基于問題導向學習的物理解題教學模式研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

電能知識是初中物理中的重要內容，與學生日常生活密切相關.在傳統教學中，學生往往難以將電學概念與實際應用相結合，解題過程趨于機械化.問題導向學習強調以真實情境為載體，通過自主探究培養學生的科學思維能力.在電能單元教學中融人問題導向理念，對提升學生解題能力和應用水平具有重要價值.

1智慧啟航一一電能教學的問題設計

1. 1 生活情境的選擇與創設

問題導向學習模式下的物理解題教學必須立足學生的生活經驗，在真實情境中引發思考.以“電能從哪來”單元為例，課堂設計從家庭日常用電入手，讓學生記錄統計家中各類電器的功率參數，通過對比電視機、電冰箱、空調等常用電器的功率差異，引導學生思考不同電器的用電特點[1].在此基礎上，進一步設計電費計算問題，要求學生收集家庭月用電度數和收費票據，分析用電量與電費金額的關系，探究階梯電價的計算方法.這種源自生活的問題情境，不僅激發了學生的學習興趣，更重要的是幫助學生建立起電學知識與實際應用的聯系.

文章編號：1008-0333（2025）20-0086-03在解題過程中，學生需要綜合運用功率、電流、電壓等概念，將抽象的物理量與具體的用電現象對應起來.通過實測用電器功率、計算用電成本等活動，學生對電功率、電能等概念的理解更加深入，解題思路更加開闊

1. 2 探究問題的層次化設計

問題導向學習要求教學設計遵循認知發展規律，將復雜問題分解為遞進式的探究任務[2].在電能單元教學中，探究問題設計從電能轉換原理人手，引導學生觀察并記錄不同發電方式的能量轉化過程.以水力發電為例，學生需分析水能轉化為機械能再轉化為電能的完整過程，計算各階段的能量轉換效率.在理解發電原理基礎上，進一步設計發電機功率和發電效率的計算問題，要求學生運用功率公式分析影響發電效率的關鍵因素.探究任務逐步深入到新能源發電技術，通過對比太陽能、風能等清潔能源的發電特點，引導學生思考能源利用效率的提升方案.這種層次化的問題設計既符合學生認知規律，又體現了物理學科的系統性.學生在解決由淺入深的問題過程中，不斷提升物理思維水平，形成完整的知識體系.通過探究不同層次的問題，學生掌握了從定性分析到定量計算的解題方法，科學思維能力得到顯著提升.

2 思維激蕩—探究式解題思路

2.1 小組合作解題模式

問題導向學習強調通過小組協作激發思維火花，培養學生多角度分析問題的能力[3].在電能單元教學實踐中，采用4～5人分組模式，成員優勢互補，共同完成解題探究任務.每組設立組長負責任務分工，記錄員整理討論成果，質疑員提出疑問，匯報員負責成果展示.在觀察記錄環節，小組成員分工合作收集數據，在方案討論階段，組內成員通過頭腦風暴提出多種解題思路，在成果驗證階段，相互審核計算過程確保結果準確性.

例1某水電站水庫中的水位高度為80米，水流量為120立方米/秒，發電機組的總效率為 75% ，試求該電站的輸出功率

解題思路組長引導成員分析題目關鍵信息：水位高度、水流量、發電效率三個已知量.記錄員列出相關物理量和單位換算.質疑員提出需要考慮的問題：水的重力勢能如何轉換為電能？發電效率如何影響輸出功率？全組討論得出解題路徑.

計算單位時間內下落水的質量：

m=ρV=120×1000=120000kg/s

計算水的重力勢能：

E=mgh=120 000×10×80J

根據發電效率計算輸出功率：

P=η?mgh=0.75×120 000×10×80

=72 000 000W=72MW

小組合作模式下，學生通過相互提問、共同探討，形成了完整的解題思路.在展示交流環節，不同小組從水能利用效率、環保價值等多個角度分析問題，體現了群體智慧的優勢.實踐表明，小組合作解題模式能有效提升學生的問題分析能力和表達交流能力，為物理解題教學提供有效途徑.

2.2 多元解題策略培養

問題導向學習要求學生掌握多樣化的解題方法，形成靈活運用物理知識解決實際問題的能力[4].在電能單元教學中，通過電路圖繪制、數據分析、公式推導等多種策略的訓練，培養學生多維思維能力.繪制電路圖策略強調將文字描述轉化為直觀的電路連接關系，幫助學生理清電流、電壓的分布規律.數據分析策略注重從給定條件中提取有效信息，建立物理量之間的關聯.公式推導策略引導學生理解電功率、電能等概念的物理含義，掌握公式使用的適用條件.

例2某家庭安裝了一臺功率為2000 W 的電熱水器，每天使用2小時，電價為0.55元/度.用戶想在一個月內（30天）將電費控制在100元以內，需要將每天使用時間調整為多少小時？

解題思路策略一：數據分析法分析月用電費用限制條件：100元電價換算：0.55元/度 =0.55 元/ （1kW?h） 電熱水器功率， 2 000W=2kW 設每天使用時間為 x 小時列方程： ：2?x×30×0.55=100 解得： x=1.52 小時策略二：單位換算法將功率轉換為耗電量： ??2000W=2?kW 月電費限額： 100÷0.55=181.8 度每天可用電量： 181.8÷30=6.06 度每小時耗電量：2度計算使用時間： 6.06÷2=1.52 小時通過對比兩種解題策略，學生認識到解決同一問題可以有不同的思路.在教學實踐中，應鼓勵學生嘗試不同的解題方法，分析各種策略的優缺點，提升解題能力的靈活性.

3能力提升一問題解決實踐

3.1 知識運用與遷移

問題導向學習模式下的物理解題教學重視知識的靈活運用與有效遷移.在電能單元教學中，學生需要將電功率、電能等概念應用于實際問題解決.通過分析家用電器的功率標識，學生理解了功率與電流、電壓的關系，能夠運用 P=UI 公式計算未知物理量.在電費計算問題中，學生將功率、時間等要素結合起來，正確運用 W=Pt 公式得出用電量.知識遷移能力的培養體現在將電能轉換原理應用到不同發電方式的分析中.以水力發電為例，學生將重力勢能與電能轉換的知識遷移到風力發電、火力發電等新場景，理解能量守恒定律的普遍性.這種知識運用與遷移的訓練過程，幫助學生突破單一知識點的局限，形成完整的知識網絡.

3.2 解題技能的培養

問題導向學習模式注重培養學生系統的解題技能，包括數據處理、公式選用和解題步驟的規范化.在電能單元解題過程中，學生通過規范的實驗數據記錄培養了精確測量意識，能準確讀取電流表、電壓表的示數，合理運用有效數字.面對復雜的電路問題時，學生掌握了畫電路圖、標注物理量的規范方法，提高了解題效率.在公式選用環節，學生形成了判斷公式適用條件的能力，能根據題目情境正確選擇功率公式、電能公式或效率公式.解答電功率計算題時，學生學會先分析已知量和未知量的關系，再選擇合適的解題路徑.計算發電效率問題時，學生養成了注意數據單位統一的習慣，減少了計算錯誤.通過持續的技能訓練，學生形成了解題的條理性思維，能夠按照“審題—分析—列式—計算—驗證”的步驟有序解答.

4效果評估 教學成果檢驗

4.1 學習興趣的提升

問題導向學習模式有效激發了學生對物理學習的內在動力.在電能單元教學中，通過創設生活情境的解題任務，學生產生了強烈的探究欲望.課堂觀察數據顯示，學生主動提問次數從平均每節課3～4次增加到8～10次，求知欲望顯著提升.小組討論環節中，學生積極發表見解，參與度達到 95% 以上，體現了濃厚的學習興趣.探究性作業完成質量明顯提高，超過 80% 的學生能自主收集整理用電數據，主動設計節能方案.課后調查發現，學生對電學知識的學習態度更加積極，認為物理知識與生活密切相關的比例達到 92% .實踐探究活動中，學生對測量電器功率、計算電費等任務表現出濃厚興趣，自主查閱資料、設計實驗方案的意愿明顯增強.這種源自內心的學習動力推動學生深人思考物理現象，主動探索解題方法.

4.2 解題能力的提升

問題導向學習模式顯著提升了學生的物理解題水平.電能單元測試數據顯示，學生在概念理解、數據分析和解題速度等方面均有明顯進步.概念應用題正確率從 72% 提升至 86% ，表明學生對電功率、電能等核心概念的理解更加深入.計算題完整解答率提高了15個百分點，達到 83% ，反映出學生解題思路更加清晰.難度系數為0.7的綜合題得分率從65% 上升到 78% ，體現了學生分析復雜問題能力的提升.在解答發電效率計算題時， 89% 的學生能準確列出完整的解題步驟，較之前提高了23個百分點.學生解題用時明顯縮短，平均每道計算題用時從4.5分鐘減少到3.2分鐘，提高了解題效率.這些數據變化充分說明，學生在問題分析、解題策略選擇和計算準確性等方面都取得了進步，解題能力得到全面提升.

5 結束語

通過在電能單元教學中實施問題導向學習模式，運用情境創設、小組探究等教學方法，有效解決了學生電學概念理解不深、解題能力不足等問題.實踐表明，基于生活實際的問題設計能激發學生學習興趣，提升物理解題能力

參考文獻：

[1］朱文君.新課程下初中物理教學中學生解題能力的培養策略［J].學周刊，2024（33）：65 -67.

[2］陳仙霞.核心素養理念下初中物理電學解題思維能力進階訓練策略[J].數理化解題研究，2024（17） ：77 -79.

[3]舒勇強.問題導向式學習在初中物理教學中的運用研究[J].新課程，2020（45）：56.

[4］肖云.以問題為導向的初中物理實驗教學策略探析[J].理科愛好者（教育教學），2020（04）：249，251.

[責任編輯：李 璟]