問題導向學習在大學物理教學的應用

1、問題導向學習在大學物理教學的應用摘要：在大學物理教學中，融入反映物理基本原理的工程實際問題，以問題為線索，引導學生積極思考問題，培養(yǎng)學生運用所學知識解決問題的能力和工程意識，主動建構自己的認知結構。 關鍵詞：大學物理；問題導向學習；工程實際問題 2013年6月，我國成為華盛頓協(xié)議的預備會員，這標志著工程教育專業(yè)認證在我國已經(jīng)拉開帷幕。工程教育專業(yè)認證遵循三個基本理念：成果導向、以學生為中心、持續(xù)改進。這些理念更注重學生的學習效果，對于提高人才培養(yǎng)質量至關重要。高等教育學會會長瞿振元教授指出：“沒有高質量的課堂教學就沒有高質量的高等教育”1。因此，要提高人才培養(yǎng)質量，就要從課堂教學改革入手。大學

2、物理是我校一門通識性的公共基礎課，開設在大一下學期，不僅是為各個專業(yè)學生后續(xù)專業(yè)課程服務的，而且還承擔著培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的職責。對于那些入學不久的學生來說，他們對自己本專業(yè)的知識結構還沒有形成系統(tǒng)認知，更沒有意識到大學物理這門基礎科學在整個知識體系中的地位和作用，往往不重視物理的學習，總會抱怨說：“學習物理有什么用呢？我們以后的專業(yè)和工作跟物理沒有關系啊！”他們對于物理的學習很茫然。傳統(tǒng)課堂教學仍是以教師為中心，對知識進行傳授、灌輸，而學生被動地接受知識，缺乏學習的主動性。在這種教學模式下，學生的表現(xiàn)不盡如人意，有些學生課上玩手機，有些學生逃課，有些學生是為了考高分拿學分而學習。顯然，這種教學

3、模式已經(jīng)無法適應當今社會發(fā)展的需要了，難以擔負培養(yǎng)世界一流人才的重任。“當學生畢業(yè)時，他們學到的全部知識、能力和態(tài)度應該有哪些？”這是一線教師需要深刻思考的問題。教師需要認真選擇實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標的教學方法，該方法應圍繞成果導向（即學習產(chǎn)出），樹立“以學生發(fā)展為中心”，即學生應該得到什么學習成果、為什么要讓學生得到這些學習成果、如何幫助學生得到這些學習成果、學生是否得到了這些學習成果、如果未得到該怎么辦。這并不否認教師在提高教學質量中的主導作用，而要強調“用優(yōu)秀的人培養(yǎng)更優(yōu)秀的人”。教師始終是課堂教學的組織者和實踐者，是教學質量的責任主體。 一基于問題導向學習的物理教學 （一）問題導向學習概述。

4、1969年，加拿大安大略省漢密爾頓市的麥克馬斯特大學的醫(yī)學教育工作者霍華德巴羅斯最早提出了問題導向學習(Problem-BasedLearning，簡稱PBL)，其目的是為了培養(yǎng)醫(yī)學院的學生。PLB教學模式，不是把所有知識都灌輸給學生，再將知識應用于臨床場合，而是要求學生研究一個具體的病歷，提出恰當?shù)膯栴}，并自己擬定解決方案。實際上，它充分體現(xiàn)了建構主義思想。建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資源，通過意義建構的方式而獲得2。因此，學習是學習者主動獲取知識的過程，而不是學習者記憶或背誦教師講授內(nèi)

5、容。這樣的“學習者”心懷求知求學的渴望，深知自己的學習需要，善于選擇和利用現(xiàn)有的資源來滿足自己的需求。巴羅斯把PLB這種新方法規(guī)定為“起自于努力理解和解決一個問題的學習”3。PLB教學模式可以有效地促進學生學會學習，提高解決問題能力，并強調對知識的遷移運用。它在醫(yī)學教育中引起了一場小小的革命，并逐漸地由醫(yī)學領域走向其他學科教育領域。（二）問題導向學習在物理教學中的應用。從“新工科”的視角重新審視和開展教學活動，以學生為中心，強調學習產(chǎn)出，注意把經(jīng)典的教學內(nèi)容與工程實際問題相結合，培養(yǎng)學生的工程意識，激發(fā)學生的學習興趣。在教學中，結合民航專業(yè)背景來創(chuàng)設問題情境，更容易引起學生的情感共鳴，這樣學生

6、就會在情感上接受物理，認為學好物理對于自己的專業(yè)是重要的。實際上，物理學中的每個知識點都是自然科學和工程技術的基礎，滲透于生活、生產(chǎn)、人類科技文明和社會進步的方方面面，在物理課堂教學中，教師可以從日常生活、工程技術或后續(xù)課程中搜集反映物理基本原理的素材融入課堂，讓學生體會到物理這門基礎性科學的重要地位，認識到基礎科學是新技術和工業(yè)發(fā)展的原動力。例如，在講解靜電場內(nèi)容時，教師可以創(chuàng)設問題情境，引入“飛機靜電場”。然后，教師引導學生思考并探究飛機起電原理，調動學生參與課堂討論或與同學交流，激發(fā)學生學習的主觀能動性。學生憑借自己原有知識或生活積累，知道飛機在飛行時與大氣和其他雜質的摩擦，飛機機身上將

7、產(chǎn)生大量的靜電電荷。當然，飛機起電原理不僅僅是通過摩擦起電，當飛機接近帶電云團時會由于靜電感應帶電，或者由于飛機引擎燃燒產(chǎn)生等離子體而起電。飛機起電的原因有多種可能，教師可以進一步對學生的結論進行補充完善，促進學生建構其認知結構。目前已知，飛機起電產(chǎn)生的靜電場大到足以在數(shù)公里的范圍內(nèi)可測，但是現(xiàn)有的科學技術還不可能完全消除飛機靜電4。教師可以進一步提問：“那你們知道大量的電荷對于飛機飛行有什么影響嗎？”來引發(fā)學生的深度思考，在解決問題的過程中也培養(yǎng)了學生對于知識的遷移應用能力。教師總是以避雷針為例講解靜電放電原理，可學生在中學學習物理時就知道了，重復講解會讓學生覺得毫無新意，不愿意聽。如果教師

8、以“飛機外表面的尖端部分為什么都安裝了靜電放電針”提問，那么學生就會有耳目一新的感覺，而且這個問題與民航相關，更能引起學生共鳴。講電磁波時，教師以“在飛機上使用手機到底有沒有危害”、“國內(nèi)外的普通手機使用說明書中都明確規(guī)定請不要在加油站內(nèi)使用手機的警告語，你知道原因嗎”等問題引起學生討論，這些問題直接將理論與工程實際應用結合，使得學生能夠學以致用，并逐步培養(yǎng)學生樹立工程意識。諸多研究表明，課堂中師生互動的頻次與質量已成為衡量本科生學習經(jīng)歷滿意度的一個重要變量5，尤其是以問題為導向的課堂教學模式把學生置于教學環(huán)節(jié)的中心地位，強調學生主動學習的意識，同時培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。 二結論 在大學物理教學中，融入反映物理基本原理的工程實際問題，一方面可以加強學生對知識的遷移應用能力和解決問題的能力，另一方面使理論聯(lián)系實際，使學生能夠了解物理原理在工程實踐中的應用，強化學生的工程意識。以問題為導向，引導學生多角度、多層次的思考，能夠培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，主動建構自己的認知結構，最終對于提升人才培養(yǎng)質量有一定積極的作用。 參考文獻 1瞿振元.著力向課堂教學要質量J.中國高教研究，2016，12：1-5. 2何克抗.建構主義革新傳統(tǒng)教學的理論基礎（上）J.電化