问题教学法在高中物理教学中的应用
2023-08-25张先元
张先元
高中物理课程标准强调,要着力提高学生的科学素养,从不同的维度培养学生,为学生的全面发展和终身发展奠定基础。这对现阶段高中物理教学活动提出了更高的要求。基于此,高中物理教师需要紧扣新课标的要求,对教学策略做出适当的调整与改进。在这种情况下,问题教学法的重要性日益凸显。简单来说,问题教学法就是以问题为导向的教学方法,其以教师为主导,以问题为线索,要求教师运用恰当的方式引导学生主动参与学习活动,帮助学生提高学习能力。物理是一门解决实际问题的应用型学科,问题是物理教学活动的开端,也是贯穿物理教学的主线。本文探讨了问题教学法在高中物理教学中的应用,以供参考。
一、问题教学法在高中物理教学中的应用价值
笔者通过对相关资料的分析,并结合自身的教学实践,发现问题教学法在高中物理课程中具有重要的应用价值主要体现在以下三个方面。
第一,有利于激发学生探索物理的兴趣。问题教学法的合理应用改变了传统教学活动的组织形式和教学过程。在应用问题教学法的过程中,教师可以营造自由愉悦的学习氛围,提高学生的课堂参与度,使每一个学生获得成功的学习体验,进而感受知识建构的乐趣。利用这样的方式,可以逐步调动学生对物理课程的兴趣,这对于学生后续物理知识的学习无疑具有积极影响。
第二,有利于提高学生的学习能力。新课标强调要实现教学方式的多样化,使学生在物理课程中乐于探究、积极参与、勤于思考,帮助学生更好地学习物理知识和技能,进而发展学生的科学精神与态度。问题教学法作为一种十分契合新课程标准要求的教学模式,能够以问题为载体拓展学习活动的深度,使学生从以往的被动接受知识转变为主动探究知识。在这一过程中,学生的学习能力可以得到有效提高。
第三,有利于促进教师专业能力提高。教师是教学活动的组织者,任何教学策略都要通过教师的设计得以落实。问题教学法在教学活动中的应用,对教师提出了更高的要求。在这种情况下,教师需要认真研究问题教学法的实施方法,对每一个教学环节进行精心的设计。通过这一过程,能够推进教师的专业发展,提高教师教育教学的能力。
二、问题教学法应用于高中物理教学的注意事项
问题教学法是一种极具应用价值的教学模式,为了真正发挥该教学模式的积极作用,教师在实践中需要注意以下四个方面的问题。
第一,兼顾教师的主导作用与主体作用。新课标强调要在高中物理课程中促进学生自主学习,更好地发挥学生的能动性。因此,在问题教学的实施过程中,教师要为学生提供探究性学习的机会。与此同时,为了减少教学过程中的盲目性,教师要充分发挥自身的引导与组织作用,为学生提供适当的帮助。这样能使学生更加积极地参与学习活动,并取得事半功倍的学习效果。
第二,把握问题教学法实施的适度性。新课标提倡教学方法的多元化,而问题教学法只是其中的一种类型。因此,教师在高中物理教学中要遵循适度性原则,准确把握实施问题教学法的契机,并且要与其他教学方法进行适当融合。只有这样,才能最大限度发挥出问题教学法的作用。
第三,关心学生的问题意识。教学方法是针对学生的学习需要来实施的,因此,在问题式教学的组织过程中,教师需要解决学生问题意识淡薄的问题,以使每个学生都能真正融入课堂。
第四,增强问题式教学的动态性与开放性。一方面,教师应该意识到,教学活动和学生的学习情况并非一成不变的,而是会随着教学的逐渐深入而逐步改变,因此,教师在教学过程中要及时对教学策略做出相应的调整。另一方面,教师要避免将教学内容局限于教材或者教辅资料,要以开放的视野实施教学活动,拓宽物理学习活动的广度和深度。
三、问题教学法在高中物理教学中的应用策略
(一)设置教学目标,明确问题导向
在教学活动中,目标发挥着至关重要的导向作用,只有以恰当的目标作为引领,才能使教学活动更加有序地进行。教师在实施问题教学法时,无论是问题的设计还是探究活动的开展,都需要以目标为依据。明确的教学目标,有利于后续教学活动的顺利开展。
比如,在教授“自由落体运动”这一课时,结合课程内容,笔者从以下三个维度进行了课程目标的设置。第一是知识技能目标:初步了解自由落体运动,了解哪些因素会影响物体下落的快慢;掌握打点计时器等实验仪器的使用方法;了解自由落体的加速度及其方向,明确地球不同位置的加速度存在差异;依据匀速直线运动推导自由落体运动规律。第二是过程方法目标:掌握结合现象进行猜想与假设的探究方法;学习结合实验数据分析和归纳物理规律的方法;善于观察,并通过独立思考与交流讨论进行问题的分析和知识的建构。第三是情感态度目标:在积極参与的过程中对物理知识形成比较浓厚的兴趣;在探究中逐步形成协作意识和合作精神;能够在学习过程中勇于提出自己的见解。总之,在问题教学法的应用中,设置恰当的课程目标是极为重要的。
(二)创设问题情境,激发学习动机
在问题式教学中,激发学生的学习动机是促使学生主动进行问题探究的前提条件。当学生具有较强的学习动机时,其大脑活动往往会指向特定的学习行为,并且保持比较高的积极水平。通常来讲,学生学习动机的强弱与课堂氛围是息息相关的。因此,在问题教学法的应用中,教师可以进行问题情境的创设,以此营造更加活跃的课堂氛围,进而激发学生的学习动机。
比如,在教授“速度变化快慢的描述——加速度”这一课时,笔者借助火车与小汽车这两种常见的交通工具进行了问题情境的创设:一辆小汽车的速度从0加速到时速100km,所需时间为10s;一列火车的速度从0加速到时速100km,所需时间为300s。借助这样的情境,学生可以非常直观地发现小汽车与火车的速度变化情况存在明显的差异。紧接着,笔者结合情境进行设问:“对于这两者速度变化的差异,应该怎样用物理量进行描述呢?”笔者利用问题情境,使学生在比较熟悉的事物当中产生了疑问,并在此基础上,顺势引出与加速度相关的内容。笔者通过这一过程,激发了学生的认知冲突,使学生带着疑问参与课程内容的学习,这对于后续学习活动的开展无疑具有推动作用。由此可见,在物理课堂中创设问题情境是一种有效的教学方法。
(三)设计启发问题,引导学生思考
问题教学法是一种以问题为载体的教学策略,设计探究问题是其关键环节。为了充分发挥探究问题的作用,教师需要结合课程内容设计问题串,将其作为引导学生进行自主探究的线索。同时,教师要为学生提供比较充足的时间,鼓励学生依据问题进行大胆地思考与探究。教师通过这样的方法,能够帮助学生拓展学习深度,并使学生的主体地位得到巩固。
比如,在教授“向心加速度”这一课时,为了使学生准确认识物体向心加速度和圆周运动半径的联系,笔者组织学生进行探究活动,并提出以下问题:“一个小球以O点为中心进行匀速圆周运动,运动半径为r,角速度为ω,那么这个小球的向心加速度为多少?”学生结合课内知识进行思考后,得到了α=ω2r的公式。之后,笔者设计了以下问题串:“在计算向心加速度时,除α=ω2r之外,是否还可以用其他表达式进行表示?”“结合上述公式,你认为向心加速度和半径是成反比还是正比?”“物体在圆周运动过程中,上述关于向心加速度的表达式是否仍然成立?”“根据牛顿第二定律,是否能够进行向心加速度大小表达式的推导?”学生以上述问题为线索进行思考,并结合自己的理解与同伴展开交流讨论。在综合多种观点之后,学生对相关知识产生了初步的认识,并且锻炼了自身的探究能力。
(四)注重问题引领,组织实验探究
实验是物理课程中的重要探究手段,恰当的实验能够帮助学生经历更加完整的物理探究过程。在问题式教学的实验探究活动中,教师要依据探究内容设计一些问题,以此来引导学生进行实验方案的构思。相较于以往的演示实验,以问题为引导的探究性实验更加开放和自由,能够将学生的思维活动引向深处,使每个学生都积极参与实验活动,从而帮助学生取得理想的实验效果。
比如,为了使学生了解平抛运动的特点,笔者组织学生进行实验探究活动。为了帮助学生进行实验猜想与实验方案的设计,笔者提出了以下五个问题。问题一是“分析平抛运动物体的运动情况与受力情况,你认为平抛运动中的水平方向是什么运动?”问题二是“小球从斜槽滚出时,怎样保证其是水平抛出?”问题三是“怎样把小球的位置记录下来?对于小球不同时刻所处的位置,是否可以同时记录下来?若要通过多次实验记录小球不同时刻的位置,怎样保证运动同一性?”问题四是“怎样使获取的点保持相同的间隔时间?”问题五是“若要利用坐标系进行定量研究,那么坐标的原点在什么地方?怎样确定坐标轴?”笔者通过一系列问题的设计,使学生在实验活动中有了比较明确的方向,从而在高质量的实验活动中培养了学生的科学探究素养。
(五)尊重学生差异,进行分层指导
问题式教学的中心是学生,应用问题教学法组织教学活动的根本目的是促进学生综合素养的发展,使每个学生都能取得进步。但是,从认知特点来看,每个学生的成长轨迹并不是同步的,而是会随着学习活动的推进逐渐出现较为明显的差异。针对这种情况,教师要以学生之间的差异为基础对学生进行分层指导,从而帮助不同水平的学生均取得一定的进步。
首先,教师要全面了解学生的学习情况。一般来说,学生的物理水平会受到多种因素的影响,比如基础知识积累、物理兴趣爱好、物理学习习惯、物理思维方式等。因此,教师应准确把握学生在这些方面的表现,并根据其综合水平的差异将其划分为不同的层次。其次,教师要对学生进行分层指导。教师利用问题教学法组织物理课堂教学时,要体现育人目标的差异性,促进学生的个性化发展,要设计不同难度的问题,针对不同物理水平的学生提供不同数量的问题,并对问题完成的效果提出不同的要求。最后,由于学习是一种动态的活动,所以教师要准确把握学生的变化,并据此及时对物理问题的设计加以调整,从而更好地适应学生的学习需要。
(六)设计生活问题,促进知识应用
物理课程与生活之间存在不可分割的联系,教师利用问题教学法组织物理课堂教学时,可以设计一些生活化的问题,以进一步增强教学活动的开放性,使学生用更加开阔的视野进行物理问题的思考与探究。这可以让学生认识到物理课程内容与环境、技术等社会生活领域之間的联系,使学生了解物理知识的现实意义。此外,在解决生活问题的过程中,学生可以进行知识的迁移应用,从而培养学生良好的科学态度。
比如,在教授“匀速直线运动”相关内容时,笔者以汽车的防抱死制动系统为例设计了开放性的问题:“在驾驶过程中遇到危险要紧急停车时,怎样计算从发现危险到停住车辆的距离?”学生运用所学知识解决这个问题时,需要识别出这是一个与直线运动有关的物理模型。经过思考与讨论,学生发现汽车的制动距离与行驶速度、汽车质量、驾驶员反应时间等因素有关,他们分析了解决这个问题时所需的物理量,并且对汽车的紧急制动距离进行了计算。学生对这个问题的分析与解决,不仅巩固了对相关物理知识的理解,还使其明白了在生活中驾车时超速和超载都是非常危险的行为。这在问题与生活之间构建起了联系,加深了学生的学习体验。
结语
问题教学法是一种适用于物理课程的教学模式,对学生综合物理素养的发展具有促进作用。高中物理教师要准确把握两者之间的联系,并利用恰当的方式将问题教学法应用于物理课堂教学中。同时,现阶段的问题式教学中依然存在一些不足之处,教师需要及时对教学活动的组织方式加以调整和改进,以保证教学活动的有效性。
(作者单位:贵州省台江县民族中学)