高秀麗

(廣州市花都區(qū)教育局教研室,廣東廣州 510800)

1 問題的提出

傳統(tǒng)教學(xué)中過于重視結(jié)論性知識學(xué)習(xí),忽視學(xué)生思維過程的激發(fā)和思維能力的培養(yǎng),一般是教師先把結(jié)論呈現(xiàn)給學(xué)生,然后為了幫助學(xué)生理解和鞏固這些結(jié)論性知識,提供一定量的練習(xí)來訓(xùn)練他們對知識的熟練運(yùn)用.在這樣的教學(xué)中,學(xué)生處于被動接受的地位,他們在課堂上沒有時間和空間對結(jié)論產(chǎn)生的過程進(jìn)行深入的探索和推敲.用這種教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生可能記住了很多的表層知識,但卻往往缺乏靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力.在需要他們提出問題、分析問題、解決問題時,常常表現(xiàn)出思維能力的薄弱.因此,激發(fā)和促進(jìn)學(xué)生的高水平思維,讓他們能夠自由地去思考問題、建構(gòu)知識、形成“見識”,就是最自然也是最有效的一種教學(xué)路線.

波利亞在《如何解決》(How to Solve)一書中對“問題解決”提出了他的見解.他認(rèn)為,所謂“問題解決”是人們有意識地尋找某些能達(dá)到已經(jīng)有了明確的構(gòu)想、但又無法立即達(dá)到的目標(biāo)之行動;找出這樣的行動,即是“問題解決”.通俗的地說,“問題解決”就是由一定情景引起的,按照一定的目標(biāo),應(yīng)用各種認(rèn)知活動、技能等,經(jīng)過一系列思維操作,使問題得藝解決的過程.按照建構(gòu)主義理論,在新舊經(jīng)驗(yàn)之間雙向的相互作用得以更充分、更有序地進(jìn)行,這使得學(xué)習(xí)活動真正切入到學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗(yàn)世界當(dāng)中,而不只是按照教學(xué)設(shè)計(jì)者預(yù)先確定的框架和路線來生成知識間的聯(lián)系.問題解決為新舊經(jīng)驗(yàn)間的同化和順應(yīng)提供了理想的平臺.

圖1

近來,我區(qū)一些學(xué)校進(jìn)行課堂教學(xué)改革,努力改變傳統(tǒng)教學(xué)模式,嘗試“先學(xué)后教,先練后講”的教學(xué)實(shí)踐,把課堂的主體地位還給學(xué)生,在一些課型中采用“問題解決”式的教學(xué).在這種教學(xué)中,教師針對所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容提出具有思考價(jià)值的、有意義的問題,先讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、思考和嘗試解決問題,上課時組織學(xué)生討論、交流,小組討論完畢后,各小組代表發(fā)言,在此基礎(chǔ)上,教師再進(jìn)行提煉和概括,力求使學(xué)生所建構(gòu)的知識更明確、更系統(tǒng),取得一定的成效,但也存在較多有待解決的問題.概括起來他們的教學(xué)思路可由圖1反映.

針對上述6個環(huán)節(jié),筆者根據(jù)多次聽課調(diào)研,發(fā)現(xiàn)其中有多個共性的應(yīng)注意的問題.下面嘗試通過一個教學(xué)案例來加以分析和說明,期盼能拋磚引玉,找到進(jìn)一步解決問題的方法.

2 “問題解決”教學(xué)實(shí)踐中6個環(huán)節(jié)要注意的問題

2.1 設(shè)計(jì)問題,布置預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

問題的設(shè)計(jì)是“問題解決”教學(xué)的關(guān)鍵.一個好的問題情境,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的“不平衡”,造成學(xué)生心理上的懸念,因此,教師應(yīng)認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)內(nèi)容設(shè)計(jì)一定的問題情境,“把知識變成問題”,提出要重點(diǎn)解決的問題.問題情境的設(shè)計(jì)要注意“簡單”、“根本”和“開放”,因此,應(yīng)做到:

(1)問題情境的設(shè)置要圍繞課堂教學(xué)的核心知識

問題中應(yīng)蘊(yùn)含著學(xué)習(xí)的基本概念和原理,讓學(xué)生通過問題的解決來建構(gòu)起對這些概念、原理的理解,體現(xiàn)既簡單又根本的原則.

(2)問題情境的設(shè)置要有一定的挑戰(zhàn)性

問題所需要的核心知識應(yīng)該是沒有講解過的,但學(xué)生具有一些相關(guān)的知識基礎(chǔ).它對學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性,但又符合學(xué)生的最近發(fā)展水平,即“跳一跳,摘得到”.

(3)問題的設(shè)置形式要多樣化

問題的設(shè)置不要千篇一律化,應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容、特點(diǎn)靈活采用不同的形式.如可以采用習(xí)題、預(yù)習(xí)提綱、內(nèi)容與內(nèi)容之間的類比、聯(lián)系實(shí)際的問題、有趣的小實(shí)驗(yàn)等,體現(xiàn)問題形式多樣和一定的開放性.

2.2 自主預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

學(xué)生帶著教師布置的問題利用文本或課程資源進(jìn)行預(yù)習(xí),目的在于讓學(xué)生在上課前能對上課內(nèi)容有所思考和準(zhǔn)備,為課堂上發(fā)揮學(xué)生的主體地位提供保障.由于學(xué)生的自學(xué)能力有差異,不要求所有學(xué)生都能很好地完成布置的問題,但所有學(xué)生都必須對所布置的問題進(jìn)行過嘗試性的思考,體現(xiàn)“先學(xué)”的思想.

2.3 分組討論和交流環(huán)節(jié)

因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí),至少是有了對問題解決的初步想法,上課時就可先讓各小組進(jìn)行討論和交流,對預(yù)習(xí)問題達(dá)成共識.此環(huán)節(jié)要注意:(1)分組可以根據(jù)班級實(shí)際情況采用靈活的形式,可以按區(qū)域分、也可以采用“分分合合”(即只在討論的時候同一小組的同學(xué)才聚在一起)等.

(2)分組應(yīng)該做到“組內(nèi)異質(zhì),組間同質(zhì)”,以便小組與小組之間真正能夠達(dá)到良性競爭.

(3)組長應(yīng)該做好組員預(yù)習(xí)問題的完成情況檢查和督促,以保證組內(nèi)真正做到分享、合作.

(4)由于組內(nèi)學(xué)生層次差異較大,組內(nèi)優(yōu)秀學(xué)生必要時應(yīng)該擔(dān)負(fù)起輔導(dǎo)差生的責(zé)任,即“兵教兵”,在此過程中無論是優(yōu)秀生還是差生都會得到提升.

(5)在各小組討論交流時,教師應(yīng)該積極巡視,了解各小組討論的情況,看他們的困難在哪里,在哪一點(diǎn)上有模糊認(rèn)識或錯誤觀念等.必要時,教師可以提供一定的支持和引導(dǎo),如提供必要的信息(解題的關(guān)鍵點(diǎn)等),引導(dǎo)學(xué)生正確理解和明確問題,激活有關(guān)的知識經(jīng)驗(yàn),乃至思路上的點(diǎn)撥等.

2.4 小組代表發(fā)言環(huán)節(jié)

在組內(nèi)充分交流討論達(dá)成共識、統(tǒng)一意見的基礎(chǔ)上,要求各小組派代表發(fā)言.在各小組發(fā)言或板演時,其他組或其他學(xué)生都要認(rèn)真傾聽,及時質(zhì)疑或糾錯.此時教師要做好洞察者、促進(jìn)者和引導(dǎo)者的角色,一般不直接評價(jià)學(xué)生的想法,不做蓋棺定論,而是先鼓勵學(xué)生之間相互質(zhì)疑,提出不同看法,然后教師把其中主要的觀點(diǎn)展示出來,維持和促進(jìn)他們之間的討論.

2.5 教師講解和點(diǎn)撥環(huán)節(jié)

這一步對學(xué)生系統(tǒng)掌握知識非常重要.孔子曰:“不悱不啟,不憤不發(fā)”,就是說,只有學(xué)生通過自己的思考對問題達(dá)到了“憤”“悱”這種思而不解的程度時,教師才給予必要的講解、點(diǎn)撥和概括.

在學(xué)生經(jīng)過積極的討論和交流之后,聽教師的講解已成為他們的迫切需求.講解時教師要針對學(xué)生感到困難的地方、不能統(tǒng)一意見的地方和教材關(guān)鍵的地方重點(diǎn)講解,要講在點(diǎn)子上,講在學(xué)生還模糊的地方.把重要、關(guān)鍵的知識點(diǎn)總結(jié)和概括出來,表述清楚,并加以強(qiáng)調(diào).

2.6 應(yīng)用和拓展環(huán)節(jié)

要使學(xué)生形成對知識的真正理解,建構(gòu)起融會貫通的知識體系,實(shí)現(xiàn)廣泛的知識遷移,就必須通過一個不斷鞏固和深化的過程.因此,在上述核心問題解決的基礎(chǔ)上,還需要教師設(shè)計(jì)若干后續(xù)問題,幫助學(xué)生對新知識形成更深刻、更靈活的理解,并具有靈活應(yīng)用知識的能力.后續(xù)問題不是對現(xiàn)有知識的簡單套用,而是對知識應(yīng)用的變通和拓展.

3 教學(xué)案例說明

教學(xué)內(nèi)容:粵教版必修1課本第4章第4節(jié)“機(jī)械能守恒定律”

圖2

課前預(yù)習(xí)問題:如圖2所示,一個質(zhì)量為2 kg的物體在高空中由靜止開始下落,經(jīng)過離地面高度為20 m的A點(diǎn)時速度為10 m/s,經(jīng)過離地面高度為5 m的B點(diǎn)時速度為13 m/s,請你通過計(jì)算說明物體的機(jī)械能是否守恒(g取10 m/s2).如果不守恒,判斷是什么原因.

這個預(yù)習(xí)問題圍繞本節(jié)課“機(jī)械能守恒定律”這一核心知識展開.在此之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“動能定理”和“機(jī)械能”,可以通過計(jì)算得出物體處在 A、B兩點(diǎn)時的機(jī)械能.對比較“機(jī)械能是否守恒”來說,學(xué)生懂一些,能做一些,但又不全懂,對學(xué)生來說有一定的挑戰(zhàn)性,能激發(fā)起學(xué)生求知的強(qiáng)烈欲望.這就為機(jī)械能守恒定律內(nèi)容、適用條件和表達(dá)式等的正確理解埋下了伏筆.

上課后教師要求各小組討論和交流意見(該班分成8小組,并且學(xué)生是按小組就座的),同時教師積極巡視.各小組統(tǒng)一意見后,將小組討論的結(jié)果板演到黑板上.各小組的解法概括起來有如下3種:

ΔEp=mghB-mghA=2×10×5 J-2 ×10×20 J=-300 J;

ΔEk+ΔEp=69 J+(-300)J=-231 J≠0,所以物體的機(jī)械能不守恒.

接著教師引導(dǎo)學(xué)生們評價(jià)和點(diǎn)評各小組的解法,尤其對解法3著重給予評價(jià),然后教師提出問題引發(fā)思考.

師:“物體機(jī)械能守恒”是什么意思?

生甲:只有重力做功的情況下,物體只發(fā)生動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化,物體的機(jī)械能守恒.

學(xué)生甲雖然照搬書本上的文字表述,但也說明了“機(jī)械能守恒”的其中一種理解方法和判斷依據(jù).

還有其他理解機(jī)械能守恒的方法和判斷依據(jù)嗎?教師繼續(xù)追問.

生乙:分析重力做的功是否等于動能的變化.

生丙:分析動能變化是否等于重力勢能的變化.

學(xué)生經(jīng)過預(yù)習(xí)問題的思考、解決和討論交流,加之教師對各組學(xué)生解題方法的點(diǎn)評和追問,接下來教師的概括和講解已經(jīng)非常必要了.

師:嗯,其實(shí)我們看剛才幾個小組的解題方法就可以知道,判斷的方法通常有這樣3種:

(1)分析力做功和能量轉(zhuǎn)化的情況:是否只有重力(或彈力)做功,物體是否只發(fā)生動能和勢能之間的能量轉(zhuǎn)化.

(2)通過計(jì)算,比較兩點(diǎn)時的機(jī)械能是否相等.

(3)判斷兩點(diǎn)間動能的變化量是否等于重力勢能的變化量.

師:如此說來,機(jī)械能守恒定律應(yīng)該有多少種表達(dá)式?

經(jīng)過剛才教師的點(diǎn)撥,學(xué)生們很快寫出了機(jī)械能守恒的常用表達(dá)式:

①Ek1+Ep1=Ek2+Ep2.

②ΔEk=-ΔEp.

師:這兩個表達(dá)式在使用時要注意什么?

生丁:表達(dá)式①需選取零勢能面,而表達(dá)式②只需計(jì)算重力勢能的差值,不需選取零勢能面.

師:剛才用表達(dá)式①的小組有沒有注意到這個問題?

教師要求大家回顧剛才幾組代表的板演.經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),沒有一組注意到要選取零勢能面的問題.

師:以后大家在用表達(dá)式①時就要注意了.那么,零勢能面應(yīng)該怎么選取呢?

通過學(xué)生回顧已經(jīng)嘗試做過的問題中沒有留意的細(xì)節(jié),提醒學(xué)生在以后的解題中要注意的事項(xiàng),這比直接把結(jié)論告訴學(xué)生效果會好得多.

于是教師要求學(xué)生們對解法2中分別選取A點(diǎn)、B點(diǎn)和地面作為零勢能面進(jìn)行計(jì)算,比較選取不同零勢能面對計(jì)算的影響.通過計(jì)算,學(xué)生們普遍發(fā)現(xiàn),選取 A點(diǎn)或B點(diǎn)作為零勢能面比選取地面作為零勢能面計(jì)算起來要方便得多.這時教師就進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生得出:零勢能面的選取應(yīng)該以方便為原則.

接下來為了鞏固和拓展學(xué)生對機(jī)械能守恒定律的理解,教師給出下列問題:

問題1:下列運(yùn)動物體中機(jī)械能守恒的是

(A)電梯勻速下降.

(B)物體在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動.

(C)物體沿著斜面勻速下滑.

(D)物體自由下落.

(E)拋出的鉛球從拋出到落地前.

(F)起重機(jī)吊起重物的過程.

(G)物體由光滑斜面頂端滑到斜面底端.

通過這個問題,教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考:如何理解機(jī)械能守恒定律中的“只有重力做功”這句話,它包含幾層含義?

問題 2.如圖 3所示,桌面的高度為h,一質(zhì)量為 m的小球從離桌面高H處自由下落.不計(jì)空氣阻力,選桌面為零勢能面,則小球剛落到地面的瞬間,機(jī)械能為

(A)mg(H+h).

(B)mg(H-h).

圖3

(C)mgh. (D)mgH.

由此讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固和理解“機(jī)械能的大小與零勢能面的選取有關(guān)”.

問題3.將質(zhì)量為 m的物體以初速度10 m/s豎直上拋,忽略空氣阻力,g取 10 m/s2,請回答:

①物體上升的最大高度是多少?

②在上升過程中,何處重力勢能與動能相等?

這個問題是教學(xué)中教師經(jīng)常選用的一道典型題,也是學(xué)生解答時常錯的題,它既考查豎直上拋運(yùn)動的有關(guān)知識,同時也需要學(xué)生對機(jī)械能守恒定律靈活變通地應(yīng)用.

教學(xué)實(shí)踐證明,通過問題解決來學(xué)習(xí),是針對當(dāng)前教學(xué)中“滿堂灌”等弊端而提出的一種有效的教學(xué)改革思路.中學(xué)物理課堂教學(xué)中,在問題的激發(fā)下,學(xué)生回顧自己頭腦中的相關(guān)物理知識,體會自己的“知”與“不知”,“能”與“不能”,通過推理、分析和綜合,通過查閱和探索,填補(bǔ)自己的“不知”和“不能”,并進(jìn)一步把不斷涌現(xiàn)的新理解運(yùn)用到問題的解決之中,不斷提高物理思維能力,加深對知識的理解.同時,這種問題教學(xué)還能很好地激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力.

傳統(tǒng)教學(xué)模式存在不少弊端,課堂教學(xué)改革勢在必行.一些先行者們已經(jīng)取得了初步的教學(xué)效果和經(jīng)驗(yàn),但經(jīng)驗(yàn)是不可能照搬的,它需要我們一線教師們的積極參與和嘗試,需要教師們不怕暴露問題,不斷探討和積累經(jīng)驗(yàn).筆者在此所談所說,肯定也有錯漏,目的只是與同行們切磋交流.

1 張建偉,孫燕青.建構(gòu)性學(xué)習(xí)——學(xué)習(xí)科學(xué)的整合性探索.上海:上海教育出版社.2005.

2 范永梅.問題課堂——提高物理課堂教學(xué)效率的有效途徑.中學(xué)物理教與學(xué).2009(4).

3 陳立其.用問題教學(xué)法突破“交流電有效值”的概念教學(xué)難點(diǎn).中學(xué)物理教學(xué)參考.2009(6).

4 陳建華.中學(xué)物理“問題解決”教學(xué)探究.中學(xué)物理教與學(xué).2010(5).