问题链教学模式①

2012-01-23 06:13鄢红春
物理通报 2012年9期
关键词:温度计情境温度

鄢红春

(海军工程大学理学院应用物理系 湖北 武汉 430033)

传统的以知识传授和学生牢固掌握知识为教学目标的授受课堂教学模式教会了学生会“答”,但“问”的意识被削弱了.把有问题学生,教得没有问题,全懂了,全会了.袁振国教授把这种教育称为“去问题教育”.[1]物理学家杨振宁教授在评价中国学生与美国学生时指出:“中国学生与美国学生最大的区别在于中国学生不善提问题,不愿提问题”.英国哲学家波普尔说:“科学和知识的增长永远始于问题,终于问题——越来越深化的问题,越来越启发新问题的问题”、“创新始于问题”.

本文以马赫穆托夫“问题教学”理论为依据,结合多年的教学研究与实践,构建了适用于讲授课型课堂教学的问题链教学模式(Problem-Link,以下简称PL).

1 问题链教学模式

“教学模式”一词最早由美国学者乔伊斯(B.Joyce)和韦尔(M.Weil)等人提出.国内外教育理论界对教学模式概念的定义表述不完全一致.通常认为[2],教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的、较为稳定的教学活动结构框架和活动程序.它是教学理论的具体化.PL教学模式是以问题为主线,将课堂讲授的内容设计组成若干个对学生来说是未知的问题(这样的问题称为教学问题,以区别尚在探索中未知的科学问题),形成按顺序解决的逻辑链条,以问题为中心开展教学,让问题成为教学纽带的教学模式.

1.1 理论依据

问题教学的渊源可以追索到古希腊哲学家苏格拉底的对话式辩论和近代美国教育思想家杜威的“通过解决问题进行学习”的思想.而真正意义上的问题教学理论是20世纪60年代中期由前苏联教学论专家马赫穆托夫等人创立的.这一理论是前苏联发展性教学理论的重要组成部分.PL教学模式的理论依据是马赫穆托夫的“问题教学”理论[3].马赫穆托夫认为,问题教学的心理学依据是“问题性思维”理论.该理论认为,人们在认识活动中,经常会意识到一些难以解决或疑惑的实际问题及理论问题,而现有的条件没有为他提示解决问题的方法,过去的知识和经验也没有经受过验证的解决方案,这时就会产生一种怀疑、困惑、焦虑、探索的心理状态,要摆脱这种困境,主体就会积极思维,拟出以前未曾有过的新的活动办法,即完成创造性的行为,这种情境称为“问题情境”.而借以解决包含其中问题的心理过程,则叫做“问题性思维”,又称“创造性思维”或“能产性思维”.

教学问题是以课题或任务的方式专门设计出来的逻辑形式,学生以前的知识中没有对于这些课题和任务的答案,这种专门设计出来的逻辑形式旨在组织学生创造性地掌握知识以及智力和实践活动的方法,可以把这种逻辑形式理解成用语言表达的问题情境的内容,这种问题情境之所以产生是由于学生头脑中未知的解释新事实的方法和他以前的知识发生了矛盾,这时思维就被激活,思维就有了动力,就会试图去认知,试图去找出解决问题的办法.

1.2 教学目标

PL教学模式的教学目标是:师生双方通过一系列教学问题即问题链的研究性学习,让学生不仅掌握科学的知识和成果,而且还要知晓这些知识和成果获得的过程、方法和途径,目的是在传授知识的同时,强化学生问题意识,发展学生思维的独立性和创新性.

1.3 操作程序

PL教学模式实施的程序为教学从问题开始,结束时让学生带着问题离开课堂.

图1 PL教学模式程序

1.4 实现条件及策略

教师课前,需要将所要讲授的内容(可包括例题),可以是一节也可以是一章进行重新设计,创设问题情境,组成若干个教学问题,形成按顺序解决的教学问题逻辑链条,即问题链.这一阶段教师花费的时间最多,精力也最多,这是成功实施PL教学模式的关键.

教学中,注重对问题产生的历史过程的分析,注重对不同的科学流派认识问题和解决问题方法的介绍.学科教学还要注重对科学家的科学思想、科学方法的阐释.教学问题与科学问题有相似之处,内容又有所不同,主要区别在于:在教学问题中包含的只是对学生来说未知的知识,但这些知识却是人类(科学家、学者、教师)已经了解的知识.

PL教学模式不是简单的问与答.避免认为只要在课堂上提问,就是问题教学的误解.问题可划分成信息性问题和问题性问题[3].教师不断地提出问题,以了解学生掌握知识的程度.在这种情况下甚至复杂的、重要的问题,也不能算是问题性问题,因为提这些问题的目的是要学生用已有的知识作出回答,这样的问题一般激不起学生的积极思维活动.在现有的“大脑仓库“中寻觅现成的信息,并不使脑力紧张工作,这就是信息性问题.问题性问题是有关这种问题的答案既不存于学生以前的知识之中,也不存在于所提供的信息之中,而能够引起学生的智力“困窘”的这样一些问题.问题性问题包含着认识矛盾,包含着听课者尚未提示的问题、未知领域和一些新知识,为了获得这些新知识必须进行某种智力活动和一定的智力探索.在什么样的条件下问题才算是问题性的呢?首先,问题应该与以前掌握的概念和观念有着逻辑联系,也应该与在一定的教学情景中需要掌握的概念和观念有着逻辑联系;其次,必须使问题具有认识上的难度;再次,问题应该引起听课者的情感反应,使听课者在将新的东西与以前已知的东西进行对照时产生惊异感,感到现有知识、技能和熟巧的不足.

问题链教学模式主要适用于讲授课型的课堂教学.

2 问题链教学模式的主要特点

(1)强化学生的问题意识

传统的教学模式注重的是培养学生分析问题和解决问题的能力;问题链教学模式由于从问题开始进行教学,以问题为中心教学,强化了学生的问题意识,注重的是学生提出问题、分析问题和解决问题能力的全面发展.

(2)培养学生的研究能力

传统的教学模式中,注重知识传授和知识掌握;问题链教学模式中,学生通过研究教学问题获取知识,把知识变成教学问题进行研究性学习.从而培养学生的研究能力.

(3)培养学生的自学能力

在大学课堂教学中,运用传统的教学模式,教师对讲授的知识选择余地不大,课堂上须讲授完教学大纲规定的内容;问题链教学模式中.可以通过对教学内容重新的设计、组合,传授的是本学科具有核心价值的知识,一些次要的知识可供学生课后自学,长期下来,学生自学的能力就会得到培养和提高.

(4)课堂交流由单向变多向

传统的教学模式通过教师讲,学生听和记进行,属于单向输送型;问题链教学模式多采用对话、研讨式教学,信息在教师与学生之间、学生与学生之间交叉进行,属于多向交流型.

(5)学生学习由被动变主动

传统的教学模式中,学生往往是被动地参与教学;问题链教学模式中,学生思维被激活,他们总是试图去找出解决问题的办法.有利于学生的学习由被动向主动的转变.

3 问题链教学模式应用举例

温度是热学中基本概念之一.采用PL教学模式,课堂教学可设计如下.

3.1 温度

首先通过对“用手触摸放在一起的棉花和铁块,总感到铁块比棉花冷些,”及“把左手浸在热水中,右手浸在冷水中,过一段时间后,把左右手同时浸在温水中,则左手感觉到较冷,而右手感觉到较热”的两个现象的提问分析,说明最初人们通过触摸物体时的冷热感觉为基础而形成的温度概念即感觉到这个物体较冷,就说它的温度较低;感觉到哪个物体较热,就说它的温度较高,而将温度定义为表示物体冷热程度的物理量,有时会引起错觉.因此,有必要给温度一个严格而科学的定义.然后,通过建立热平衡的概念,介绍热力学第零定律,最后给出温度的科学定义.(产生问题情境1→分析情境提出问题1→找到方法解决问题1)

3.2 温标

上述温度定义是定性的,要对温度量化,即给处于热平衡系统的温度赋予一个数值,还要对温度的数值表示方法作出说明,从而引出温标的概念.随后,以摄氏温标为例,说明建立温标的三要素.最后,介绍采用摄氏温标的几种常用的温度计.(产生问题情境2→分析情境提出问题2→找到方法解决问题2)

3.3 理想气体温标

用各种不同的摄氏温度计测量同一对象的温度时,所得结果是否相同呢? 引导学生分析以氢定体温度计为标准的较准曲线实验结果,得出用不同的测量物质或同一物质的不同的测温属性所建立的摄氏温标,除冰点和汽点按规定相同外,其他温度并不完全一致.原因何在?能否找到一种不依赖物质测温属性的理想温标作为各种温标的基准呢? 这样的温标在哪里去找?引导学生分析各种不同温度计的较准曲线, 可以看出,不同的气体温标彼此是较为接近的.这就启发我们,不依赖物质测温属性的理想温标可在气体温标中寻找.随后,以定容气体温度计和定压气体温度计为例,建立起理想气体的温标.(产生问题情境3→分析情境提出问题3→找到方法解决问题3)

3.4 热力学温标

理想气体温标不依赖任何气体的个性,已朝着摆脱具体测温属性方向迈出了一大步,但还依赖气体共性.它不适用极低的温度和高温的测量.目前,它能达到的温度范围约为0.5~1 200 K.那么,是否可能建立一种完全不依赖于任何测温物质及属性的温标呢?可以,这就是建立在热力学第二定律基础上的热力学温标.热力学温标如何建立,留在以后学习.(产生问题情境4→分析情境提出问题4→存疑)

3.5 国际实用温标及温度计

在理想气体温标能适用的范围内,热力学温标常以气体温度计作为它的标准温度计,但实际测量中要使气体温度计达到高精度很不容易,它需要复杂的技术设备与优良的实验条件,还要考虑烦杂的修正因素.另外,在高温时,气体温度计失去其使用价值,怎么办?引导学生阅读国际实用温标及温度计.最后指出,目前采用的1990年国际温标(ITS-90)最低温度只能到0.65 K,有的温区测温仍不方便,国际温标还将不断完善.(产生问题情境5→分析情境提出问题5→自学)

4 结语

问题链教学模式是一种可操作的教学模式.若能在讲授课的课堂教学中,选择若干能反映本学科研究思想、研究方法的重要课题,实施PL教学模式教学,或在一次课选取一二个重要内容用PL教学模式教学,长此坚持下去,那么,学生的问题意识、研究意识可能就会变成一种习惯,学生的创新精神和创新能力就有可能形成.

参考文献

1 袁振国.教育新理念.北京:教育科学出版社,2002.7

2 黄甫全,王本陆.现代教学论学程.北京:教育科学出版社,1998.331

3 王义高.教师的益友——“问题教学”理论.比较教育研究,1995(1):1~5

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