要的一環.學生在物理學習過程中，重公式，輕概念，這就要求廣大教師在概念教學中要以問題為導向，環環相扣，基于問題解決將學生的思維緊緊扣在物理概念教學上，讓學生在解決老問題的同時發現新問題，在解決新問題的同時，又產生了新的發現，以此進入獲得解決問題的喜悅感和成就感的良性循環.不僅有利于學生對于物理知識的掌握，還會有效提高學生的學習質量．

參考文獻：

[1]謝曉雨，陳顯灶，羅瑩.促進物理學科關鍵能力發展的初中課堂教學研究——以“密度”教學為例[J].物理教師，2022，43（10）：41-45.

[2]顏石珍.基于學科核心概念的物理項目式教學——以“汽車冷卻液項目”為例[J].物理教師，2022，43（08）：37-40+43.

[3]周明敏.物理問題解決中的科學意象內涵、特點及其生成策略[J].教育導刊，2018（03）：67-71.

[4]周后升.用“問題驅動法”構建探究式物理課堂——以“楞次定律”教學為案例剖析[J].物理教學，2016，38（12）：16-20.

[5]季正華.基于“問題生成與解決”的物理概念教學初探——以人教版《物理》（選修3-1）“磁感應強度”為例[J].物理教學，2014，36（07）：19-21+30.