鄢紅春 李定國

(海軍工程大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系,湖北武漢 430033)

問題鏈教學(xué)模式及其在物理教學(xué)中的應(yīng)用

鄢紅春 李定國

(海軍工程大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系,湖北武漢 430033)

構(gòu)建了旨在強(qiáng)化學(xué)生問題意識、發(fā)展學(xué)生思維的獨(dú)立性和創(chuàng)造性,可操作的高校課堂問題鏈教學(xué)模式.介紹了問題鏈教學(xué)模式在物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例.以問題為主線,將課堂講授的內(nèi)容設(shè)計(jì),組成若干個教學(xué)問題,形成按順序解決的邏輯鏈條,是實(shí)施問題鏈教學(xué)模式的關(guān)鍵.避免認(rèn)為只要在課堂上提問,就是問題教學(xué)的誤解.問題鏈教學(xué)模式主要適用于高校講授課型的課堂教學(xué).

教學(xué)模式;問題教學(xué);問題鏈

1 問題的提出

走進(jìn)各級各類學(xué)校物理教學(xué)課堂,尤其是講授課,不難發(fā)現(xiàn),以傳授知識,學(xué)生掌握知識為教學(xué)目標(biāo)的凱洛夫授受教學(xué)模式還相當(dāng)普遍.這種模式有其優(yōu)勢,能在比較短的時間內(nèi),借助各種手段,向?qū)W生傳授大量的知識信息,教學(xué)比較經(jīng)濟(jì),效率也較高.至于學(xué)生的其他能力,凱洛夫認(rèn)為,在學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識之后,就能自然地獲得.但事實(shí)是,學(xué)生掌握了豐富的知識,教會了學(xué)生“答”,但“問”的意識被嚴(yán)重削弱了.物理學(xué)家楊振寧教授在評價(jià)中國學(xué)生與美國學(xué)生時指出:“中國學(xué)生與美國學(xué)生最大的區(qū)別在于中國學(xué)生不善提問題,不愿提問題”.把有問題學(xué)生,教得沒有問題,全懂了,全會了.有教育專家把這種教育稱為“去問題教育”[1].英國哲學(xué)家波普爾說:“科學(xué)和知識的增長永遠(yuǎn)始于問題,終于問題——越來越深化的問題,越來越啟發(fā)新問題的問題.”20世紀(jì) 30年代,陶行知先生就言簡意賅地說:“創(chuàng)新始于問題”.那么,作為講授課的課堂教學(xué),能否將講授的內(nèi)容按知識形成過程,重新設(shè)計(jì)、組成若干個對學(xué)生來說是未知的教學(xué)問題,以問題為中心開展教學(xué),讓問題成為教學(xué)的紐帶,成為貫穿教學(xué)過程的主線呢?作為高校基礎(chǔ)物理課堂教學(xué)模式的探索,本文以馬赫穆托夫“問題教學(xué)”理論為依據(jù),構(gòu)建了一個可操作的高校課堂問題鏈教學(xué)模式.目的是在傳授知識的同時,通過教學(xué)模式的改變,強(qiáng)化學(xué)生問題意識、發(fā)展學(xué)生思維的獨(dú)立性和創(chuàng)造性.并以熱學(xué)課程中溫度一節(jié)的教學(xué)為例說明問題鏈教學(xué)模式的運(yùn)用.

2 問題鏈教學(xué)模式

“教學(xué)模式”一詞最早由美國學(xué)者喬伊斯 (B.Joyce)和韋爾 (M.Weil)等人提出.國內(nèi)外教育理論界對教學(xué)模式概念的定義表述不完全一致.通常認(rèn)為[2],教學(xué)模式是在一定教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來的、較為穩(wěn)定的教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序.它是教學(xué)理論的具體化.問題鏈(Problem-Link,以下簡稱 PL)教學(xué)模式是通過教師經(jīng)常系統(tǒng)地創(chuàng)建一系列的對于學(xué)生來說是未知的問題 (這樣的問題稱為教學(xué)問題,以區(qū)別尚在探索中的科學(xué)問題),并組織學(xué)生為解決教學(xué)問題而進(jìn)行活動,通過活動使學(xué)生不僅掌握知識和成果,而且還要知曉這些知識和成果獲得的過程、方法和途徑,以強(qiáng)化學(xué)生問題意識,發(fā)展學(xué)生思維的獨(dú)立性和創(chuàng)新性.

2.1 理論依據(jù)

問題教學(xué)的淵源可以追索到古希臘哲學(xué)家蘇格拉底的對話式辯論和近代美國教育思想家杜威的“通過解決問題進(jìn)行學(xué)習(xí)”的思想.而真正意義上的問題教學(xué)理論是 20世紀(jì) 60年代中期由蘇聯(lián)教學(xué)論專家馬赫穆托夫等人創(chuàng)立的.這一理論是蘇聯(lián)發(fā)展性教學(xué)理論的重要組成部分.馬赫穆托夫認(rèn)為[3,4],問題教學(xué)的心理學(xué)依據(jù)是“問題性思維”理論.該理論認(rèn)為,人們在認(rèn)識活動中,經(jīng)常會意識到一些難以解決或疑惑的實(shí)際問題及理論問題,而現(xiàn)有的條件沒有為他提示解決問題的方法,過去的知識和經(jīng)驗(yàn)也沒有經(jīng)受過驗(yàn)證的解決方案,這時就會產(chǎn)生一種懷疑、困惑、焦慮、探索的心理狀態(tài),要擺脫這種困境,主體的思維就被激活,思維就有了動力,就會試圖去認(rèn)知,試圖去找出解決問題的辦法.

2.2 教學(xué)目標(biāo)

PL教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)是:師生雙方通過一系列教學(xué)問題即問題鏈的研究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生不僅掌握科學(xué)的知識和成果,而且還要知曉這些知識和成果獲得的過程、方法和途徑,旨在強(qiáng)化學(xué)生問題意識,發(fā)展學(xué)生思維的獨(dú)立性和創(chuàng)新性.

2.3 操作程序

PL教學(xué)模式實(shí)施的程序?yàn)?課程開始→產(chǎn)生問題情境 1→分析情境提出問題 1→引導(dǎo)學(xué)生分析問題 1→討論找到方法解決問題 1→產(chǎn)生問題情境 2→分析情境提出問題 2→……如此循環(huán)下去→提出問題 N→課程結(jié)束.教學(xué)從問題開始,結(jié)束時讓學(xué)生帶著問題離開課堂.

2.4 實(shí)現(xiàn)條件及策略

教師課前需要將所要講授的內(nèi)容 (可包括例題),可以是一節(jié)也可以是一章進(jìn)行重新設(shè)計(jì),創(chuàng)設(shè)問題情境,組成若干個教學(xué)問題,形成按順序解決的教學(xué)問題邏輯鏈條即問題鏈.這是成功實(shí)施PL教學(xué)模式的關(guān)鍵.

PL教學(xué)模式不是簡單的問與答.避免認(rèn)為只要在課堂上提問就是問題教學(xué)的誤解.問題可劃分成信息性問題和問題性問題[3].若提出的問題是要學(xué)生用已有的知識作出回答,這樣的問題一般不激起學(xué)生的積極思維活動,只是在現(xiàn)有的“大腦倉庫”中尋覓現(xiàn)成的信息,并不使腦力緊張工作,這就是信息性問題.問題性問題是問題的答案既不存于學(xué)生以前的知識之中,也不存在于所提供的信息之中,能引起聽課者的情感反應(yīng),造成學(xué)生的智力“困窘”的問題.問題鏈中的問題應(yīng)以問題性問題為主.

PL教學(xué)模式主要適用于高校講授課型的課堂教學(xué).

3 教學(xué)實(shí)例:溫度[5,6,7]

溫度是熱學(xué)中核心的概念之一.關(guān)于溫度這一節(jié),用 PL教學(xué)模式實(shí)施課堂教學(xué),可在 1學(xué)時(50分鐘)內(nèi)完成,具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下.

3.1 溫度 (約 10分鐘)

首先通過對“用手觸摸放在一起的棉花和鐵塊,總感到鐵塊比棉花冷些.”及“把左手浸在熱水中,右手浸在冷水中,過一段時間后,把左右手同時浸在溫水中,則左手感覺到較冷,而右手感覺到較熱”的兩個現(xiàn)象的提問分析,說明最初人們通過觸摸物體時的冷熱感覺為基礎(chǔ)而形成的溫度概念即感覺到這個物體較冷,就說它的溫度較低;感覺到那個物體較熱,就說它的溫度較高,而將溫度定義為表示物體冷熱程度的物理量,有時會引起錯覺,因此,有必要給溫度一個嚴(yán)格而科學(xué)的定義.然后,通過建立熱平衡的概念,介紹熱力學(xué)第零定律,最后給出溫度的科學(xué)定義.(產(chǎn)生問題情境 1→分析情境提出問題 1→找到方法解決問題 1)

3.2 溫標(biāo) (約 7分鐘)

上述溫度定義是定性的,要對溫度量化即給處于熱平衡的系統(tǒng)的溫度賦予一個數(shù)值,還要對溫度的數(shù)值表示方法作出說明,從而引出溫標(biāo)的概念.隨后,以攝氏溫標(biāo)為例,說明建立溫標(biāo)的三要素.最后,介紹采用攝氏溫標(biāo)的幾種常用的溫度計(jì).(產(chǎn)生問題情境 2→分析情境提出問題 2→找到方法解決問題 2)

3.3 理想氣體溫標(biāo) (約 20分鐘)

用各種不同的攝氏溫度計(jì)測量同一對象的溫度時,所得結(jié)果是否相同呢?引導(dǎo)學(xué)生分析以氫定體溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的較準(zhǔn)曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出用不同的測量物質(zhì)或同一物質(zhì)的不同的測溫屬性所建立的攝氏溫標(biāo),除冰點(diǎn)和汽點(diǎn)按規(guī)定相同外,其他溫度并不完全一致.原因何在?能否找到一種不依賴物質(zhì)測溫屬性的理想溫標(biāo)作為各種溫標(biāo)的基準(zhǔn)呢?這樣的溫標(biāo)到哪里去找?引導(dǎo)學(xué)生分析各種不同溫度計(jì)的較準(zhǔn)曲線,可以看出,不同的氣體溫標(biāo)彼此是較為接近的.這就啟發(fā)我們,不依賴物質(zhì)測溫屬性的理想溫標(biāo)可在氣體溫標(biāo)中尋找.隨后,以定容氣體溫度計(jì)和定壓氣體溫度計(jì)為例,從而,建立起理想氣體的溫標(biāo).(產(chǎn)生問題情境3→分析情境提出問題 3→找到方法解決問題 3)

3.4 熱力學(xué)溫標(biāo) (約 3分鐘)

理想氣體溫標(biāo)不依賴任何氣體的個性,已朝擺脫具體測溫屬性方向邁出了一大步.但還依賴氣體共性.它不適用極低的溫度和高溫的測量.目前,它能達(dá)到的溫度范圍約為 0.5～1200K.那么,是否能建立一種完全不依賴于任何測溫物質(zhì)及屬性的溫標(biāo)呢?可以,這就是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的熱力學(xué)溫標(biāo).熱力學(xué)溫標(biāo)如何建立,留待以后學(xué)習(xí).(產(chǎn)生問題情境 4→分析情境提出問題 4→存疑)

3.5 國際實(shí)用溫標(biāo)及溫度計(jì) (約 10分鐘)

在理想氣體溫標(biāo)能適用的范圍內(nèi),熱力學(xué)溫標(biāo)常以氣體溫度計(jì)作為它的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì),但實(shí)際測量中要使氣體溫度計(jì)達(dá)到高精度很不容易,它需要復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備與優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)條件,還要考慮繁雜的修正因素.另外,在高溫時,氣體溫度計(jì)失去其使用價(jià)值.怎么辦?引導(dǎo)學(xué)生閱讀國際實(shí)用溫標(biāo)及溫度計(jì).最后指出,目前采用的 1990年國際溫標(biāo) (ITS-90)最低溫度只能到 0.65K,有的溫區(qū)測溫仍不方便,國際溫標(biāo)還將不斷完善.(產(chǎn)生問題情境 5→分析情境提出問題 5→自學(xué))

4 實(shí)施效果

(1)強(qiáng)化了學(xué)生的問題意識

問題鏈教學(xué)模式從問題開始進(jìn)行教學(xué),以問題為中心教學(xué),強(qiáng)化了學(xué)生的問題意識,學(xué)生找問題的意識增強(qiáng).

(2)培養(yǎng)了學(xué)生的研究能力

問題鏈教學(xué)模式中,學(xué)生通過研究教學(xué)問題獲取知識,把知識變成教學(xué)問題進(jìn)行研究性學(xué)習(xí).過程與研究過程類似,培養(yǎng)了學(xué)生的研究能力.

(3)培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力

問題鏈教學(xué)模式中.通過對教學(xué)內(nèi)容重新的設(shè)計(jì)、組合,傳授的是本學(xué)科具有核心價(jià)值的知識,一些次要的知識可供學(xué)生自學(xué),長期下來,學(xué)生自學(xué)的能力就會得到培養(yǎng)和提高.

(4)課堂交流由單向變多向

問題鏈教學(xué)模式多采用對話、研討式教學(xué),信息在教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間交叉進(jìn)行,屬于多向交流型,活躍了沉悶的課堂氣氛.

(5)學(xué)生學(xué)習(xí)由被動變主動

問題鏈教學(xué)模式中,學(xué)生思維被激活,他們總是試圖去找出解決問題的辦法.有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動向主動的轉(zhuǎn)變.

總之,問題鏈教學(xué)模式是一種可操作的教學(xué)模式.我們認(rèn)為,若能在物理講授課型的課堂教學(xué)中,選擇若干能反映本學(xué)科研究思想、研究方法的重要課題實(shí)施 PL教學(xué)模式教學(xué),或在一次課選取一兩個重要內(nèi)容用 PL教學(xué)模式教學(xué),堅(jiān)持下去,那么,學(xué)生的問題意識、研究意識可能就會變成一種習(xí)慣,學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力就可能形成,從而有助于實(shí)現(xiàn)我們的高等教育改革的主要目標(biāo).

[1] 袁振國.教育新理念[M].北京:教育科學(xué)出版社,2002.7

[2] 黃甫全,王本陸主編.現(xiàn)代教學(xué)論學(xué)程[M].北京:教育科學(xué)出版社,1998.331

[3] 王義高.教師的益友——“問題教學(xué)”理論 [J].比較教育研究,1995,(1):1～5

[4] 安方明.論問題教學(xué)對教學(xué)論改革的意義[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào),1996,(4):117～125

[5] 趙凱華,羅蔚茵.新概念物理教程:熱學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1998.1～8

[6] 李椿,章立源,錢尚武.熱學(xué) [M].北京:高等教育出版社,1979.9～18

[7] 秦允豪.普通物理學(xué)教程:熱學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2004.12～21

2010-09-05)

鄢紅春(1964年出生),男,湖北安陸人,海軍工程大學(xué)副教授,主要從事熱統(tǒng)、固體物理課程的教學(xué)與材料物理研究.