問題驅動式教學策略在中學物理課堂教學中的行動研究

摘要：問題驅動式教學模式能有效提高學生的物理學習效果和質量，促進學生的物理知識和方法的理解和應用，培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等，以此拓展學生的視野和知識。本文以“問題驅動”式教學策略為研究對象，探討該策略在中學物理課堂教學中的應用效果和意義。希望文內提出的具體操作和策略，為今后的教學實踐提供借鑒。關鍵詞：問題驅動；高中物理；課堂教學；教學策略物理學作為一門基礎學科，對人類的認知和改造世界起著重要的作用，物理教育對培養(yǎng)學生的物理素養(yǎng)和科學素養(yǎng)、提高學生的創(chuàng)新能力和綜合能力，具有重要意義，但是目前中學物理教育存在著一些挑戰(zhàn)，為了解決問題、提高中學物理教育的效果和質量，需要探索和實施一些有效的教學策略，激發(fā)和培養(yǎng)學生物理學習的主動性和積極性，促進和提高學生的物理學習的深度和廣度。一、“問題驅動”式教學策略的概念及特點“問題驅動”式教學策略是一種以問題為核心，以學生為主體，以老師為引導，以探究為過程，以解決為目的的教學模式，其基本思想是通過提出或引入與學習內容相關的真實或虛構的問題，激發(fā)學生的學習興趣和動機，引導學生主動尋找、分析、解決問題的方法和策略，促進學生的知識、能力、態(tài)度、價值等方面的全面發(fā)展。它的主要特點有以下幾點：首先，問題是問題驅動式教學策略的起點和終點，是激發(fā)學生學習的動力，是組織學習的核心，是評價學習的標準。其次，學生是問題驅動式教學策略的主要執(zhí)行者和參與者，是教學的主體和中心，是教學的動力和資源。第三，老師是問題驅動式教學策略的設計者和組織者，是教學的引導者和協助者，是教學的支持者和促進者。最后，探究是問題驅動式教學策略的主要過程和方法，是教學的手段和途徑，是教學的內容和形式，能夠培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等[1]。二、中學物理課堂教學面臨的問題及挑戰(zhàn)中學物理課堂教學是培養(yǎng)學生物理素養(yǎng)和科學素養(yǎng)的重要途徑，但是在當前的教育環(huán)境和條件下，中學物理課堂教學面臨著一些問題和挑戰(zhàn)，主要表現在以下幾個方面：首先，由于中學物理課程的內容較為抽象和難以理解，學生往往感到無趣和困惑，缺乏對物理學習的興趣和動機。同時，由于應試教育的影響，學生往往只關注物理知識的記憶和應用，而忽視物理知識的探究和創(chuàng)新，缺乏主動探究和創(chuàng)新的精神和能力。其次，由于教學時間和資源的限制，老師往往采用傳統講授和練習的教學方式和方法，忽視學生的個性和差異，忽視學生的主動參與和互動，忽視學生的思維和情感，缺乏有效地引導和激勵。這樣的教學方式和方法不利于激發(fā)學生的學習興趣和動機，不利于培養(yǎng)學生探究和創(chuàng)新的精神和能力，不利于提高學生的學習效果和質量。最后，由于教學大綱和教材的制約，課堂教學內容往往固定和死板，缺乏靈活性和多樣性，缺乏與學生的生活和社會實際的聯系，缺乏與學生的興趣和需求的契合，缺乏與學生的認知和發(fā)展的適應，缺乏對學生的未來和發(fā)展的指導[2]。三、問題驅動式教學策略的概念及特點問題驅動式教學策略強調以問題為導向，通過引入問題來激發(fā)學生的學習興趣和動機，促使學生在學習過程中積極探索、思考和解決問題。這種教學策略的概念和特點在中學物理課堂中具有重要意義和價值。首先，問題驅動式教學策略著重于激發(fā)學生的好奇心和求知欲，通過提出引人注目的問題，教師能夠吸引學生的注意力，讓他們在解決問題的過程中主動尋求知識和信息，從而增強學習的主動性和積極性。其次，問題驅動式教學注重學生的自主探索和思考，學生在面對問題時需要運用自己的知識和思維能力，提出假設、進行推理和實驗，從而深入理解和應用所學知識，培養(yǎng)了他們的問題解決能力和批判性思維。第三，問題驅動式教學促進了學生之間的合作與交流，在解決問題的過程中學生常常需要合作、討論和交流意見，共同探索問題的解決方案，這有助于培養(yǎng)他們的團隊合作精神和溝通協作能力。此外，問題驅動式教學強調將理論知識與實際問題相結合，注重知識的應用性和實踐性。學生通過解決實際問題，將抽象的理論知識轉化為具體的行動和實踐，增強了知識的深度和廣度，提高了學習的實效性和學習滿意度。由上可知，問題驅動式教學策略為中學物理教育提供了一種創(chuàng)新的教學方法，有助于激發(fā)學生的學習興趣和動機，培養(yǎng)其批判性思維和創(chuàng)新能力，促進學生的全面發(fā)展和綜合素養(yǎng)的提升。四、問題驅動式教學策略在中學物理課堂中的方案設計（一）教學設計方案目標教學設計方案的目標是在實際的中學物理課堂教學中，設計和實施基于問題驅動式教學策略的教學活動，觀察和記錄教學過程和結果，反思和評價教學效果和意義，提出和改進教學方案和策略。首先要提高學生的學習興趣和動機，增強學生的學習自信和自主性；然后要培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等；繼而拓展學生的視野和知識，增強學生的社會責任和公民意識；最后要強調提高學生的物理知識和方法的理解和應用，提高學生的物理學習的效果和質量[3]。（二）教學設計方案內容教學設計方案的內容是根據中學物理課程的教學大綱和教材，選擇和設計與物理學習內容相關的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題，組織和安排基于問題驅動式教學策略的教學活動，包括以下幾個方面。首先，問題的選擇和設計應該符合以下幾個原則：第一，問題應該與學習內容和目標相符合，能夠體現物理知識和方法的內涵和價值。第二，問題應該與學生的生活和社會實際相聯系，能夠引發(fā)學生的思考和討論，能夠促進學生的探究和創(chuàng)新。第三，問題應該具有一定的難度和挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)學生的好奇心和求知欲，能夠體現學生的學習成就和進步。第四，問題應該具有一定的開放性和多樣性，能夠容納不同的觀點和答案，能夠鼓勵不同的方法和途徑。其次，教學活動的組織和安排應該符合以下幾個原則：第一，教學活動應該以問題為核心，以學生為主體，以老師為引導，以探究為過程，以解決為目的。第二，教學活動應該以小組為單位，以合作為方式，以交流為手段，以反饋為機制。第三，教學活動應該以探究為主要內容，包括確定問題、收集信息、分析數據、解決問題、展示成果、評價反思等步驟。第四，教學活動應該以多媒體為輔助，以實驗為支持，以案例為示范，以資源為保障。最后，教學過程和結果的觀察和記錄應該符合以下幾個原則：第一，觀察和記錄應該全面和客觀，涵蓋老師和學生的教學行為和表現，教學活動的過程和結果，教學效果和意義等方面。第二，觀察和記錄應該及時和準確，及時反映教學活動的實際情況和變化，準確記錄教學活動的數據和證據。第三，觀察和記錄應該多樣和有效，采用多種方法和技術進行觀察和記錄，如觀察表、訪談、問卷、日志、錄像、照片等，提高觀察和記錄的有效性和可信性[4]。（三）教學設計方案的實施教學設計方案的實施是在實際的中學物理課堂教學中，按照教學設計方案的內容，進行基于問題驅動式教學策略的教學活動，具體的實施步驟如下：首先，確定教學主題和問題。根據中學物理課程的教學大綱和教材，選擇一個與物理學習內容相關的教學主題，如“力和運動”“電流和電路”“光的折射和反射”等，然后根據問題的選擇和設計的原則，設計一個與教學主題相關的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題，如“如何用物理知識解釋和制作一個牛頓擺”“如何用物理知識設計和制作一個簡單的電風扇”“如何用物理知識解釋和制作一個彩虹燈”等。其次，組織教學活動。根據教學活動的組織和安排的原則，組織學生進行基于問題驅動式教學策略的教學活動，具體的教學活動包括以下幾個環(huán)節(jié)。第一，引入問題，在課堂上提出或引入與教學主題相關的問題，引起學生的注意和興趣，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，引導學生思考和討論問題的意義和價值，明確問題的要求和目標，澄清問題的概念和條件，確定問題的解決方案和策略。第二，收集信息，將學生分成若干個小組，每個小組分配一個問題的子問題或方面，要求學生在一定的時間內，利用多種方法和技術，如查閱資料、觀察實驗等，收集和整理與問題的子問題或方面相關的信息和數據，為問題的解決提供依據和支持。第三，分析數據，要求每個小組在收集信息的基礎上，利用物理知識和方法，對信息和數據進行分析和處理，如歸納總結、分類比較、推理判斷、計算驗證等，從中提取和構建與問題的子問題或方面相關的知識和規(guī)律，為問題的解決提供理論和方法。第四，解決問題，老師要求每個小組在分析數據的基礎上，利用知識和規(guī)律，對問題的子問題或方面進行解決和回答，如解釋現象、制作模型、設計方案、制定步驟等，從中展示和應用與問題的子問題或方面相關的知識和技能，為問題的解決提供成果和答案。第五，展示成果，要求每個小組在解決問題的基礎上，利用多媒體等輔助手段，向全班同學展示和介紹他們問題的子問題或方面的解決過程和結果，如展示現象、演示模型、說明方案、講解步驟等，從中展現和分享與問題的子問題或方面相關的知識和技能，為問題的解決提供參考和借鑒。第六，評價反思，要求全班同學對每個小組的展示成果進行評價和反饋，如提出問題、提供意見、給予評分等，從中促進學生的交流和互動，提高學生的批判性思維和評價能力。（四）教學設計方案的評價教學設計方案的評價是在教學設計方案的實施后，對教學過程和結果進行評價和分析，以驗證和論證問題驅動式教學策略在中學物理課堂教學中的效果和意義，具體的評價方法和指標如下：首先，建議采用多種評價方法，包括觀察記錄法：利用觀察表、日志、錄像等方法，記錄老師和學生的教學行為和表現，教學活動的過程和結果，教學效果和意義等方面的數據和證據，以便進行定性和定量的分析和評價。問卷調查法：利用問卷等工具，對老師和學生進行問卷調查，了解他們對問題驅動式教學策略的認識和態(tài)度，對教學設計方案的滿意度和評價，對教學效果和意義的感受和反饋，以便進行定性和定量的分析和評價。測試評分法：利用測試、作業(yè)、評分等方法，對學生的物理知識和方法的理解和應用，探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等的發(fā)展和提高，進行測試和評分，以便進行定性和定量的分析和評價。其次，根據教學設計方案的目標，確定以下幾個方面的評價指標，第一，學生的學習興趣和動機：通過觀察記錄、問卷調查、老師和學生的訪談等方法，評價學生在問題驅動式教學策略下的學習興趣和動機的變化和提高，如學習的主動性、積極性、持久性等。第二，學生的探究和創(chuàng)新能力：通過觀察記錄、測試評分、老師和學生的訪談等方法，評價學生在問題驅動式教學策略下的探究能力、創(chuàng)新能力、合作能力、自主學習能力、批判性思維能力等的發(fā)展和提高，如信息獲取和處理能力、知識構建和應用能力、問題解決和創(chuàng)造能力、交流和協作能力、反思和評價能力等。第三，學生的視野和知識：通過觀察記錄、測試評分、老師和學生的訪談等方法，評價學生在問題驅動式教學策略下的視野和知識的拓展和增強，如物理知識和方法的理解和應用，與生活和社會實際的聯系，社會責任和公民意識的培養(yǎng)等。五、問題驅動式教學策略在中學物理課堂教學中的具體操作（一）具體操作步驟根據前面的教學設計方案的內容，可以將問題驅動式教學策略在中學物理課堂教學中的具體操作分為以下幾個步驟：第一步：確定教學主題和問題。根據中學物理課程的教學大綱和教材，選擇一個與物理學習內容相關的教學主題，如“力和運動”“電流和電路”“光的折射和反射”等，然后根據問題的選擇和設計的原則，設計一個與教學主題相關的有趣、有挑戰(zhàn)、有意義的問題，如“如何用物理知識解釋和制作一個牛頓擺”“如何用物理知識設計和制作一個簡單的電風扇”“如何用物理知識解釋和制作一個彩虹燈”等。第二步：引入問題。在課堂上以多種方式引入或提出與教學主題相關的問題，如通過視頻、圖片、實物、案例、故事等，引起學生的注意和興趣，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，引導學生思考和討論問題的意義和價值，明確問題的要求和目標，澄清問題的概念和條件，確定問題的解決方案和策略。第三步：組織教學活動。根據教學活動的組織和安排的原則，組織學生進行基于問題驅動式教學策略的教學活動。（二）具體操作實例問題驅動式教學策略特點是從確定教學主題和問題開始，引導學生通過實際問題來探索物理知識，培養(yǎng)學生的探究能力和自主學習能力，下面根據一個具體教學案例展開，主題為電磁感應和安倍力，問題是如何設計和制作一個簡單的發(fā)電機？下面對其中各個步驟進行解析和討論。首先，確定教學主題和問題。這一步是教學設計的起點，明確了要討論的物理概念和具體問題，即電磁感應和安培力背后的原理，以及如何設計和制作一個簡單的發(fā)電機。通過這個問題，學生能夠深入了解電磁感應和安培力的實際應用，激發(fā)他們對物理學習的興趣。引入問題方面，建議通過展示一個簡單的手動發(fā)電機的制作過程和效果，引發(fā)學生的好奇心和興趣，為后續(xù)的學習活動奠定了基礎，這樣的引入方式可以使學生更加投入問題探究的過程中，提高學習的動機和積極性。其次，組織教學活動。當學生分成不同的小組進行探究時，每個小組都有自己的任務和重點，學生可以通過分工合作的方式更深入地理解問題，以下是每個小組任務的詳細展開。小組一：探究電磁感應定律及其應用：學生可以深入學習法拉第電磁感應定律的表達和含義，探討它在實際生活中的應用。學生可以研究電磁感應現象的原理和機制，如導體在磁場中運動時產生的感應電動勢。進一步探討電磁感應在各種電氣設備中的應用，如變壓器、感應電動機等，以及它們的工作原理和性能特點。小組二：研究發(fā)電機的結構和工作原理：學生可以研究發(fā)電機的基本結構，包括轉子、定子、磁場等組成部分，以及它們的作用和相互關系。學生可以深入了解發(fā)電機的工作原理，即通過導體在磁場中運動產生感應電動勢的過程，以及如何將機械能轉化為電能。研究不同類型的發(fā)電機，如直流發(fā)電機和交流發(fā)電機，以及它們的結構差異和應用場景。小組三：分析安培力的方向和大小與導體運動速度、磁場強度等因素的關系：學生可以通過實驗和理論分析，探討安培力的方向和大小與導體運動速度、磁場強度以及導體長度等因素之間的關系。學生可以運用洛倫茲力公式，進行定量分析和計算，探討安培力的大小受到這些因素的影響程度。進一步討論安培力的應用，如電動機的工作原理和性能優(yōu)化，以及如何通過調節(jié)磁場強度和導體運動速度等參數來提高電動機的效率和性能。小組四：探討發(fā)電機的效率和性能優(yōu)化：學生可以研究發(fā)電機的效率計算方法，包括輸入功率和輸出功率之間的關系，以及如何提高發(fā)電機的效率。學生可以探討影響發(fā)電機效率的因素，如磁場強度、導體材料、轉子轉速等，并提出優(yōu)化方案。進一步討論發(fā)電機的性能指標，如輸出電壓、電流穩(wěn)定性等，并探究如何通過改進設計和工藝來優(yōu)化發(fā)電機的性能。通過上述的分組安排，學生能夠深入研究問題的不同方面，充分利用各自的專長和資源，共同完成任務，從而更全面地理解電磁感應和安培力的原理，并探討發(fā)電機的結構、工作原理、效率和性能優(yōu)化等關鍵問題。最后，評價教學效果是教學活動的重要環(huán)節(jié)，通過對學生的學習情況和反饋信息進行綜合分析，可以幫助老師了解教學的效果和問題，進而調整和改進教學設計和方法。下面詳細展開對三種評價方法的討論。觀察記錄。通過觀察學生的學習表現和實驗操作，教師可以及時發(fā)現學生的問題和困難，對其進行針對性的指導和幫助。例如，教師可以觀察學生