特级教师周久璘 让问题成为课堂的中心

2013/3/28 11:09:57

 【摘要】发现问题比解决问题更重要,培养学生发现问题、提出问题的能力是在物理教学中实施素质教育的需要,是培养学生创造性思维的重要途径。物理课堂教学应该让问题成为课堂的中心,物理教师应该充分保护学生的问题意识,着力培养学生的问题能力,进而培养学生的物理思维能力。
  【关键词】问题 问题意识 问题能力 以问题为中心 非从众思维
  一
  李政道教授说过:“对于科研工作者来说,最重要的是自己会不会提出问题。”著名物理学家海森堡也说过:“提出正确的问题,往往等于解决了问题的大半。”大学者梁漱溟先生是一位自学成才者,他说:“我不是学问中人,…我大概是问题中人。”在哈佛大学还流行这样一句话:“教育的真正目的是让人不断提出问题和思考问题。”
  科学就是探究,探究的前提是问题。一切思维都是从问题开始的,一切创造也是始于问题。一个人能否经常地提出问题,是衡量一个人科学素质的重要标志。
  教育是培养未来人才的,未来的创造性人才就是现在学校中的学生。所以教育的任务绝不只是知识的单向传承。关于教育的本质,仁者见仁,智者见智。著名物理学家劳厄对教育的本质曾经说过这样的话:“教育无非是一切学过的东西都忘掉后所剩下的东西。”如果我们认同劳厄的观点,那么不妨再追问一句,剩下的到底是什么呢?应该是能力,应该是素质。发现问题,提出问题就是很重要的能力,就是很重要的素质。要使学生离开学校后留下更多的东西,我们应该怎样改进我们的中学物理教学呢?笔者认为,培养学生的问题意识,鼓励学生勇于提出问题,发展学生的问题能力是一个重要的途径。
  过去,我们比较重视培养学生分析问题与解决问题的能力,这无疑是正确的,但是,忽视了培养学生发现问题与提出问题的能力,这显然是个缺陷。在实施新课程标准时,我们必须将培养学生的发现问题与提出问题的能力做为物理教学的重要目标。有人说,如果学生没有问题,本身就是问题,没有问题的教育就是教育出了问题。
  什么是问题?
  能够激起学生的探究欲望,并能够使学生主动地建构新知识,运用已有的知识,通过逻辑思维、形象思维、灵感思维等或通过设计实践活动探索完成的任务就是问题。
  什么是问题意识?
  人们对某一事实、客观现象产生了解释或处理的心理欲望,这就是问题意识。
  问题从哪里来?
  问题往往产生于具体的情景之中,产生于陌生的现象之中,产生于奇异的现象与引起矛盾的说法之中,产生于对事物、现象的深刻思考之中等。
  二
  问题能力在于学生,而学生问题能力的强弱主要在于教师,在于老师的教学思想、教学行为与教学方法。要有效地培养学生的问题意识与问题能力,就必须实施“以问题为中心”的课堂教学模式,即让问题成为课堂的中心。
  什么是“以问题为中心”的课堂教学模式?
  就是将问题作为学科知识建构的载体,将问题作为发展学科能力的载体,以整体设计的问题链有机地串联整个教学过程,恰当地贯穿于每个教学环节,以教师的问题诱发学生产生疑问,进而提出问题,或者教师设计情境启发学生发现问题,通过师生对话、学生独立思考或讨论等方式解决问题,而在解决问题的过程中努力使学生获得体验,唤起学生思维的活力,并实现“知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观”的有机融合,促进学生全人格的健康发展。
  在“以问题为中心”的课堂教学中,教师对问题的精心设计是必要的,也是重要的,并不是带问号的叙述都能够成为问题。而学生的问题可以教师有意识诱发的,也可以是学生心理活动的表达。
  “以问题为中心”的课堂教学应该具有什么特征?
  1.问题要有理性的挑战性。所谓理性的挑战性是指要通过思维加工、实践活动等过程才能够解决。问题的理性挑战性与学生解决问题的兴趣与信心密切相关。经验表明,问题越简单,学生的兴趣越低,问题太难,学生的兴趣也会降低。真正具有理性挑战性的问题,会激发学生挑战自我的好奇心,会激发他们检验自己能力的强烈欲望。
  例1.比较等量异种点电荷的电场线分布与点电荷跟接地带电金属平板之间的电场线分布,你能够得出什么结论?你对此还能够提出什么问题?
  这两个问题对学生而言就具有理性的挑战性,并且问题具有层次性,前一个问题是引导学生进行观察,在观察的过程中进行比较,在比较的过程中,学生的思维得到深化,在思维得到深化的基础上,学生就可能会提出诸如:能否求出接地金属板与点电荷间的相互作用力?如果接地金属板与点电荷间的电场跟等量异种点电荷间的半幅场相同,对金属板的大小有什么要求?等问题。
  2.问题要与学生的生活经历相关。跟学生的生活经历相关联越紧密的问题,学生就越感到亲切,这容易缩小学生思维与问题之间的距离。在实际应用的过程中,会使学生认识到知识的应用价值,激发他们想学和乐学的动机,这也正是STS教育的主要作用。同时,问题与学生的熟悉的生活经历越接近,越有利于培养学生的形象思维能力。
  从科学方法论的角度看,形象思维能力在创造性能力培养中起着不可代替的作用。因为形象思维有利于人从整体上把握事物的特性,有利于启迪人的直觉,诱发人的灵感,而直觉与灵感往往是创造的先行者。
  “威尔逊云室”的发明者威尔逊曾于1927年到过英国的本内维斯峰天文台休闲了数周,山上云雾飘渺的奇景给他留下了深刻的印象。后来当卡文迪许实验室主任汤姆逊要他设计一种能够显示出电子径迹的仪器时,他马上联想到了山上观察到的云雾,凭借着他对大自然瑰丽壮美的热爱和丰富的形象思维能力,几经试验他就成功地制造出了威尔逊云室。
  例2.晴朗的夏日,当你驾车在高速公路上行驶时,你会发现正前方某一段公路上像刚刚下过雨似的,其实并没有下雨,请你对这一现象做出科学的解释。
  只要有心,夏日在高速公路上都会观察到这个现象。笔者在讲过“光的全反射”后,曾经向学生提出这个问题,学生兴致很高,各抒已见,讨论强烈。这样的问题贴近生活,学以致用,既体现了理论联系实际的教学原则,同时,对启迪学生关注生活实际是大有益处的,因为问题的来源主要来自于生活与实践。
  3.问题要有一定的开放性。开放的问题具有鲜明的功能——培养学生思维的发散性与灵活性,开拓学生思维的空间。按照新课程理念,课堂教学中的问题的开放度与科学探究的程度正相关,这是因为现实生活中的问题大多是开放的与综合性的。
  问题的开放性可以通过减少已知信息,或增加已知信息的方式实现;也可以通过思维途径的多样化实现;还可以通过结论的多样性增加问题的开放性等。
  例3.如图所示,小金属块的质量为m、长木板的质量为M,两者的初速度大小都是v0,方向相反,长木板的长度为l,小金属块未脱离长木板,小金属块与长木板之间的滑动摩擦力大小为f。不计长木板与地面的摩擦。根据以上条件你可以定量地求出哪些物理量?


  这是一道改编题(通过改编经典题是获得开放性问题的常用方法)。该题具有结论的开放性,通过这道题的分析可以培养学生思维的严密性与思考问题的全面性。
  4.问题要尽可能与学生的前经验产生冲突。当问题与学生的前经验发生冲突时,就容易使学生在心理上产生碰撞的火花,矛盾的冲突往往会使学生产生解决矛盾的心理动力,激发他们探究的积极性,而在解决矛盾冲突的过程中,建立的正确概念会更加牢固与准确。
  当人们接触到的事物与自己的前经验或前知识发生矛盾时,有些人会固守前经验或前知识,而不从新事物上找原因,结果失去去创造的机会,有些人善于抓住矛盾,抓住新事物不放,寻找到解决矛盾的方法,从而导致新的创造和发明。物理学发展史上这样的例子太多,如著名的黑体辐射现象被有些人称为“紫外灾难”“笼罩在物理学上空的一朵乌云”,但普朗克大胆地提出了“量子理论”,不仅成功地解释了黑体辐射现象,更重要的是揭开了量子理论发展的序幕,导致了物理学的深刻革命。中学物理教学需要培养学生“善于抓住矛盾,抓住新事物不放,寻找解决矛盾方法”的科学品质。
  例4.在学生学习了电势这一概念后,可以向学生提出这样的问题:如果用一根导线将金属圆筒(法拉第圆筒)的内表面与验电器连接,验电器的箔片是否张开?为什么?
  学生通常会认为,验电器的箔片不张开,他们的理由是基于“带电导体的电荷只能分布在导体的外表面”这一结论。“带电导体的电荷只能分布在导体的外表面”就是学生的前经验,如果教师向学生公布结论:验电器的箔片会张开,并通过演示实验向学生展示,就会强烈地激发出学生的认知矛盾,学生必然会产生解决矛盾的心理动力,这正是物理教学实现三维目标的重要载体。
  5.问题要有利于学生掌握物理思维方法。思维是重要的。让问题成为课堂的中心,必须努力通过问题的解决使学生的科学思维更加完善——既重视逻辑思维,也重视形象思维方法;还需要培养学生的收敛思维与发散思维。物理分析方法也是重要的。让问题成为课堂的中心,必须努力通过问题的解决使学生初步掌握物理学的一般分析方法。应该明确,掌握了物理知识并不等于发展了科学思维方法;只掌握学物理知识并不等于掌握物理学的分析方法。
  例5.一个质点沿直线做变速运动,初速度为v0、平均加速度为a,能否求出该质点经过时间t时的末速度和通过的位移值?请你说明你的理由。
  应用物理图象是分析与解决物理问题的重要方法。图象经常可以帮助我们解决一些看似不能解决的问题,而在应用图象分析与解决问题的过程中,学生能够更为深刻地理解物理问题的本质。利用v-t图象,本题可以得到完满的解决,可以清楚地说明其理由。
  三
  问题意识是人与生俱来的,是人的天性之一,从这个角度看,学生的问题意识首先不是培养,而是需要保护。物理教学中,教师需要保护学生的问题意识,呵护学生问题的天性,任何时候都不能扼杀学生的宝贵的问题意识。这句话说起来容易,做起来并不容易。有些教师经常斥责学生的“奇谈怪论”,有些教师经常不自觉地嘲笑学生的“无知”,殊不知,打击了学生的问题意识,挫伤了学生提出问题的主动性,长期以往,使得学生不敢向教师提出问题。
  我们不仅要切实保护学生的问题意识,还应该通过创设自由宽松的课堂氛围和精心预设教学环节,培养提出学生的能力与分析问题的能力。
  1.要鼓励学生提出问题。在课堂教学中应该给学生提问题的机会与时间,这当然克服教师“满堂灌”的教学方式,切实改变教师的课堂语言霸权,应给学生提问权,允许学生疑问、质问、反问或追问。让课堂上教师的声音少一些,让学生的声音多一些。
  学生向教师提出问题时往往已有了解决这个问题的心理准备,从心理层面上讲,他正处于积极的思维准备状态,有没有思维准备,对于学生解决学生的过程与质量有着很大的影响。需要教师积极地引导,使学生思维进入解决问题的状态,或引导学生从错误的思维轨道进入正确的思维轨道。
  有时,学生提出的问题并不准确或并不确切,这是完全正常的,因为即使是科学家提出的问题也不都是正确的。因此,教师对学生提出的不准确问题,应该采用宽容的态度。绝不可以采用“堵截”甚至挖苦的态度。教师要学会欣赏学生提出的问题,应该从欣赏的角度去帮助或指导他解决问题。欣赏是一种心理品质,有欣赏才会有鼓励与保护。
  教师还应该坦诚地对待学生的课堂提问,对一时不能回答的问题,教师应该如实承认,不必害怕在学生面前暴露自己的“无知”。只有这样才能创造民主、求真的课堂气氛,同时才能真正保护学生的问题意识。
  2.要鼓励学生的非从众思维。非从众思维不一定是科学的思维,也不一定是创造性思维,但是,创造性思维一定是非从众思维,因此,教师应该鼓励学生的非从众思维,不要不经意间扼杀了学生创造的萌芽。


  非从众思维可能表现为非逻辑性思维,非逻辑思维与逻辑思维都是重要的,对于科学家来说,非逻辑思维可能更为重要。很多科学发现都是非逻辑思维的结果。
  一般认为,非逻辑思维包含形象思维与灵感思维。
  创造性思维是抽象思维、形象思维与灵感思维的辩证运动。
  有这样一种认识,似乎理科教学的任务只是培养学生的逻辑思维能力,形象思维主要是人文学科的任务。这是很不全面的,甚至是有害的。在物理学中,抽象思维与形象思维同样重要,互为补充。抽象思维、形象思维与灵感思维都是我们物理教学的任务与目标。
  伽利略是一位实验大师,是他首先发现了单摆的等时性原理,从而导致钟表的问世,但是这一发现本身是非逻辑思维的结果。
  再譬如伽利略在研究两种最简单的变速直线运动时,一种是速度随时间均匀变化的运动,另一种是位移随时间均匀变化的运动,他判断前者是最简单的变速运动也是非逻辑的判断,是他运用直觉思维的结果。
  三
  要使问题成为课堂的中心,要培养学生的问题能力,教师首先要有问题意识与问题能力,教师的问题意识与问题能力是培养学生问题意识与问题能力的必要条件。如果教师没有问题意识,就会照本宣科,单调无味,就必然会缺少挑战性的问题呈现于学生,就会对学生提出的问题束手无策或缺少有效的指导,甚至会压制与打击学生的问题意识。
  教师的问题能力从哪里来?笔者认为,来自于对教师即研究者的认识,来自于将物理教学作为一门学问去研究,来自于教师对教材的深刻钻研与思考,来自于对教学的经常性反思,来自于虚心倾听学生的疑问等等。譬如说V= ,对平抛运动过程是否适用?某一直线运动过程中若符合该式,是否一定是匀变速直线运动?譬如在多普勒效应中,如果波源的移动速度大于波速,其物理图景又如何呢?再譬如说,洛仑兹力对运动电荷永远不做功,洛仑兹力是安培力的微观本质,而安培力却可以对金属导体做功,对此应如何解释?等等。如果教师对诸如此类的问题缺乏思考与准备,那么,他的课堂教学不太可能让问题成为课堂中心。
  培养学生的问题能力要找到切入口,这就是教师的有效课堂启发,教师设计的有效的问题。这里的有效是指教师的问题应该与学生的问题相匹配,只是通过教师提出来,这与学生自己提出问题虽然是有差异的,但达到的教学效果基本上是相同的。
  以问题为中心,培养学生的问题能力是一场持久战。对此,教师必须要有足够的心理准备。培养学生的问题能力要遵循“循序渐进”的原则,教师的指导与引导要逐渐地减少。在课堂教学中,教师须始终保持激发学生问题意识的活力。在教学过程中,要逐渐增加学生对物理知识的主动建构过程。从起始年级开始,坚持不懈,注意总结,定能取得成效。
参考文献:
  1.《普通高中物理课程标》人民教育出版社
  2.《新课程的教学实施》高等教育出版社
  3.《教育新理念》科学教育出版社
  4.《课堂里的声音》全球教育展望,2004年第3期