问题教学法在高中物理实验教学中的应用探索
程娟
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程娟,. 问题教学法在高中物理实验教学中的应用探索[J]. 现代物理学报,2024.11. DOI:10.12721/ccn.2024.157102.
摘要: 随着教育改革的深入,高中物理实验教学面临着新的挑战与机遇。本文探讨了问题教学法在高中物理实验教学中的应用。该方法通过设计层级式、情境性和辐射式问题,有效激发学生的思考与探究欲望。层级式问题根据学生能力差异分层提问,引导学生逐步构建物理概念框架;情境性问题以生活实例为切入点,提升学生的学习兴趣和物理观念;辐射式问题则鼓励学生跳出传统框架,培养批判性思维和创新能力。通过实施问题教学法,学生不仅掌握了实验技能,还提升了科学探究与创新思维的核心素养,实现了知识与能力的双重提升
关键词: 高中物理;问题教学法;应用策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157102
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传统的教学方法往往侧重于知识的传授与记忆,而忽视了学生的思考与探究能力。问题教学法作为一种以学生为中心的教学方法,通过设计一系列与实验内容紧密相关的问题,引导学生主动发现问题、分析问题及解决问题,从而培养他们的核心素养。本文旨在探讨问题教学法在高中物理实验教学中的应用价值与实施策略,以期为实验教学提供新的思路与参考。

一、问题教学法在高中物理实验教学中的价值

问题教学法在高中物理实验教学中的应用价值显著。该方法以问题为出发点,旨在激发学生的思考与探究欲望,通过设计一系列与实验内容紧密相关的问题,引导学生亲手操作实验并深入分析数据,从而培养他们主动发现问题、分析问题及解决问题的能力,这是提升学生核心素养的关键一环。不仅如此,问题教学法还促进了学生的深度学习和理解性学习,鼓励他们深入探究物理概念和原理,而非仅仅满足于表面的记忆与理解。在实验操作和问题解决的过程中,学生能够更深刻地领悟物理现象背后的科学原理,进而实现深度学习和长期记忆的有效构建。尤为重要的是,该教学法还为学生批判性思维和创新能力的发展提供了广阔舞台。学生需对实验结果进行批判性分析,评估不同解决方案的优劣,并勇于提出创新的实验设计或改进措施。这一过程不仅锤炼了学生的批判性思维能力,更激发了他们的创新精神与实践能力,为他们在当代社会的全面发展奠定了坚实基础。

二、问题教学法在高中物理实验教学中的应用策略

(一)情境性问题在高中物理实验教学中的应用

在物理实验教学中,情境性问题的提出如同一把钥匙,能够开启学生深入学习的大门。

例如,在教授“导体的电阻”时,教师可以巧妙地运用趣味性问题。比引导学生思考不同材质的导线导电性能的差异,以及电流通过不同导体时产生的热量为何不同。这些问题能够激发学生的好奇心,促使他们主动参与到实验中去,深入观察电流与导体之间的相互作用。同时生活化问题的融入也是不可或缺的一环。教师可以询问学生为何家中的电线通常采用铜或铝制成,而非铁或木头。这样的问题让学生意识到物理知识并非遥不可及,而是与日常生活息息相关,从而激发他们的学习兴趣。为了进一步巩固学生的理解,还可以设计趣味化实验。以“电阻赛跑”为例,通过比较不同导体对电流的阻碍作用,学生能够直观地理解电阻的概念。在此过程中可以适时提问,如为何某些“运动员”跑得快,而另一些则慢,这与它们的“体重”(即电阻大小)有何关联。通过情境性问题的引导,学生不仅能够更好地理解物理知识,还能逐渐认识到物理与现实生活的紧密联系,从而提升他们的物理观念和核心素养。

(二)层级式问题在高中物理实验教学中的应用

在物理实验教学中,提出层级式问题是一种高效的教学策略。考虑到学生的学习能力差异,教师应结合现实学情,对学生进行层次划分,并据此提出不同难度和类型的层级式问题。具体而言,教师可将学生分为基础层、拓展层和创新层三个层级,并分组进行实验。

例如,在教授“电磁场与电磁波”时,教师应根据学生层次设计层级式问题。对基础层学生,可询问实验基本操作,如电路的安全连接方法;对拓展层学生,可提出如何调整实验参数观察不同频率电磁波的应用性问题;而对创新层学生,则可挑战其设计新实验方案,直观展示电磁波传播特性。教学安排上,教师应有序分层提问。实验初期,可借助生活中的电磁波应用激发学生的好奇心;随着实验深入,逐步提升问题难度,引导学生探究电磁波的产生原理和传播速度的影响因素;实验后期,鼓励学生自主动手验证电磁波的存在及性质;再通过综合问题,如电磁波在通信领域的应用,促使学生将理论与实际结合,锻炼高阶思维。通过层级式问题的引导,学生能在实验探索中逐步构建起扎实的物理概念框架,同时培养科学探究与创新思维的核心素养,实现知识与能力的双重提升。

(三)辐射式问题在高中物理实验教学中的应用

在物理实验教学中,提出辐射式问题能够有效促进学生的全面发展和创新思维。在合作实验中,教师可以通过开放性问题鼓励学生跳出固有框架,从多角度审视问题。

例如,在“探究功与速度变化的关系”实验教学中,教师可以提出:“在探究过程中,除了我们常用的实验方法外,还有哪些创新的设计能更准确地反映功与速度之间的关系?请考虑实验操作的便捷性、数据的准确性以及误差的控制。”这样的问题促使学生不仅掌握基本的实验技能,还能批判性地思考实验设计的优化空间,如改进测量工具、优化实验步骤等,每种方案都需要学生论证其合理性与可行性。通过集体探讨,学生能够学会从不同视角审视物理现象,培养批判性思维,增强解决复杂问题的能力。在深度探究中,教师可以提出发散性问题,引导学生突破传统思维模式,尝试新的方法和思路。如教师可以提问:“除了直接测量速度和计算功的方法外,还有哪些创意实验设计能验证功与速度之间的关系?能否设计一个实验,通过观察和测量其他物理量来间接反映功与速度的变化?”这样的问题将促使学生发挥创造性思维,探索新的验证方法,如利用图像处理技术、引入变量控制等。学生需要综合考虑实验设计的各种因素,确保实验的准确性和可行性,从而在实践中锻炼和提升创新思维能力。

三、结语

综上所述,问题教学法在高中物理实验教学中的应用具有显著价值。通过设计层级式、情境性和辐射式问题,该方法有效激发了学生的思考与探究欲望,提升了他们的实验技能与核心素养。我们应继续深化问题教学法的应用与研究,不断优化教学策略,以适应新时代物理实验教学的需求与挑战,为学生的全面发展奠定坚实基础。

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