“基于问题的学习”理论在物理教学中的应用与研究

赖金董

摘要：“基于问题的学习”理论与我国当前的教学改革所提倡的诸多模式如研究性学习、发现式学习以及启发式教学在基本理念上具有极大的相似性， 与当前的教育改革趋势具有一致性，因此对物理教学改革具有很大启迪意义。本文以问题的学习理论为指导，结合自己物理教学实践，从新授课、习题课、实验课三个方面的教学案例进行分析，然后提出物理教学中运用问题学习理论的建议。

关键词：物理教学;基于问题的学习;问题;

一、引言

（一）问题提出

“基于问题的学习”不仅能够促成学生学好一门课程，更重要的是锻炼了学生的综合素质，有效地提高他们的发现、分析、解决问题的能力。

（二）研究现状

“基于问题的学习”理论的研究。主要有以下两个方面：

1.理论层面的研究

王较过，范范指出：“基于问题的学习”是指以问题为核心，借此过程发展高层次的思维技能、培养学生解决问题的能力、自主学习能力与合作能力的教学方法[1]。杨为民，杨改学指出：“基于问题的学习”的探究教学，改变了传统的课堂教学将知识从现实分离出来的弊端，使学习从此变得有意义[2]。”

2.实践层面的研究

徐海洪指出：“基于问题学习是问题为核心，让学生围绕问题展开知识的建构，籍此过程促进学生灵活掌握基础知识和发展高层次的思维、解决问题能力以及自主学习的能力[3]”。

（三）研究思路

依据“基于问题的学习”理论对本人在教学实践中典型案例进行分析，提出在教学设计中如何利用“基于问题的学习”理论进行教学，以提高教学的效果。

二、“基于问题的学习”理论概述

（一）产生背景

籍新课程的要求，物理教学引入“基于问题的学习”理论的教学模式来顺应物理学科的现状和发展趋势，完成新课改的要求。

（二）基本观点

“基于问题的学习”是一种教育途径，组织课程与教学的过程中，教师需要精心设计一个接近学生生活的问题情境、为学生提供适当的指导帮助。

（三）运用于教学的意义

“基于问题的学习”教学很好的满足师生之间交流的需求，是学生通过问题的思考与解决，不仅学习了知识而且学到了解决问题的方法，学习兴趣得到了激发，逻辑思维、解决问题的技能得以培养。

三、“基于问题的学习”理论视角下的教学案例分析

（一）新授课中的问题设计

新授课就是建立概念、规律的课，由于物理概念、规律都是观察实验与抽象思维相结合的产物，因此教学中要重视通过实验观察丰富学生的感性认识，更要重视启发学生利用科学的思维方法对物理现象进行分析，在此基础上完成概念与规律的建立，由此可以看教学中的分析环节正是我们设计问题的最佳时段。

案例1：自由落体概念的建立

自由落体指的是在不计空气阻力的情况下，初速度为零的物体沿竖直方向向下的运动。建立这个概念需要科学方法的指导。教师进行如下的设计：

1.問题（1）：落体运动很常见，我们应当选择哪种情景作为研究对象？

2.实验：

（1）同时释放硬币和白纸，发现硬币先落地，即质量大的先落地。

（2）同时释放纸张和纸团，发现纸团先落地，即质量相同的物体落地的快慢不一样。

（3）同时释放金属板与纸团，发现纸团先落地，即质量小的先落地。

3.问题（2）：是什么原因造成落体的运动出现如此复杂的现象？我们应该选择怎样的研究对象进行落体运动的研究？

4.发言：学生讨论，代表发言。

5启发：教师在学生发言的基础上，分析说明如果我们考虑空气阻力的影响，物体运动情况十分复杂，无法进行研究。选择哪种情形的落体运动才有利于我们的研究？

6.讨论：学生再次讨论，一致认为应选择不计空气阻力的情形才有利于问题的研究。

7.总结：教师归纳学生意见，指出落体运动的研究对象应当是初速度为零不计空气阻力的影响，沿竖直方向下落的运动，从而建立自由落体运动的概念。

分析：教师不是采用灌输式的方法直接给出自由落体运动概念，而是在提出问题的基础上，通过演示实验展示一般情形下落物体的运动现象，让学生发现在空气阻力因素的影响下，物体的下落情形十分复杂，并提出问题让学生分析原因，思考研究对象的选择，启发学生找出问题的答案，激发了学生的求知欲，培养了学生的思维能力。

（二）习题课中的问题设计

在物理习题教学中，问题串的习题教学方法，将改善一些现存的教学缺点。在教师展示题目之后，通过教师针对题目所设计好的问题，有层次、有顺序的的将题目逐一引给学生，使学生在教师引导下，带着逐个问题，由表及里、逐步深入直至解答出题目，甚至引申于同类题目，或更深层的题目。

案例2：摩擦力的综合问题分析

如图所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上，则（ ）

A.P向下滑动

B.P静止不动

C.P所受的和外力增大

D.P与斜面间的静摩擦力增大

1.问题：物体P在放物体Q之前各个力的方向如何？

2.讨论：物体P静止于固定的斜面上，处于平衡态，受竖直向下的重力，垂直斜面的支持力，沿斜面向上的静摩擦力。

3.分析：沿斜面向上的静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力即：，得。

4.问题：物体P在放物体Q之后各个力的方向如何？

5.讨论：物体P受竖直向下的重力，垂直斜面的支持力，沿斜面向上的静摩擦力，物体Q对上表面的压力。

6.分析：叠放后对P，Q整体受力分析，，故P仍静止不动，P所受合外力，所以A，错误，B正确。开始时，放上Q后，静摩擦力增大，D正确。

分析：教师不是采用灌输式的方法直接给出正确答案，而是在展示题目的基础上，通过提出问题，启发引导学生受力分析，在教学过程中逐步带领学生分析得出结论，培养学生解题的思维习惯和思维能力。

（三）实验课中的问题的设计

要让学生成为课堂的推进，要以问题为引导，使实验课成为“探究性”实验课。

案例3：探究机械能守恒定律

布置学生課前认真预习实验目的、器材、原理、步骤。

1.问题（1）：什么是机械能守恒定律？

2.回答：在只有重力或弹力做功的物体系内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能不变。

3.问题（2）：如何验证机械能定律？

4.回答：利用自由落体运动，物体的重力势能和动能相互转化，总的机械能守恒来验证。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h及计算出瞬时速度v，从而验证物体在自由下落过程中重力势能的减少量与物体动能的增量之间的关系。

5.问题（3）：实验时，接通电源和释放纸带的顺序是怎样的？为什么？

6.回答：先接通电源后释放纸带，这样可以节约纸带。

7.实验：教师先演示，然后指导每个学生亲自动手完成实验，并完成报告。

8.处理：利用学生实验得到的数据进行验证。

9.问题（4）：为什么动能的增加量始终小于重力势能的减少量？

10：讨论：学生分组讨论，代表发言。

11：启发：在发言的基础上启发，物体下落过程受哪些力？纸带和限位空间有没有摩擦？

12：总结：引起实验误差的主要原因是，物体受空气阻力，纸带受摩擦力，均做了负功。

分析：整个课堂过程，很多时候都是由教师提出引导问题来推动进行，教师先演示，后让每个学生都动手做实验，增强了每个学生的动手能力。

四、“基于问题的学习”理论的教学建议

（一）如何进行理论教学

在新授课的教学过程中教师要在提出问题的基础上，通过演示实验展示现象，启发引导学生得出的概念、规律，在此过程中培养学生的思维能力，分析和解决问题能力。

（二）如何进行习题教学

在习题课的教学中教师应在展示题目的基础上，通过提出问题，启发引导学生分析，得出结论;要注意对学生进行及时的引导启发，培养学生的“问题意识”，问题也可以在课堂上让学生自己提出。

（三）如何进行实验教学

在实验课的教学过程中教师要通过提问题来更好地了解实验目的、理解实验原理、完成实验操作、处理实验报告。通过基于问题学习模式的教学，让学生逐步形成一种以学生为主体的有效学习方式，促进发现问题、解决问题能力的提高和可持续发展。