浅谈问题连续体在物理教学中的应用

宋月珍

(忻府区教师进修学校,山西忻州034000)

浅谈问题连续体在物理教学中的应用

宋月珍

(忻府区教师进修学校,山西忻州034000)

文章在简要归纳了几种比较流行的问题分类后,重点介绍了“问题连续体”的概念以及与连续体中不同问题状态所对应的认知水平;用“问题连续体”作为基于问题的物理教学的设计工具,分别研究陈述性知识教学的问题连续体设计、智力技能教学的问题连续体设计、认知策略教学的问题。

问题连续体;物理教学;连接体

基于问题的物理教学是指在物理教学中把教与学,教师的主导作用与学生的主体作用有机地结合起来,让学生在教师创设的问题情境下提出问题并进行独立探索,使教始终围绕学生的学展开,增强学生的参与意识,培养学生发现问题、解决问题的能力和创新精神。它是改变当前中学物理教学“教”与“学”严重脱节、课堂教学效率低下、学生厌学物理的现状的重要策略之一

一、问题连续体理论

英国的学校教育工作者认为“负责传授知识和培养学生工作能力和公民意识的工作者需要一座连接人类智能理论和学生课堂学习的桥梁”,这桥梁就是“问题连续体”。通过“问题连续体”教学,将接受性学习与探究性学习结合起来,将课内、课外的学习与研究活动结合起来,将自主学习与师生合作学习结合起来开发学生的潜能.

心里学家们认为富有挑战性的真实性问题,经常是激发学生创造欲,激活其潜能的利器,美国亚利桑那大学心理学教授(june maker)明确指出:“问题的解决,将成为21世纪课程的核心”。她用15年的时间创造了一个多元智能的“问题连续体”即在课堂教学中,以“解决问题”为基本教学策略,将传授知识与培养能力融合在一个统一的过程中,循序渐进地由接受、掌握知识到灵活运用知识解决实际问题,并发展为创造活动。

问题连续体——根据对于问题提出者和解决者而言,按所给问题、解决问题的方法、和解答是否已知、把问题解决情景进行分类。

第一类的特征是:对于问题提出者和解决者而言,问题和方法均是已知的,但是只有问题的提出者才知道答案,问题解决者的任务是应用自己已知的方法去求问题提出者所知道的答案。物理中:例如:m=5千克 g=9.8牛顿/千克G=?是第一类型的问题。

第二类的特征是:问题提出者和解决者都知道所提出的问题,而问题的提出者既知道问题的解法,也知道问题的答案,但对解题者两者都不知道,在物理中,例如:一个运动的物体在受到外力作用后,运动情况如何变化?

第三类的特征是:问题的解法和解可能都是多元的,只有问题的提出者知道问题的解法和答案,在物理中例如:一杯水中有冰块,冰块融化后,杯子中的水面是否变化,怎样变化?

第四类的特征是:有一个清楚定义的问题,但是存在着无数个解法和无数个解答,对于问题提出者而言,他心中还没有可行的方法和正确的解答,如果你给学生一个物体,然后学生以这个物体的运动情况作为答案,要学生建构尽可能多的问题,并使该问题的答案恰恰是所给物体的运动情况,这里可采用的方法有无数个,而解答的情况也是无限个。例如:物体在受到一个力、两个力、三个力或几个力作用下都有已知物体的运动情况。

第五类的特征是:对于问题的提出者和解决者而言,问题、方法、答案都是未知的,例如:描述一个物体的运动情况,可以用你所知道的尽可能多的物理知识去理解和表示它,在这类问题的情景中在解决问题之前,问题的解决者必须自己先定义问题,这类问题允许个人发挥最大限度的创造性,也要求具有“发现或定义问题”的能力。

上述五种类型的问题给人一个感觉是结构性递减,由收敛思维——发散思维——创造性思维——最富有创造性的思维。

二、问题连续体在物理中具体运用案例

第一,对静止在水平面上的物体A和水平面上作匀速直线运动的物体B进行受力分析。这一层次练习的“问题”均已知,方法就是运用一般受力分析方法,只要掌握受力分析的要领并根据运动情况就可解决这一问题,这是对物体进行受力分析最基础的。

第二,水平面上的物体A受到一个水平推力F,物体A与水平面之间的最大静摩擦力是f,试分析物体A在推力F作用下的运动情况。这一层次练习的题目要求虽然明确,但答案不能现成取得,解题方法隐蔽,该问题需要学生讨论F与f之间的关系,才能获得运动情况。即F>f物体A在水平面上作加速运动;F≤f物体A静止在水平面上。

第三,质量为2m的物体A与质量为m的物体B紧挨在一起放在水平地面上,物体A与地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物体B与地面的动摩擦系数为μ,在水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用是多少?这一层次练习的问题也很明确,但由于选取了一个连接体使问题复杂,这样分析问题和解决问题就要针对连接体而言。

F(A对B)=1/3(F+2μmg)

第四,物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,mA=2kg mB=6kg A、B间的最大静摩擦力为10N,要保持A、B相对静止。(1)当F作用在A上,F=16N时,A、B加速度是多少;(2)作用在A上的水平向右的力最大值是多少;(3)作用在B上的水平向左的力最大值是多少?这一层次的练习方法和答案均是未知的,学生要根据自己学过的知识进行逻辑思维,合理分析,才能求得答案。

1.当F作用在A上,F=16N时,如果AB一起运动,则有a=F/(mA+mB)=2m/s2。

单独看A物体,此时的摩擦力F-f=mAa,可得f=12N >10N所以A、B发生相对滑动,摩擦力f=10N,A的加速度为(F-f)/mA=3m/s2,B的加速度为f/mB=1.67m/s2。

2.力作用在A上,当A、B即将相对滑动时f=10N,此时单独分析B.f=mBa a=10/6=1.67m/s2。

整体分析AB.F=(mA+mB)a=13.36N即为作用在A上最大的力。

3.F作用在B上,AB即将相对滑动,f=10N

单独分析A f=mAa a=5m/s2

整体分析AB F=(mA+mB)a=40N即为水平向右的作用在B上的最大值。

三、问题连续体的意义

第一,问题解决的实践活动是实现多元教学价值观的基本途径和方法,无论是开发学生的潜能还是发展学生健全的人格,都必须要有“问题解决”的行为过程和情景。发现=潜能+情景。

1.学生通过感知、理解并在实践中运用所学知识解决问题的过程中才能真正掌握知识。

2.学生是在学习和运用所学知识解决问题的实践活动过程中发现和开发多元智能的。

3.品格认知并不能直接推动人的行为过程,只有身处在一定情景的解决问题的实践过程中,通过情感体验与意志磨练,形成对品格认知的较为稳定的价值判断。即信念才能自动、自律,从而养成良好的品格。

4.只有在解决问题的实践活动中才能掌握获得知识的方法。

第二,问题连续体涵盖了接受性学习和研究性学习,循序渐进,开发潜能。传统的以知识的传承,信息的获取和保存为中心,学生以学习接受间接知识为主,教师讲解知识概念、技能、原理,学生习诵、模仿和练习,这就是接受性学习。

而研究性学习是指教师不把现成结论告诉学生,而是学生自己在教师指导下发现问题,探究问题,获得结论的过程。

[责任编辑:冯 霞]

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