淺談問題連續(xù)體在物理教學(xué)中的應(yīng)用

宋月珍

(忻府區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校,山西忻州034000)

淺談問題連續(xù)體在物理教學(xué)中的應(yīng)用

宋月珍

(忻府區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校,山西忻州034000)

文章在簡要?dú)w納了幾種比較流行的問題分類后,重點(diǎn)介紹了“問題連續(xù)體”的概念以及與連續(xù)體中不同問題狀態(tài)所對應(yīng)的認(rèn)知水平;用“問題連續(xù)體”作為基于問題的物理教學(xué)的設(shè)計(jì)工具,分別研究陳述性知識教學(xué)的問題連續(xù)體設(shè)計(jì)、智力技能教學(xué)的問題連續(xù)體設(shè)計(jì)、認(rèn)知策略教學(xué)的問題。

問題連續(xù)體;物理教學(xué);連接體

基于問題的物理教學(xué)是指在物理教學(xué)中把教與學(xué),教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用有機(jī)地結(jié)合起來,讓學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情境下提出問題并進(jìn)行獨(dú)立探索,使教始終圍繞學(xué)生的學(xué)展開,增強(qiáng)學(xué)生的參與意識,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。它是改變當(dāng)前中學(xué)物理教學(xué)“教”與“學(xué)”嚴(yán)重脫節(jié)、課堂教學(xué)效率低下、學(xué)生厭學(xué)物理的現(xiàn)狀的重要策略之一

一、問題連續(xù)體理論

英國的學(xué)校教育工作者認(rèn)為“負(fù)責(zé)傳授知識和培養(yǎng)學(xué)生工作能力和公民意識的工作者需要一座連接人類智能理論和學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的橋梁”,這橋梁就是“問題連續(xù)體”。通過“問題連續(xù)體”教學(xué),將接受性學(xué)習(xí)與探究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來,將課內(nèi)、課外的學(xué)習(xí)與研究活動結(jié)合起來,將自主學(xué)習(xí)與師生合作學(xué)習(xí)結(jié)合起來開發(fā)學(xué)生的潛能.

心里學(xué)家們認(rèn)為富有挑戰(zhàn)性的真實(shí)性問題,經(jīng)常是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲,激活其潛能的利器,美國亞利桑那大學(xué)心理學(xué)教授(june maker)明確指出:“問題的解決,將成為21世紀(jì)課程的核心”。她用15年的時(shí)間創(chuàng)造了一個(gè)多元智能的“問題連續(xù)體”即在課堂教學(xué)中,以“解決問題”為基本教學(xué)策略,將傳授知識與培養(yǎng)能力融合在一個(gè)統(tǒng)一的過程中,循序漸進(jìn)地由接受、掌握知識到靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題,并發(fā)展為創(chuàng)造活動。

問題連續(xù)體——根據(jù)對于問題提出者和解決者而言,按所給問題、解決問題的方法、和解答是否已知、把問題解決情景進(jìn)行分類。

第一類的特征是:對于問題提出者和解決者而言,問題和方法均是已知的,但是只有問題的提出者才知道答案,問題解決者的任務(wù)是應(yīng)用自己已知的方法去求問題提出者所知道的答案。物理中:例如:m=5千克 g=9.8牛頓/千克G=?是第一類型的問題。

第二類的特征是:問題提出者和解決者都知道所提出的問題,而問題的提出者既知道問題的解法,也知道問題的答案,但對解題者兩者都不知道,在物理中,例如:一個(gè)運(yùn)動的物體在受到外力作用后,運(yùn)動情況如何變化?

第三類的特征是:問題的解法和解可能都是多元的,只有問題的提出者知道問題的解法和答案,在物理中例如:一杯水中有冰塊,冰塊融化后,杯子中的水面是否變化,怎樣變化?

第四類的特征是:有一個(gè)清楚定義的問題,但是存在著無數(shù)個(gè)解法和無數(shù)個(gè)解答,對于問題提出者而言,他心中還沒有可行的方法和正確的解答,如果你給學(xué)生一個(gè)物體,然后學(xué)生以這個(gè)物體的運(yùn)動情況作為答案,要學(xué)生建構(gòu)盡可能多的問題,并使該問題的答案恰恰是所給物體的運(yùn)動情況,這里可采用的方法有無數(shù)個(gè),而解答的情況也是無限個(gè)。例如:物體在受到一個(gè)力、兩個(gè)力、三個(gè)力或幾個(gè)力作用下都有已知物體的運(yùn)動情況。

第五類的特征是:對于問題的提出者和解決者而言,問題、方法、答案都是未知的,例如:描述一個(gè)物體的運(yùn)動情況,可以用你所知道的盡可能多的物理知識去理解和表示它,在這類問題的情景中在解決問題之前,問題的解決者必須自己先定義問題,這類問題允許個(gè)人發(fā)揮最大限度的創(chuàng)造性,也要求具有“發(fā)現(xiàn)或定義問題”的能力。

上述五種類型的問題給人一個(gè)感覺是結(jié)構(gòu)性遞減,由收斂思維——發(fā)散思維——創(chuàng)造性思維——最富有創(chuàng)造性的思維。

二、問題連續(xù)體在物理中具體運(yùn)用案例

第一,對靜止在水平面上的物體A和水平面上作勻速直線運(yùn)動的物體B進(jìn)行受力分析。這一層次練習(xí)的“問題”均已知,方法就是運(yùn)用一般受力分析方法,只要掌握受力分析的要領(lǐng)并根據(jù)運(yùn)動情況就可解決這一問題,這是對物體進(jìn)行受力分析最基礎(chǔ)的。

第二,水平面上的物體A受到一個(gè)水平推力F,物體A與水平面之間的最大靜摩擦力是f,試分析物體A在推力F作用下的運(yùn)動情況。這一層次練習(xí)的題目要求雖然明確,但答案不能現(xiàn)成取得,解題方法隱蔽,該問題需要學(xué)生討論F與f之間的關(guān)系,才能獲得運(yùn)動情況。即F>f物體A在水平面上作加速運(yùn)動;F≤f物體A靜止在水平面上。

第三,質(zhì)量為2m的物體A與質(zhì)量為m的物體B緊挨在一起放在水平地面上,物體A與地面的摩擦可忽略不計(jì),質(zhì)量為m的物體B與地面的動摩擦系數(shù)為μ,在水平推力F的作用下,A、B做加速運(yùn)動,A對B的作用是多少?這一層次練習(xí)的問題也很明確,但由于選取了一個(gè)連接體使問題復(fù)雜,這樣分析問題和解決問題就要針對連接體而言。

F(A對B)=1/3(F+2μmg)

第四,物體A放在物體B上,物體B放在光滑的水平面上,mA=2kg mB=6kg A、B間的最大靜摩擦力為10N,要保持A、B相對靜止。(1)當(dāng)F作用在A上,F=16N時(shí),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?這一層次的練習(xí)方法和答案均是未知的,學(xué)生要根據(jù)自己學(xué)過的知識進(jìn)行邏輯思維,合理分析,才能求得答案。

1.當(dāng)F作用在A上,F=16N時(shí),如果AB一起運(yùn)動,則有a=F/(mA+mB)=2m/s2。

單獨(dú)看A物體,此時(shí)的摩擦力F-f=mAa,可得f=12N >10N所以A、B發(fā)生相對滑動,摩擦力f=10N,A的加速度為(F-f)/mA=3m/s2,B的加速度為f/mB=1.67m/s2。

2.力作用在A上,當(dāng)A、B即將相對滑動時(shí)f=10N,此時(shí)單獨(dú)分析B.f=mBa a=10/6=1.67m/s2。

整體分析AB.F=(mA+mB)a=13.36N即為作用在A上最大的力。

3.F作用在B上,AB即將相對滑動,f=10N

單獨(dú)分析A f=mAa a=5m/s2

整體分析AB F=(mA+mB)a=40N即為水平向右的作用在B上的最大值。

三、問題連續(xù)體的意義

第一,問題解決的實(shí)踐活動是實(shí)現(xiàn)多元教學(xué)價(jià)值觀的基本途徑和方法,無論是開發(fā)學(xué)生的潛能還是發(fā)展學(xué)生健全的人格,都必須要有“問題解決”的行為過程和情景。發(fā)現(xiàn)=潛能+情景。

1.學(xué)生通過感知、理解并在實(shí)踐中運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的過程中才能真正掌握知識。

2.學(xué)生是在學(xué)習(xí)和運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的實(shí)踐活動過程中發(fā)現(xiàn)和開發(fā)多元智能的。

3.品格認(rèn)知并不能直接推動人的行為過程,只有身處在一定情景的解決問題的實(shí)踐過程中,通過情感體驗(yàn)與意志磨練,形成對品格認(rèn)知的較為穩(wěn)定的價(jià)值判斷。即信念才能自動、自律,從而養(yǎng)成良好的品格。

4.只有在解決問題的實(shí)踐活動中才能掌握獲得知識的方法。

第二,問題連續(xù)體涵蓋了接受性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí),循序漸進(jìn),開發(fā)潛能。傳統(tǒng)的以知識的傳承,信息的獲取和保存為中心,學(xué)生以學(xué)習(xí)接受間接知識為主,教師講解知識概念、技能、原理,學(xué)生習(xí)誦、模仿和練習(xí),這就是接受性學(xué)習(xí)。

而研究性學(xué)習(xí)是指教師不把現(xiàn)成結(jié)論告訴學(xué)生,而是學(xué)生自己在教師指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問題,探究問題,獲得結(jié)論的過程。

[責(zé)任編輯:馮 霞]

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