高中物理教学中培养学生问题解决能力的探索
摘要
关键词
高中物理;物理教学;问题解决能力;培养策略
正文
引言:
物理作为一门强工具性与实践性的综合学科,在培养学生问题解决能力上具有优势。然而,大部分学生过于依赖教师教授的学习方法与实验方法去解决问题,缺乏独立思考能力与自主实操能力,一定程度上限制自身的问题解决能力发展。在此情况下,如何在高中物理教学中采取有效的方法与策略,帮助学生提高问题解决意识,成为教师应重点关心并研究的课题。即教师尊重学生的需求与水平,以学生为核心,创新教学方法,转变教学理念,创建问题导向学习环境,激发学生物理学习兴趣,引领学生在物理世界探索、徜徉。
一、问题解决能力的相关概念
“问题解决能力”顾名思义,个体应用科学的方法与手段处理问题的意识和能力。这一能力在高中物理教学体现在,学生面对不易解决物理问题时,主动提取问题的关键信息,将提取的信息与已学习的物理知识相关联,继而尝试寻找问题解决的方法与路径。在此过程中,学生需要做到有步骤、有目的、有计划地分析问题,思考问题的解决思路,确保问题的解决方式合理有效。唯有如此,学生在尝试处理问题的过程中,才能有条不紊地养成问题识别的能力、衍生问题分析的能力、提出问题解决策略的能力以及对问题的解决策略进行完善与反馈的能力等,经历“感知-获取-梳理”低阶思维活动,进入“判断-推理-迁移-创新”高阶思维活动。
二、高中物理教学中培养学生问题解决能力的意义
(一)培养学生核心素养
随着新课程改革与新高考改革持续推进,高中物理提升教学质量及效率,不仅应着眼于提高学生的学习成绩,还应关注学生的综合能力发展和学生物理核心素养培育。新课程改革标准与新高考要求学科教学应为学生的“全面发展”提供契机,强调核心素养培养目标落实,更是将其定位体现在学生物理学习的更高层的宏观目标——基于核心素养视角发展学生科学思维,增强学生实践能力,提高学生创新能力,培养学生问题解决能力,突出物理教学的任务导向性。这意味着,在学习活动设计及探究性实践活动安排上,教师应遵循“学生本位”原则,根据学生的学习水平与个性化学习需求,使物理与生活相衔接,引导学生主动观察、发现问题,然后在对问题解决方法产生好奇的过程中发展思辨能力与质疑能力等,方能更好地培养学生问题解决能力,助力学生培育核心素养。
(二)突出课程实践导向
在高中物理教学中培养学生问题解决能力,能使物理课程整体完成体现趣味性与实验性的转型,建立高中物理教学的新常态。避免采用传统教学模式,过多关注学生学习成绩,而忽视学生学习过程中的能力与思维发展的问题。换言之,重视物理课程的实践导向,突出学生的课堂主体地位,审视学生学习过程中对重难点知识内容的相关问题的见解发表与探究思考。以满足学生的个性化学习需求为主,通过改进教学方法,创设教学情境,运用多种多样的教学方式,拉近学生与教师在学习内容之间的距离,使师生之间的互动体现动态性与灵活性[1]。如此,学生通过问题解决这一本身就体现创新性的实践活动,意识到物理学习不仅是对所学知识内容的更新,也是对思维方式、学习策略等的优化,更加主动地思考多种问题解决方式,开阔眼界,持续探索。
三、高中物理教学中学生问题解决能力的培养策略
(一)突出问题导向,鼓励学生提问
突出课程问题导向,便于教师及时关注学生的课堂学习情况及反馈情况,引导学生发现问题、提出问题。要知道,发现问题、提出问题是学生发展问题解决能力的前提。学生通过独立思考找到问题,才能对问题的解决方式形成动力,愿意投入更多的时间探究问题的解决方法。因此,教师首先要做的是鼓励学生大胆提问,锻炼学生问题发现能力与问题寻找能力,使学生意识到自身在提问方面的“缺陷”,针对性投入自主探究,养成发现问题、解决问题好习惯[2]。例如,教学粤教版高一必修第一册第二章《匀变速直线运动》的“自由落体运动”一课,为使学生对抽象的物体做匀变速直线运动的规律直观理解,教师应用电子白板,以视频的形式为学生播放小铁球自由落体的不同倍速镜头。学生通过不同倍速镜头的细节观察与比较,谈一谈自己观看的感受,以及自己认为的小铁球进行自由落体运动在开始与结束时的速度有无变化,说明理由。在此过程中,教师无需刻意点拨,学生根据自己的猜想提出问题:“视频中的小铁球做自由落体运动时,其运动路径体现了什么特点?”“视频中的小铁球做自由落体运动时,其运动的速度必然是匀速的吗?”寻找到具体问题,自然而然反复观看视频课件,在观看思考的过程中以问题为线索,目标明确的确定观察要素后,提出解决问题的方法与思路,活跃课堂氛围,不再沉默式学习。
(二)提供具体案例,启导深度探究
激发学生的求知欲,使学生在新知识学习过程中发现问题、寻找问题,是培养学生问题解决能力的基础。为学生提供具体学习案例,启导学生自主分析案例则是培养学生问题解决能力的支架。具体来说就是,教师打破教材范畴局限,引入学生感兴趣的、与学习内容相关的、有实践应用价值的案例,驱动学生深入剖析,深度解读背后原理,由此从“浅层学习”状态过渡至“深度学习”状态,持续搜集物理案例,借助案例探究提高问题解决能力[3]。例如,教学粤教版高一必修第二册第三章《万有引力定律》的“万有引力定律的应用”一课,教师围绕学生感兴趣的航天话题,选择“载人航天飞船神州十七号绕地球运动”具体案例。该案例既便于学生将物理知识与现实生活进行联系,又紧密结合万有引力定律知识点,增强物理课堂教学吸引力,有效延长学生探究兴趣。所以,教师缩减口头讲解时间,直接为学生展示万有引力在载人飞船运动中的作用的相关图片、视频、影视剧镜头等,快速指导学生对该案例细节进行分析,并尝试探讨该案例涉及的物理原理及其更广泛的应用可能。这样,学生结合案例分析解答“载人航天飞船为何可以绕地球运动而不落地?”“载人航天飞船绕地球运动的速度与轨道之间是何关系?”“载人航天飞船绕地球运动的周期是多少?一天可以以看多少次日出?”等问题,不仅可以形象化理解万有引力定律的价值,还激发了学生的求知欲,让学生在课堂上由被动接受学习变成主动探究求知,在案例分析结束后还可以让学生自主寻找相关案例并进行分享,教师再指引学生总结课堂收获,以案例分析为启导的教学大大激发了学生对问题探究与问题解决的热情。
(三)设计实验项目,促进知识迁移
根据不同的教学内容设计不同的实验项目,让学生有机会进行自主实验观察、操作、分析,是高中物理教学中培养学生问题解决能力的主要策略之一。因学生从“被动参与者”变为“主动实验者”,既可以将理论知识与技能和实际操作相互结合,提高自身的问题分析能力,还可以在实验操作过程中,发现理论知识学习时容易忽略的细节,打破课时壁垒,愿意在课后时间持续探究物理问题,稳步提升物理学习成效。例如,教学粤教版高一必修第三册第六章《电磁现象与电磁波》的“电磁感应现象”一课,教师设计“探究感应电流产生条件”的实验。实验正式开始前,按照科学分组标准,将学生分为8个小组。学生以小组为单位交流讨论本次实验目的。明确实验目标后,学生以小组为单位准备实验需要的材料——导线、磁铁、电流表等。保证实验安全严谨的情况下,小组花费3~5分钟时间制定实验方案。在此过程中,教师鼓励各小组成员在制定实验方案时,大胆提出自己的观点与见解,由此激活学生在小集体中的表达力与思考力。而不同于教师与学生之间的一对多交互形式,学生在小组中与同伴讨论实验步骤及其可操作性,情绪放松且能根据实验目的对接下来的实验现象观察、记录高度关注。进入正式实验操作阶段,教师只需强调实验注意事项,及时巡视,为学生提供适当提示,学生便能在记录、整理、分析实验数据和得出实验结论时,提升问题解决能力,完成知识迁移应用。
(四)强化习题训练,总结经验方法
归根结底,高中物理教学中培养学生问题解决能力的目的是:深化学生对物理概念的理解,使学生从学习物理发展至学会物理,形成独属于自身的解决问题策略,将所学物理知识、技能巧妙应用于各类物理难关攻克。因此,教师需要有目的的强化多类型的物理习题训练,以学生喜爱的游戏PK、知识竞赛等方式组织开放性习题训练活动,打下培养学生问题解决能力的坚实基础。例如,教学粤教版高一必修第一册第三章《相互作用》的“力的合成”一课,教师除了教材内呈现的常规性习题外,着重设计一些具有实际应用意义的迁移创新类习题,加强习题与现实生活之间的联系,使学生感受物理知识学习运用的价值。这样,明确习题训练时间、题型、难度等,由易到难地将习题训练细分为几个阶段,每个阶段的测试重点才能不尽相同,层层递进。如“将竖直向下的8N的力分解为两个力,其中一个力为6N,方向水平,另一个力的大小为__?”填空题,学生独立思考解答。“用蛮力推冰箱易受伤还费劲,如何用最小的力将冰箱挪至其他位置?”应用题,学生经过小组讨论合作解答,尝试给出不同方案,共同进步,合作探究。
结语:
综上所述,高中物理知识学习难度较大,一方面会影响学生对物理世界的探索热情,一方面会影响学生的学习成绩,使学生陷入不良学习循环,进而不愿意探究物理,感受物理的独特魅力。为让学生保持对物理的积极探索兴趣,教师应注重培养学生的独立思考能力、逻辑思维能力和深度探究能力。也就是说,教师在课堂上要把握提问的技巧,多向学生提问,驱动学生主动思考。同时留出充足的时间鼓励学生反提问,由此使学生形成独特的问题解决思路,将问题与物理相串联,不断提高解决物理问题的综合能力。
参考文献:
[1]肖景养.问题解决能力培养在高中物理课堂中的实施与评估[J].数理天地(高中版),2024,(02):116-118.
[2]龚武元.高中物理教学中的问题解决能力培养策略研究[J].数理天地(高中版),2023,(24):87-89.
[3]张富钰.提高学生解决高中物理情境问题能力的方法探究[J].数理天地(高中版),2023,(08):6-8.
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