以“惯性”教学为例谈问题解决学习

　　摘要：在建构主义学习理论的指导下，我们将问题解决为本的物理学习模式理解为以物理问题为本，以探究性学习为基本问题解决方式的物理知识的意义建构过程。本文结合“惯性”的主要教学过程，通过让学生主动探究问题解决过程，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成问题解决的技能与自主学习的能力。
　　关键词：问题情境；问题解决学习；问题解决活动；问题解决过程；课堂教学评比
　　中图分类号：G633.7　文献标识码：A　文章编号：1003—6148(2011)1(S)—0026—2
　　
　　随着问题解决理论的兴起，使学生在问题解决活动中获得新知识越来受到人们的重视，在建构主义学习理论的指导下，我们赋予问题解决新的内涵，将问题解决为本的物理学习模式理解为以物理问题为本，以探究性学习为基本问题解决方式的物理知识的意义建构过程。这种学习模式要求把学习内容设置到复杂的有意义的问题情境中，通过让学生主动探究问题解决过程，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成问题解决的技能与自主学习的能力。
　　在2010年09月举办的浙江省高中物理课堂教学评比活动中，笔者有幸参加并执教“牛顿第一定律”，收到了很好的效果。在此向各位同仁介绍笔者关于“惯性”的主要教学过程，意在和大家一起探讨。
　　
　　1　创设问题情境
　　
　　教育家杜威认为思维起源于直接经验的情境，努力建立课堂教学的“情绪场”，创造良好的课堂心理氛围，可以激发学生的思维兴趣，激发学生心理意识，运用演示实验的直观教学手段，巧设疑问，即“经常给学生找麻烦”的方式，促使学生认知冲突，诱发学生进入质疑状态，启迪创新思维。如在“惯性”教学中，通过创设游戏，引入课题：
　　撕纸游戏
　　猜一猜：
　　(1)一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?
　　(2)现在把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?
　　(3)如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截?
　　为什么会是这样一个结果呢?我们今天就要来解决这个问题，学习惯性有关知识。
　　当然，创设问题情境的途径很多，可以通过物理实验创设，也可以结合物理学史创设，也可通过日常生活生产中的物理实际创设，还可通过学生对某一问题的不同认识创，设，也可结合学生的认知缺陷创设。
　　
　　2　指导学生问题解决活动
　　
　　在学生的问题解决过程中，教师应给学生一定的指导，以利于学生更好地解决问题。教师要有意识地对学生进行认知策略和元认知策略的训练，多问学生“在做什么”和“为什么这么做?”(元认知监控)和“如果……，那么……”(认知策略)的问题，并要求学生在问题解决过程中解释这样做的理由，这会有利于问题的解决和元认知的自我提问，在作出决定的时候，思考一下，为什么要这样做，这样做会出现什么后果，有没有更好的做法等。学生的自我提问，可以使学生意识到自己的思维过程，使思维外显化，更有利于学生清楚自己究竟想要做什么，更有利于学生的自我调控。
　　在“惯性”教学中，创设以下问题：
　　
　　1.什么是物体的惯性?物体受力做变速运动、时有无惯性?如果有，这时的惯性表现又是如何?
　　
　　(1)以自由落体运动为例。释放瞬间，物体的速度为零，这时物体想保持V=0不变。可以这么理解：
　　①假想没有重力作用，物体就能保持V-0不变。
　　②事实上，重力不等于零，物体做加速运动。在这里，物体自身是想保持静止的，是重力迫使它运动起来。
　　在外力和物体惯性的共同作用下，物体的速度不可能瞬间变化。
　　(2)以一定的水平速度V把物体抛出，轨迹设为1。设想重力变小，物体的轨迹从1变为2，从2变为3……，当重力为零时，就能保持V不变，做匀速直线运动。
　　
　　2.什么是物体的惯性大小?
　　
　　物体的运动状态不易改变，则惯性大；物体的运动状态容易改变，则惯性小。
　　物体的惯性大小反映了物体运动状态改变的难易程度。
　　与学生交流：假如有两个物体，你如何判别哪个物体运动状态容易改变，哪个物体运动状态不易改变呢?
　　[猜一猜]物体的惯性大小与什么有关?速度，质量等。(教师点评)
　　[想一想]结合给定的器材，谈谈如何设计方案进行研究?(交流与评估)
　　给定的器材：弹簧，钩码，两辆小车。
　　[做一做]通过实验你得出了什么结论?
　　
　　3　评价问题解决过程
　　
　　在以问题解决为本的物理学习中，经常用到的是形成性评价。之所以重视形成性评价是由于它能让教师与学生及时了解到教学过程和学习过程中存在的问题并及时加以调整，这对于学生的学习来讲更具有实际意义。不要把评价仅仅放在结果上。当然这并不是说不要结果，在问题解决以后教师应该指导学生将隐含背后的知识总结成比较系统的内容，以利于学生更好地完成知识的意义建构。
　　在“物体的惯性大小与什么有关?”的小组实验后，绝大部分同学得出了以下结论：质量大，物体的惯性大；质量小，物体的惯性小。
　　教师创设问题：两小车的摩擦力一样吗?(误差分析与方案修正)
　　怎样能做到一样?放在气垫导轨上。
　　演示：在气垫导轨上演示。
　　科学家研究大量事实表明：质量是物体惯性大小的唯一量度。惯性大小与其他因素无关。
　　[规律应用]怎样解释撕纸游戏?
　　有夹子，增大了中部的质量，增大了惯性。当迅速撕开两边时，中部仍保持静止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。
　　综上所述，以问题解决为本的物理教学，学生的学习是在元认知调控下的自主学习，学生主要是以合作探究性学习的方式来解决问题，最终获得相应的知识与技能，掌握相关的学习方法，并形成相应的情感态度与价值观。
　　
　　参考文献：
　　[1]蔡铁权，物理教学丛论一基础教育课程改草视野下的中学物理教学[M]，北京：科学出版社，2006
　　[2]林辉庆，新课程高中互动教学设计：物理(必修)(人教版)[M]，杭州：浙江教育出版社，2009
　　
　　(栏目编辑　黄懋