“物理问题解决”教学的实验研究

樊丽娟，张 林，谭德斌，杨 梅

（ 1．铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300；2．铜仁市第二中学，贵州 铜仁 554300；3．铜仁市教育局，贵州 铜仁 554300 ）

“物理问题解决”教学的实验研究

樊丽娟1，张 林2，谭德斌1，杨 梅3

（ 1．铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300；2．铜仁市第二中学，贵州 铜仁 554300；3．铜仁市教育局，贵州 铜仁 554300 ）

在本课题组的“物理问题解决”教学的理论探讨基础上进一步作出实验研究。旨在结合我们的教学实践与思考，探讨一种适应新课程需要的教学方式——“物理问题解决”教学。

物理问题解决； 实验研究； 教学策略； 教学方式； 受试

1．物理问题解决及其教学策略表述

简单地讲，凡是解决物理问题的活动都可以称为物理问题解决。传统的教学中也有问题解决，我们所关注的是具有一定的难度、需要一定的程序和方法、能够培养学生掌握解决问题能力的物理问题。新课程强调的物理问题解决就属于此类问题。目前，对问题解决的定义已有很多，美国安德森的提法“将问题解决定义为任何受目标指引的认知性操作序列”最为广大教育者所接受。据此，物理问题解决可以这样定义：面临一个具有一定新意的物理问题，力图寻找有关的概念、规律、方法去解决这一问题的一个心理过程。

本课题组在之前对“物理问题解决”已作了粗浅的理论探讨，提出了在物理概念、规律和习题一系列问题解决教学中的相关策略，现将这些策略总结如下。

第一，在概念和规律的教学中运用的教学策略有：

（1）重视创设发现问题的物理情景，凸显学生认知结构上的不足，激发学生学习动机。

（2）通过形成概念、规律的一般方法的应用，使学生掌握物理概念和物理规律教学的一般过程。

（3）理论联系实际，运用概念、规律分析解决实际问题，巩固、深化、活化知识。

第二，在物理习题的教学中运用的教学策略有：

（1）在某章或某单元的教学中，根据教学需要和学生实际情况，建立“最小问题集”，优化选择例题和习题。

（2）明确完成练习的基本过程：读审、计划、求解、验讨。其中“计划”是最重要的一个环节，要重视物理问题的解决方案。

（3）通过练习的训练，让学生初步掌握解题中常用到的科学思维方法：分析与综合的方法、系统的方法（整体法、隔离体法）、守恒法、数学的方法（图解法）等。

2．实验目的

检验上述提出的教学策略能否最大限度地发挥学生学习物理的主动性和积极性，培养学生的物理应用意识、抽象思维能力、创新思维，提高分析问题、解决问题的能力，使学生从真正意义上摆脱“题海战术”的困扰，学得轻松、自信。

3．实验方法

3．1．受试对象

实验对象为贵州省铜仁市二中（市重点中学）高一（5）班、高一（6）班、高一（8）班。三个班级的基本情况见表1。

表1 班级基本情况表①②

3．2．受试时间

2009年3月至2009年7月第一学期、2009年8月至2010年1月第二学期。

3．3．教学内容

高一下学期和高二上学期的高中物理教材（人民教育出版社）的所有章节内容。

4．教学案例与分析

以高二物理《第十三章 电场·第二节 电场 电场强度》为案例，设计本节课的教学、进行课后教学反思，并对受试的三个班级关于该单元的测试情况作对比总结。

4．1．教学设计简案

教学设计简案见表1。

表1 教学设计简案

续表1 教学设计简案

4．2．教学反思

本节是物理概念和物理规律的教学。探究电场强度的大小和方向，学习物理学的重要研究方法，培养学生分析问题和解决问题的能力及实验探究能力是本节课的重点，同时，探究电场强度的大小和方向又是难点。为此，在教学中结合讲授采取投影、Flash课件展示和实验探究的传统和现代相结合的教学方法。笔者通过一个演示实验创设物理情景，使学生发现并提出问题：相互作用的电荷没有接触，它们的作用力是怎样产生的？由此引入新课。

为了培养学生的科学探究能力和解决问题的能力，笔者将原课本中的部分演示实验改为学生实验，让学生在实验探究的基础上，进一步相互间展开交流讨论，教师再给予适当启发引导，得出电场强度的概念和电场叠加原理。在内容的处理上尽量做到详略得当，主次分明，发挥学生的学习主动性，如对电场概念的形成和练习题的处理，尽可能由学生完成。而把主要精力放在探究电场强度的大小和方向上；在重点和难点的处理上，师生一道通过科学探究并结合教学渗透物理学的“控制变量的方法”、“转换法”等研究方法，达到教学目标的实现。

4．3．教学实验分析

在第十三章单元的测试中，实验班的平均分、及格率、最高分、优良率都远比同年级其他班级高，分析见以下表2和图1。

表2 班级平均分、及格率、最高分、优良率分析表

图1 班级平均分、及格率、最高分、优良率分析图

教学实验表明，在一年的实践教学阶段中，学生的物理思维得到了一定的训练，学生较好地掌握了物理问题解决的一些思维方法，学习成绩有较大的提高，说明物理问题解决教学取得了一定的成效，同时也说明了本文所总结与运用的教学策略对于促进中学物理教学实践具有一定的指导意义。

5．对“物理问题解决”教学的两点认识

5．1．传统教学方式与“问题解决”教学方式相互补充和促进

传统教学方式有利于学生系统地掌握知识和形成技能，有利于使学生形成较完整的知识结构，但是它不利于培养学生物理思维能力和创新能力，对于物理科学方法的学习也不是最好的途径。而“问题解决”教学没有现成的模式和套路，它注重创设问题情景，注重培养学生提出问题和解决问题方法的探索，这有利于培养学生创造性思维能力和自觉运用物理知识分析问题、解决问题的意识。我们不能将两种教学方式割裂开来，这是因为，使学生掌握知识、形成技能是基础，培养能力尤其是创新思维能力是主要目的。传统教学方法为“问题解决”教学提供了必要的知识技能基础，而“问题解决”教学又提高了传统教学的质量，真正地达到提高教学效率的目的。作为教师，要善于将这两种教学方式相互补充，使之相得益彰。

5．2．培养学生提出问题的能力是解决问题的基础

首先，教师要善于创设各种物理情景，如通过日常生活、自然现象和物理实验等将学生引入一种与物理问题有关的情景中来，鼓励学生大胆质疑，并尝试用语言正确地表述这些问题，这样能使物理学习更具有探索性，也更能使学生的潜能得到开发。其次，要充分利用学生原有的知识基础，调动学生学习的积极性和主动性，提出问题后，在教师的引导下，经历探究、解决问题的过程，使学生获得解决问题的方法和能力的训练同时也体验到成功感，更加激发了学生的求知欲。

注 释：

① 三个班级在高一上学期时为平行班，高一上学期的半期和学期考试成绩基本一致。即三个班在高一上学期时程度相当。

② 三个班级使用的教材相同，授课时间和课外辅导时间完全一样。

[1] 阎金铎等．物理教学论[M]．南宁：广西教育出版社，1996．

[2] 樊丽娟等．物理问题解决教学的思维模式[J]．铜仁学院学报，2008，（2）．

[3] 刘定霞．关于“问题解决”的数学教学的实践与研究[D]．（CNKI）中国优秀博硕士学位论文全文数据库，2003．

Abstract:, this thesis mainly discusses a new teaching method, "physical problem solving” teaching which can adapt to the new curriculum. Further experimental study based on the theory of "physical problem solving” teaching is carried out and aims to combine teaching practice and consideration

Key words:physical problem solving; experimental research; teaching strategies; teaching methods;acceptance test

（责任编辑 毛志）

Experimental Study of "Physical Problem Solving" Teaching

FAN Li-juan1, ZHANG Li2, TAN De-bing1, YANG Mei3
( 1. Department of Physics and Electronics, Tongren Normal University, Tongren, Guizhou 554300, China;2. Tongren No.2 Middle School, Tongren, Guizhou 554300, China;3. Bureau of Education of Tongren , Tongren, Guizhou 554300, China )

G643.2

A

1673-9639 (2010) 04-0140-05

2010-03-20

铜仁学院教学质量与教学改革工程项目（2008）的阶段性成果。

樊丽娟（1964-），女，贵州铜仁市人，铜仁学院物理与电子科学系副教授，研究方向为物理课程与教学论。