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主题:融入论文写作 时间:2024-03-23

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摘 要:习题教学是物理课堂教学中培养学生能力的重要方式之一,结构不良问题具有较大的开放性和灵活性,将它融入习题教学,既可以给予学生更大的发挥空间,也有利于培养学生综合运用知识的能力和创新能力.文章分析了结构不良问题融入物理习题的教育价值,并针对结构不良物理习题的特点,提出了在习题教学过程中的实施策略.

关键词:结构不良型物理习题;习题教学;创新能力

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)12-0070-3

1 问题的提出

习题教学是物理教学的重要组成部分.近年来,随着基础教育课程改革的推进,通过物理习题教学提高学生分析问题和解决问题的能力显得越来越重要.然而,由于对习题教学理念上的偏差,有的甚至把“习题教学”变成了“题海战术”,这一教育现象已经引起了教育研究人员的重视[1].由于传统的结构良好型习题禁锢了学生思维的发散性和创造性,所以结构不良问题融入物理习题教学有利于解决这一教学弊端.

2 结构不良型物理习题的基本特征

任何一个问题都是由初始状态、中间状态和目标状态组成的.初始状态是有关问题条件的描述;目标状态是有关问题结论的描述;中间状态就是从初始状态到达目标状态的一系列的认知操作[2].根据问题组成是否明确可以把问题分为结构良好问题和结构不良问题.结构良好问题的条件、运算规则和目标都是明确的,而结构不良问题的情境内容、给定条件、目标结论和解决策略等则具有一定的开放性,这类问题大多是真实情境下的复杂问题,通常有多种解决方案.结构不良问题就像我们在日常生活中面临的问题,如电工检修电路故障等实际问题,其情境的某一个或某几个部分是不详细的,目标是不清晰的,而且也没有足够的信息来解决这些问题.

我们姑且可以把融入结构不良问题的物理习题称之为“结构不良型物理习题”.根据这类习题的情境内容、题设条件、目标结论和解题途径等要素的开放性,可以把它们划分为内容开放型、条件开放型、结论开放型、策略开放型和综合开放型五种.

3 结构不良型物理习题的教育价值

3.1 有利于培养学生创造性思维能力

目前,世界各国的基础教育都在强调开发学生的思维能力,而思维能力的训练或体现无一不是靠问题来呈现的.一个学生思维能力的高低,是在解决问题的过程中表现出来的.创造性思维是思维活动的高级过程,是个体用新颖独特的方法解决问题的思维过程,其核心是发散思维.结构不良问题由于具有不确定性和多解性等特征,决定了学生不可能通过简单的信息提取就能解决,而是需要多角度思考问题,通过发散思维设想出多种可能的解决方案.对培养具有创新能力的科技人才而言,结构不良型物理习题教学可以起到助推器的作用,这也是中学物理教师面对“钱学森之问”的当务之急.

3.2 有利于提高学生解决实际问题能力

传统课堂教学呈现给学生的问题实际上是经过高度抽象概括的结构良好问题,而使学生缺少了处理实际生活问题的方法,造成物理教学和生活实际问题相差太远.传统教学中,学生已经习惯于抽象的推理和运算,一个擅于求解轮船在水中所受浮力的学生,可能对沉船打捞问题一筹莫展.结构不良问题往往具有真实情境性,这类问题本身可能有多余的信息,或者缺少必要的条件,或者问题目标未加明确,学生要解决这种问题,必须灵活运用过去所学的知识.因此,教师应该向学生提供一些结构不良型物理习题,通过对这些问题的解决让学生重新构建知识,以便他们能将解决问题的能力迁移到实际领域中去.

3.3 有利于激发学生的科学探究兴趣

培养学生的科学探究能力是中学物理课程改革的方向和要求,2011年教育部颁布的《义务教育物理课程标准》明确指出,“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一”.问题是探究的源泉,探究的过程也是努力找寻问题的答案或解决问题的过程,结构不良问题具有解法多元、结构开放和生活化等特点,它没有现成的模式可以模仿,问题空间的不确定性可以激发学生产生探究的 和 .然而,教材中的大部分习题具有和解题相似甚至相同的思考过程和模式,学生只要把例题的模式和方法直接应用即可.他们没有“疑问”,当然也无所谓“探究”.因此,结构不良型物理习题教学有利于学生对科学探究活动产生兴趣和需要.

4 结构不良问题融入习题教学的实施策略

通过上面的分析,我们已经把结构不良型物理习题分为五种类型,不同类型的习题在教学过程中所采用的方法也不尽相同,下面提供几条结构不良型物理习题教学的具体实施策略.

4.1 训练学生的概括能力,促进知识迁移能力的形成

内容开放的结构不良型物理习题是利用新信息构建问题情境,包括知识信息源和生活实际信息源,这种问题的情境具有较大的开放性.学生面对陌生的信息常常思维受阻,有效的迁移策略可以解决此类问题.根据贾德的概括化理论,迁移发生的充分条件是学习活动间的共同因素,对共同因素的概括是迁移的必要条件.迁移是学生学习物理知识的重要方法,教师不可能把所有的内容都传授给学生,通过知识的迁移可以使学生更好地学习知识.因此,物理教学中教师要重视训练学生对知识的概括能力,只有通过概括的思维活动才能促进知识的有效迁移.

例1 太阳能发电装置是由大量反射镜组成的(见图1),各个反射镜由计算机控制,使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上,集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机,从而带动发电机发电.试说明太阳能发电过程中所涉及的物理学知识或原理.

分析 本题改编自“苏科版”9年级《物理》下册的课后习题,其问题的情境内容来源于实际的生产、生活,具有一定的开放性.表面看来,学生几乎都不了解太阳能发电装置,但是初中生的知识体系中应有光的反射现象、发电机原理、可再生能源、能量转化等方面的知识,通过对这些知识的概括和迁移即可解决此题.

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