鄭金山 陳金貴
摘? ?要:?jiǎn)栴}解決情境的教學(xué),是以問(wèn)題解決為導(dǎo)向來(lái)展現(xiàn)物理課堂教學(xué)師生雙邊教與學(xué)的互動(dòng)過(guò)程,充分體現(xiàn)學(xué)生在教與學(xué)中的主體地位。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題解決情境的教學(xué),找尋問(wèn)題解決的途徑,可以提高自主探究學(xué)習(xí)的水平,培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的綜合能力,并內(nèi)化為物理學(xué)科特性的品質(zhì),發(fā)展科學(xué)思維和培養(yǎng)創(chuàng)新能力,提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}解決;創(chuàng)設(shè)情境;科學(xué)思維
問(wèn)題解決是以培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力的學(xué)習(xí)活動(dòng)。即在不同的物理情境中,以有效的方法處理問(wèn)題,以合適的策略解決問(wèn)題,發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)。物理教師必須以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維,重視培養(yǎng)學(xué)生基于問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)力。為了實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)低起點(diǎn)高落點(diǎn),通過(guò)問(wèn)題解決的教學(xué)促進(jìn)核心素養(yǎng)的達(dá)成,有效的方法是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題解決情境,找尋問(wèn)題解決的途徑。那么,物理教學(xué)該如何創(chuàng)設(shè)問(wèn)題解決情境,提升物理“科學(xué)思維”素養(yǎng)呢?
1? 創(chuàng)設(shè)邏輯性問(wèn)題解決情境,提升學(xué)生的理解力
邏輯思維能力是指正確、合理思考的能力。創(chuàng)設(shè)邏輯性問(wèn)題解決情境,采用科學(xué)的邏輯方法,通過(guò)科學(xué)思維的推理,從而準(zhǔn)確表達(dá)自己思維過(guò)程的能力[ 1 ]。因此,通過(guò)創(chuàng)設(shè)邏輯性問(wèn)題解決情境,傳授物理研究方法,訓(xùn)練創(chuàng)新的科學(xué)思維,提升學(xué)生的理解力。
物理教學(xué)中,教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)邏輯性問(wèn)題解決情境,將實(shí)際問(wèn)題中的對(duì)象和過(guò)程轉(zhuǎn)化成所學(xué)的物理模型,在新情境中引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)靈活解決實(shí)際問(wèn)題,提高理解能力。
2? 創(chuàng)設(shè)類比性問(wèn)題解決情境,提升學(xué)生的遷移力
類比是重要的思維形式,也是一種特殊的證明方法。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,把一些較為典型、學(xué)生熟悉的物理過(guò)程或系統(tǒng)與比較直觀的物理模型進(jìn)行類比。借助已知物理模型的規(guī)律和性質(zhì),結(jié)合物理過(guò)程進(jìn)行類比,推出與之相應(yīng)的未知規(guī)律和性質(zhì) [ 2 ]。所以,通過(guò)類比引入概念,創(chuàng)設(shè)類比性問(wèn)題解決情境,可以將對(duì)較為熟悉的具體的概念理解遷移到陌生的抽象的概念學(xué)習(xí)中,提升學(xué)生的遷移力。
在物理教學(xué)中,像這樣創(chuàng)設(shè)類比性問(wèn)題解決情境,簡(jiǎn)化物理情境,使問(wèn)題的解決變得簡(jiǎn)捷,從而更好地理解物理概念,以達(dá)到舉一反三,觸類旁通的效果。有利于建立起知識(shí)之間的橫向和縱向的聯(lián)系,有利于提出新的思考問(wèn)題,提高學(xué)生的遷移能力。
3? 創(chuàng)設(shè)假設(shè)性問(wèn)題解決情境,提升學(xué)生的想象力
假設(shè)性問(wèn)題解決情境,是科學(xué)研究中常用的一種思維方法,也是物理學(xué)中一個(gè)重要思想。采用假設(shè)法來(lái)分析推理,把思維的觸角盡量向各個(gè)方向延伸,往往能夠突破思維障礙,找出新的解題途徑[ 2 ]。在高中物理教學(xué)中,為了啟迪學(xué)生思維,創(chuàng)設(shè)假設(shè)性問(wèn)題解決情境,啟發(fā)學(xué)生思考并對(duì)所學(xué)知識(shí)加以理解,培養(yǎng)其發(fā)散性思維能力,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。
如在“超重與失重”的教學(xué)中,教師讓學(xué)生做體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn):“豎直提拉掛有鉤碼的紙帶,讓紙帶斷裂?!边祝垘悄軌虺惺軆蓚€(gè)鉤碼的重力呀!在提拉一個(gè)鉤碼的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,紙帶為什么就斷掉呢?學(xué)生的疑問(wèn)油然而生,繼而引發(fā)學(xué)生提出猜想假設(shè)“在提升過(guò)程中,是不是砝碼對(duì)紙帶的拉力發(fā)生變化了呢?”接著用DIS力傳感器來(lái)提拉鉤碼做實(shí)驗(yàn),由此得到彈力隨時(shí)間變化F-t圖象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)明白了剛才實(shí)驗(yàn)紙帶斷裂的原因,建立超重或失重的概念,同時(shí)又引發(fā)新的探究問(wèn)題“什么情況下會(huì)發(fā)生超重現(xiàn)象,什么情況下會(huì)發(fā)生失重現(xiàn)象?”根據(jù)DIS實(shí)驗(yàn)獲得的F-t圖象進(jìn)行分析,為猜想假設(shè)出產(chǎn)生超重或失重的條件提供了事實(shí)依據(jù),最后引導(dǎo)學(xué)生來(lái)制定和設(shè)計(jì)驗(yàn)證“超重或失重產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)方案[ 4 ]。所以,創(chuàng)設(shè)假設(shè)性問(wèn)題解決情境,通過(guò)假設(shè)、驗(yàn)證,再假設(shè)、再驗(yàn)證……不斷地將探究延續(xù)和深入下去,提高學(xué)生的想象能力,凸顯探究成效。
另外,創(chuàng)設(shè)假設(shè)性問(wèn)題解決情境,往往在物理解題中尤為重要。有等效假設(shè)、極端假設(shè)和反面假設(shè)的運(yùn)用策略;有現(xiàn)象假設(shè)、參量假設(shè)和過(guò)程假設(shè)等內(nèi)容要素[ 2 ]。通過(guò)這些情境的設(shè)置,啟迪思維,在論證“假設(shè)”的過(guò)程中獲得成就感,在問(wèn)題解決的潛移默化中感悟科學(xué)方法,科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,進(jìn)而強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。
4? 創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)性問(wèn)題解決情境,提升學(xué)生的創(chuàng)造力
探究設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)問(wèn)題求解的過(guò)程。它就是在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,制定探究方案,制定實(shí)驗(yàn)、評(píng)估、優(yōu)化的過(guò)程。探究設(shè)計(jì)本身也是一個(gè)問(wèn)題情境,讓學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中,逐步實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生的創(chuàng)造力。
如在“傳感器及其應(yīng)用”教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題“白天忘了關(guān)燈,電燈不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,怎么辦?”通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖2所示的“聲控?zé)粝到y(tǒng)”。學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)感到滿意,提出了許多優(yōu)點(diǎn):(1)方便。走在樓道上的人如果發(fā)出一定量的聲響,就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮電燈,可以不要刻意去找墻上的開關(guān)。(2)節(jié)電。延續(xù)一會(huì)兒時(shí)間,電燈又會(huì)自動(dòng)熄滅,不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)明燈而耗能。在此基礎(chǔ)上,教師適時(shí)追問(wèn)學(xué)生:“聲控?zé)簟边€存在哪些問(wèn)題?學(xué)生經(jīng)過(guò)探索發(fā)現(xiàn):(1)如果在白天發(fā)出聲響時(shí)燈也會(huì)應(yīng)聲而亮,那么你有什么辦法解決?(2)如果晚上無(wú)人走動(dòng)時(shí),樓上隔壁有人大聲說(shuō)話或者有意外聲響時(shí),高靈敏的聲控?zé)粢矔?huì)應(yīng)聲而亮。假如要避免這一情況的發(fā)生,你有什么好方法?就這樣創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,學(xué)生很感興趣,順勢(shì)在課堂上就提出了幾許辦法,并使問(wèn)題得以解決,創(chuàng)新思維源源不斷。如:(1)增加一個(gè)光控開關(guān)串聯(lián)在電路里,白天光控開關(guān)斷開,聲音再大燈也不會(huì)亮。(2)把聲控?zé)魝鞲衅鞯撵`敏度調(diào)得低一些。
創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)性問(wèn)題解決情境,與生活實(shí)際相聯(lián)系,激發(fā)探究的興趣。引導(dǎo)學(xué)生自主探索并解決問(wèn)題,提升科學(xué)思維素養(yǎng),培養(yǎng)了問(wèn)題解決的能力,創(chuàng)新源泉得以激發(fā),創(chuàng)造力得到培養(yǎng)和提升。
總之,培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的綜合能力,是基于問(wèn)題探究的科學(xué)思維,它是物理的核心素養(yǎng)之一。探索問(wèn)題解決情境化教學(xué)模式,可以讓學(xué)生在自主、合作的探究過(guò)程中構(gòu)建知識(shí)體系,訓(xùn)練基本技能,掌握科學(xué)方法,升華情感體驗(yàn),構(gòu)建物理教學(xué)高效課堂。
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