陳亞琦，蔣純志，黃鐵鐵

（湘南學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院，湖南 郴州 423000）

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問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

陳亞琦，蔣純志，黃鐵鐵

（湘南學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院，湖南 郴州 423000）

摘要：研究了問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法的內(nèi)涵及設(shè)計(jì)基本原則，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂教學(xué)的基本環(huán)節(jié)，從問題的設(shè)計(jì)、問題的解決等方面探索了如何將問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法融入到大學(xué)物理課堂教學(xué)中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力.

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法；大學(xué)物理；課堂教學(xué)

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，其基本理論和方法滲透在諸多自然科學(xué)領(lǐng)域，也有力地推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新［1］.大學(xué)物理以物理學(xué)知識(shí)為載體，內(nèi)容涵蓋力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及近代物理學(xué)等，是高校各理工科專業(yè)一門重要的必修公共基礎(chǔ)課，它在培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、思維能力和創(chuàng)新能力方面，具有不可替代的作用［2-3］.相比中學(xué)物理，大學(xué)物理以微積分和矢量為數(shù)學(xué)工具，討論變量物理問題，學(xué)生普遍反映難學(xué)、甚至厭學(xué).為了提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，探索與研究問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在大學(xué)物理課堂中的應(yīng)用是十分必要的.

1　問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法內(nèi)涵及實(shí)施原則

1.1問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法內(nèi)涵

問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法是指依據(jù)教學(xué)目的和要求，由教師創(chuàng)設(shè)問題情境，以問題的提出、探究和解決來引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識(shí).問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法的淵源可以追溯到19世紀(jì)后期美國(guó)實(shí)用主義教育家杜威提出的“情境、問題、假設(shè)、推理和驗(yàn)證”的教學(xué)模式，其強(qiáng)調(diào)“從做中學(xué)”的思想對(duì)整個(gè)教育界產(chǎn)生了很大影響［4］.1960年，Barrows和Tamblyn在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域提出了問題驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）教學(xué)法［5］，以克服剛畢業(yè)的醫(yī)科學(xué)生雖有大量專業(yè)知識(shí)卻缺乏臨床應(yīng)用能力的缺點(diǎn).后來，以PBL為主的教育策略，逐步推廣到了商學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和解決問題的能力具有明顯效果.問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法不像傳統(tǒng)的教學(xué)那樣先學(xué)習(xí)理論知識(shí)再解決實(shí)際問題，而是以引導(dǎo)學(xué)生自主探索分析問題、解決問題為核心來開展教學(xué)，教師設(shè)計(jì)問題是其中心環(huán)節(jié)［6］.教學(xué)過程中學(xué)生是主體，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與具體的問題相結(jié)合，學(xué)生經(jīng)過思考，發(fā)表見解，展開討論，在教師指導(dǎo)和幫助下，分析解決問題，并最終形成對(duì)知識(shí)的理解和接受.問題的設(shè)計(jì)以激發(fā)學(xué)生的求知欲為中心，增加物理知識(shí)產(chǎn)生的背景、形成過程和實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)，力求師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生興趣，促使學(xué)生主動(dòng)探索、積極思維，從而提高分析問題和解決問題的能力.

問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以問題為驅(qū)動(dòng)力，以問題解決為主線，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.在課堂教學(xué)中，一切學(xué)習(xí)都圍繞問題而展開，教師通過刺激學(xué)生問題意識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生積極思考，將被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，在分析解決問題的過程中提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，教師在教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)促進(jìn)作用.教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和要求，精心策劃，準(zhǔn)備問題，創(chuàng)設(shè)師生平等互動(dòng)交流的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力.

1.2 問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法的設(shè)計(jì)原則

（1）設(shè)計(jì)的問題必須緊緊圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的求知欲為中心.聯(lián)系生產(chǎn)生活中的物理現(xiàn)象，適時(shí)增加物理知識(shí)產(chǎn)生的背景，介紹物理學(xué)史，促使學(xué)生主動(dòng)探索，積極思維，讓學(xué)生在解決問題過程中逐步理解掌握教學(xué)內(nèi)容.

（2）設(shè)計(jì)問題要基于學(xué)生的物理基礎(chǔ)，遵循學(xué)生的認(rèn)知過程.大部分理工科學(xué)生在中學(xué)時(shí)，都接觸過物理知識(shí)，有物理基礎(chǔ)，如果設(shè)計(jì)問題過于簡(jiǎn)單，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與到討論中來；設(shè)計(jì)問題過于復(fù)雜，又容易打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.在地方本科院校中，一些工科專業(yè)的學(xué)生是從職高升上來的，物理基礎(chǔ)薄弱，在設(shè)計(jì)問題時(shí)也要兼顧這部分學(xué)生的實(shí)際情況.

2　問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在物理課堂教學(xué)中應(yīng)用

2.1 以問題方式引入課堂教學(xué)內(nèi)容

中國(guó)著名教育家陶行知說過：“創(chuàng)造始于問題，有了問題才會(huì)思考，有了思考，才有解決問題的方法，才有找到獨(dú)立思路的可能.課堂伊始，圍繞教學(xué)內(nèi)容，從回顧復(fù)習(xí)與課堂相關(guān)內(nèi)容、物理學(xué)史、生活物理和現(xiàn)代科技等角度，創(chuàng)設(shè)問題情境.可以有效地提起學(xué)生探究的心理，點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，從而形成問題意識(shí)，激發(fā)學(xué)生解決問題的動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣.如靜電場(chǎng)的第一堂課，可以從列舉生活中的靜電現(xiàn)象開始，通過引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地描述的各種形形色色的靜電現(xiàn)象，引出本堂課的主要內(nèi)容：靜電現(xiàn)象背后的本質(zhì)是什么，怎么研究靜電現(xiàn)象.靜電場(chǎng)中的第一節(jié)——電荷的基本性質(zhì)、庫(kù)侖定律，中學(xué)物理有比較詳盡的講解，如此設(shè)問以后，再?gòu)奈锢韺W(xué)史的角度介紹這些知識(shí)點(diǎn).這樣不僅可以避免知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講授，還可以有效提升學(xué)生的物理思維能力，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解.

2.2 設(shè)計(jì)問題鏈，循序漸進(jìn)推進(jìn)課堂教學(xué)

立足于對(duì)學(xué)生已有的物理知識(shí)和教材內(nèi)容的全面而科學(xué)的分析，將所學(xué)習(xí)的重點(diǎn)難點(diǎn)分解為一個(gè)個(gè)小問題，使問題像階梯一樣由低到高、由難到易逐步遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生的思維步步深化，讓學(xué)生在思考問題、探究問題和解決問題的過程中自主構(gòu)建物理知識(shí)框架.教學(xué)實(shí)踐中，教師可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)的問題鏈可以自問自答，或是延遲回答，也可以讓學(xué)生思考討論后回答，搭建平等的師生互動(dòng)交流平臺(tái).如講授高斯定理時(shí)，可以設(shè)計(jì)問題鏈：點(diǎn)電荷激發(fā)的靜電場(chǎng)中通過以點(diǎn)電荷為中心的任意球面的電通量是多少，通過包圍點(diǎn)電荷的任意閉合曲面的電通量是多少，通過不包圍點(diǎn)電荷的任意閉合曲面的電通量是多少，點(diǎn)電荷系激發(fā)的電場(chǎng)中通過任意閉合曲面的電通量是多少.學(xué)生基于電通量概念的理解，通過對(duì)上述問題鏈的思考，層層遞進(jìn)，最后歸納得出靜電場(chǎng)基本規(guī)律之一——高斯定理.以問題層層驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)分析思考，這樣不僅可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，還可以加深學(xué)生對(duì)高斯定理的理解.

2.3 設(shè)計(jì)應(yīng)用問題，加強(qiáng)物理知識(shí)點(diǎn)的理解

從生產(chǎn)生活中提煉物理問題，讓學(xué)生基于課堂所學(xué)新知識(shí)的理解，通過獨(dú)立思考或小組討論的方式嘗試對(duì)問題進(jìn)行解決.然后教師對(duì)學(xué)生所提出的解決方案進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，對(duì)正確的加以肯定，對(duì)錯(cuò)誤的及時(shí)糾正.如學(xué)習(xí)動(dòng)量定理時(shí)，可以結(jié)合高空墜物的新聞，提出問題：一顆雞蛋是否能砸碎5 mm厚的玻璃，然后請(qǐng)學(xué)生估算雞蛋從30 m靜止墜下會(huì)對(duì)地面上的玻璃產(chǎn)生多大的沖擊力.讓學(xué)生通過分析生活中的現(xiàn)象，加深對(duì)動(dòng)量定理的理解.講授電磁感應(yīng)定律時(shí)，可以介紹生活中大大小小的發(fā)電機(jī)，不管是水力發(fā)電機(jī)，還是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其基本原理都是利用法拉第電磁感應(yīng)定律.世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，以法拉第圓盤發(fā)電機(jī)為模型，假若圓盤半徑為R，圓盤的軸線與均勻外磁場(chǎng)平行，當(dāng)圓盤繞軸線以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少.從實(shí)際例子引發(fā)學(xué)生思考.

2.4 預(yù)留課后問題，引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)

目前，因教學(xué)改革需要，大學(xué)物理課時(shí)被壓縮.然而物理學(xué)內(nèi)容廣泛深刻，如果只通過課堂學(xué)習(xí)，很難比較好地掌握大學(xué)物理各個(gè)知識(shí)內(nèi)容.因此，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選擇難度適中、適量的物理問題作為課外作業(yè)是十分必要的.預(yù)留課后問題，讓學(xué)生以小組為單位，通過查閱資料、文獻(xiàn)或相互討論，定性或定量研究分析解決物理問題，可以有效引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí).如在學(xué)習(xí)完角動(dòng)量守恒定律后，可以預(yù)留課后問題：回轉(zhuǎn)儀的工作原理是什么，可以應(yīng)用在哪些方面.面對(duì)這個(gè)問題，就學(xué)生而言，也很想了解其中的緣由.同時(shí)，問題難度適中，通過查閱資料，相互討論，學(xué)生容易得到比較全面的答案.這樣不僅可以幫助學(xué)生更好地消化吸收課堂教學(xué)內(nèi)容，還可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.

3　結(jié)論

大學(xué)物理課程的教學(xué)不僅要注重知識(shí)的傳授，更要培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力.在大學(xué)物理課堂教學(xué)中適時(shí)采用問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，能夠有效活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和自我研究的良好習(xí)慣.

參考文獻(xiàn)：

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The application of problem-driven teaching mode in the lecture of college physics

CHEN Ya-qi，JIANG Chun-zhi，HUANG Tie-tie
（School of Electronic Information and Electrical Engineering，Xiangnan University，Chenzhou 423000，China）

Abstract：Studies the principles and characteristics of problem-driven teaching mode，and discusses the application of problem-driven teaching mode in the lecture of college physics to improve the students′ interest in learning physics and develop the students' ability to analyze and solve problems.

Key words：problem-driven teaching mode；college physics；lecture

中圖分類號(hào)：O4∶G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2016.05.027

文章編號(hào)：1007-9831（2016）05-0095-03

收稿日期：2016-04-10

基金項(xiàng)目：湖南省教改項(xiàng)目（湘教通［2015］291-487）；湖南省教育廳教改項(xiàng)目（2013-223-452）

作者簡(jiǎn)介：陳亞琦（1980-），女，湖南衡陽人，講師，碩士，從事物理教學(xué)研究.E-mail：chenyaqi_0@163.com