“问题探究式”中学物理教学模式初探

现代教育目标明确要求：中学物理教学法必须以学生发展为本，以物理知体系为载体，“培养学生的创新精神和实践能力、提高学生的科学素质为目标、逐步培养学生的学习能力和研究能力，最终达到全面提高素质、发展个性、形成特长的目的。传统的教学法以灌输式为多，课堂教学若继续沿袭这种模式，就无法实施索质教育。
　　
　　学生的学习是对知识的主动建构过程，同时学生要主动地构建对外部信息的解释系统。学生的认知能力必须通过实践才能逐步提高，用所学的知识去解决实际问题。正好使学生在理论联系实际的过程中提高认识能力，充分发挥想象能力，培养创新能力，所以必须让学生在学习的过程中主动去探索、发现问题，并用所学的知识去研究、解决问题。
　　
　　“问题探究式”教学是以问题解决为中心，注重学生的独立钻研，着限于思维和创造力的培养。由教师根据数学内容及要求，创设问题情景，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识，培养学生的创造能力。它重视知识的获得，更重视学生获取知识的过程，该教学法改变了传统课堂数学法中由教师单向传递信息的做法，建立了师生之间的民主、平等、和谐，多向思维交流的新型关系，在探究式教学过程中，教师创设情景启发和鼓励学生自己发现并提出问题，充分设想、发表见解，进而设计实验，主动探索，创造性地解决问题。它具有的特点是：
　　
　　1.问题是教学的开端
　　
　　问题的存在本身就激发学生的求知欲和探究欲，这对教学的开展和创造性思维的启动是非常有利的。因此，教师在教学伊始首先创设问题情景，促使学生头脑中产生有指向性的疑问。
　　
　　2.问题是教学的主线
　　
　　问题不仅是激发学生求知欲和创造冲动的前提，而且是学生吸收知识、锻炼思维能力的前提，问题应存在于整个教学过程中，应使教学活动自始至终围绕着问题的探究和解决展开。
　　
　　3.问题是教学的归宿
　　
　　教学最终结果不应是用所授知识消灭问题，而应是在初步解决问题的基础上引发新的问题，这些新问题出现的意义不仅在于它能使教学法延伸到课外，而且还在于它能最终把学生引上创造之路。其主要程序是：创设情景，提出问题，发散思考，科学猜想，设计实验，探索研究，检验猜想，得出结论，迁移运用，指导实践。
　　
　　下面以“光的折射”一课为例，淡谈“问题探究式”教学模式在课堂教学中的具体应用。
　　
　　“光的折射”这一课题中折射定律和折射率是高中光学的重点内容，特别是折射定律的得出，传统的课堂教学和教学设计；教师演示实验，学生观察实验，教师引导学生分析实验结果，得出折射定律，从效果上看，学生也能用折射定律来解决一些问题，但是从创新能力培养来看，学生处于被动接受知识和被动发展的位置上，只能算学会，不能算会学。而利用问题探究式教学，由学生充分思考，大胆猜想，设计实验，主动探索，分析实验结果，得出定律。学生自始至终作为主体参与教学过程，充当主人的角色，保持着主动性、积极性、探究性，真正体现了“教师为主导，学生为主体”的思想，发展了学生的思维能力和创造能力。
　　
　　应用“问题探究式”教学模式来对课堂教学可做如下设计：
　　
　　1.创设情景，提出问题，激发兴趣
　　
　　先让全体学生来做一实验，在碗中放一硬币，放在一定的高度刚好看不见碗底的硬币，再倒入适量的水，请学生仔细现察实验现象。原来看不见得的硬币倒人水以后看见了，引起了学生极大兴趣。此时，教师提出要圆满地解释这一现象，就是这一课要学习的“光的折射”。然后，出示一块两面平行的玻璃砖，让一束激光从空气射到玻璃砖表面，学生观察到一部分光被反射，还有一部分光进入玻璃之中，教师指明这就是光的折射现象。转动玻璃砖，并请学生继续观察实验现象：光由空气斜射介质时，入射角大于折射角；光由介质斜射入空气时，入射角小于折射角；入射角增大，折射角增大；入射角减少，折射角减少。随即教师提出问题，除此定性的关系外，入射角和折射角之间究竟有什么定量的关系？
　　
　　2.发散思考，大胆猜想，引发探究意识
　　
　　鼓励学生大胆猜测：如果你是历史上第一个研究入射角和折射角定量关系的人，你认为它们之间应该是一种什么关系呢。同时引导学生从不同的角度，沿不同的方向对问题进行思考。指出科学猜想是研究自然的一种重要的思想方法，它不是无根据的幻想，而是在客观事实上的一种猜想。证实这些猜想是否正确的基本方法是实验，被实验肯定的，就是自然规律；被实验否定的，应该放弃，重新提出猜想，再用实验来检验。在这一环节中，要充分让学生提出各种各样的想法。
　　
　　3.设计实验，分组探索，寻求规律
　　
　　教师提出问题：(1)要证实这些猜想是否正确，研究的基本方法是实验，如何设计实验?(2)列出所用的器材，讨论具体的步骤和在操作中应观察、记录和注意什么?经过分析综合，确定用“插针法”来进行实验，测出入射角为

、

时的折射角。
　　
　　在此环节中，学生以两个人为一个小组，像科学家那样兴趣盎然地开始按设计的方案实验，边做边记，教师巡视，注意操作是否合理，数据记录是否正确，并做个别辅导。学生在教师的指导下，积极、主动地和教师、同学、教材、教具相互作用，进行信息交流，形成了一种和谐、民主、平等、合作的教学气氛。学生在探索中，提高了实际动手能力、分析和解决问题的能力和创造能力。
　　
　　4.综合分析，检验假设，得出规律
　　
　　学生根据实验结果，列表比较分析、计算、检验。归纳结论。以组为单位，推举代表发言，最后教师引导学生总结光的折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。教师展示几组实验做得好的同学的数据表，供大家参考，交流。由于学生亲身实验，再对数据进行比较、概括。分析，思维加工，总结结论，经历了科学家一样的探索过程，使学生明白发现总是要经过曲折艰辛的过程，培养学生为科学献身的精神。同时启发学生，人类认识自然规律总是经过实践、假设，再实践、修正假设不断探索的过程。
　　
　　5.移植应用，亲身实践
　　
　　教师投影出示练习题。例题：一束光以

的入射角从空气射入某种介质，折射角为

，求：(I)介质的折射率n；(2)若入射角减少

；介质的折射率n；(3)若光以

的入射角由介质射入空气，折射角r。实践题：让学生课外去找一个广口瓶和一根有刻度的直尺以及足够的水，设计一实验粗略测定水的折射率。教师组织学生运用结论解决一些实际问题，促使学生巩固和理解知识，也是学生把知识、技能转化为能力和索质的延续。
　　
　　最后，让学生回顾本节课的探究过程：发现问题、进行猜想、探索研究、得出结论、指导实践。提出这是研究物理规律的一种基本思路。在整个教学过程中，不只关注掌握知识结论，更注重学生对知识过程的理解，坚持学生活动的互动性，让学生通过观察实验，独立思考和主动探究，逐步理解和掌握知识的发生过程和认识其内在联系，建立良好的知识和能力结构。通过探究性的教学，使学生的知识、智能、品德、心理等都得到和谐的发展，成为具有创造性的思考和解决问题的现代人才。