論物理教學(xué)教育合理性提問及論狀態(tài)模式的類測試方法研究

論物理教學(xué)教育合理性提問課堂提問是課堂教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，它在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中有著重要的作用。首先，課堂提問可以激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，使其主動(dòng)投身于物理教學(xué)活動(dòng)中去，并能意識(shí)到自己在該活動(dòng)中的位置，從而增強(qiáng)其物理學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力；其次，課堂提問有助于課堂上更好地貫徹啟發(fā)性教學(xué)原則，體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的教學(xué)思想；第三，課堂提問能起信息反饋?zhàn)饔?，教師可?jù)此來診斷學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)物理活動(dòng)中的困難，以及評價(jià)學(xué)生對物理內(nèi)容的掌握程度，進(jìn)而靈活調(diào)整物理教學(xué)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)；第四，恰當(dāng)?shù)恼n堂提問對學(xué)生能起思維橋梁作用或思維定向作用，當(dāng)學(xué)生思維處于思維“交道口”，茫然無措時(shí)，教師恰當(dāng)?shù)脑O(shè)問就可使學(xué)生找到正確的思維方向；第五，由于學(xué)生思考教師提出的問題用的幾乎是純心智活動(dòng)，所以，課堂提問有利于學(xué)生心智技能的形成，促進(jìn)他們物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步有機(jī)化；另外，課堂提問可以活躍課堂氣氛，溝涌師生之間的情感交流，這有助于物理教學(xué)中師生雙邊活動(dòng)的順利進(jìn)行。值得提出的是，并不是任何方式的提問都能達(dá)到上述功效，只有“好”的提問才有可能，那么，什么樣的提問才算得上好的提問？本文試圖從一個(gè)側(cè)面對“好”的提問做些探討，這便是“教育合理性”提問。一、教育合理性提問的概念“教育合理性”一詞首先見諸于斯托利亞爾《教學(xué)教育學(xué)》一書，按其觀點(diǎn)，如果提問引起學(xué)生的積極思維活動(dòng)，并且學(xué)生又不可能照搬課本上的答案，就算是教育上合理的提問。例如，在學(xué)習(xí)熱學(xué)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生對“熱量”、“溫度”、“內(nèi)能”概念的定義背得很熟，如果再提問這樣的問題就不是教育上合理的提問，因?yàn)閷@些問題，學(xué)生能毫不困難地回答，且答案直接來自課本；但是，這幾個(gè)概念的聯(lián)系和區(qū)別是什么？要回答這個(gè)問題，算不算教育上合理的提問？因?yàn)閷W(xué)生在課本上找不到現(xiàn)成的答案，他們必須對問題進(jìn)行逐一分析和思考，最后作出結(jié)論，這樣就引起了學(xué)生的積極思維活動(dòng)。這樣的提問可以認(rèn)為是合理的提問。我們給教育合理性提問一個(gè)更明確的定義：能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)投身于物理活動(dòng)中去并引起積極思維活動(dòng)的提問稱為教育合理性提問。二、教育合理性提問的原則（一）針對性。若提的問題低于或高于學(xué)生的思維水平，學(xué)生就不能進(jìn)行積極的思維活動(dòng)。過低，用不著積極思維就可作答，過高，學(xué)生感到束手無策，進(jìn)退維谷，抓不住中心，確定不了思維方向。如果提出的問題不能切中學(xué)生的疑難要害，學(xué)生就不樂意思考，只有所提的問題正是學(xué)生疑惑的地方，他才會(huì)積極主動(dòng)地思考，如若提問的方式好，程度合適，那么，就會(huì)引起積極思維，進(jìn)而做出回答。（二）明確性。所提問題要題意清楚，條理分明，語言精練，清晰度高，針對性強(qiáng)，問域明確、恰當(dāng)。含糊不具體的提問清晰度低，學(xué)生思維難以開展起來。例如，“慣性定律有什么作用？”“為什么半導(dǎo)體能導(dǎo)電？”等這樣的提問，學(xué)生回答就很困難，不知朝什么方向思考、回答，其效果顯然不會(huì)理想。（三）量力性。課堂提問的設(shè)計(jì)應(yīng)注意量力性原則，亦即在設(shè)計(jì)提問時(shí)要注意“可接受性”和“因材施教”，要兼顧學(xué)生的知識(shí)和智力水平，對物理學(xué)習(xí)較好的學(xué)生應(yīng)提出信息量較大、難度較大的問題，以滿足他們的思維活動(dòng)量；而學(xué)習(xí)較差的學(xué)生應(yīng)多問一些難度較小，信息量較小，清晰度高的問題，以鼓勵(lì)其學(xué)習(xí)積極性。這就要求教師平時(shí)不僅應(yīng)備好課，而且還要“備”好學(xué)生，對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)情況應(yīng)了如指掌。（四）系統(tǒng)性。在設(shè)計(jì)課堂提問時(shí)，必須根據(jù)教材內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和知識(shí)積累的邏輯順序來設(shè)計(jì)一系列的提問，并按照由具體到抽象，由感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律，由近及遠(yuǎn)，由易到難地逐個(gè)設(shè)計(jì)問題，提出問題和解決問題，使學(xué)生由淺入深，循序漸進(jìn)地獲得知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，學(xué)生經(jīng)過積極地思維活動(dòng)，在解答問題的同時(shí)建立知識(shí)系統(tǒng)，得到能力的遷移。（五）變式性。所謂變式性，就是圍繞某一概念，從不同角度，以不同的敘述，在不同的情況下提出一系列問題，使概念的內(nèi)涵完全暴露出來。這對于學(xué)生深刻地理解知識(shí)，準(zhǔn)確地掌握知識(shí)和靈活地運(yùn)用知識(shí)都是必不可少的。三、教育合理性擔(dān)問的設(shè)計(jì)及功效（一）激疑性提問?？鬃诱f過：“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)”?！皩W(xué)起于思，思源于疑”，有疑才能有思，無思則不能釋疑。設(shè)疑、釋疑是人生追求真理、獲取知識(shí)、增長才干的重要途徑。由于中學(xué)生缺乏思維的靈活性和敏捷性，教師若能在其似懂非懂、似通非通處及時(shí)提出問題（疑點(diǎn)），然后與學(xué)生共同釋疑，勢必收到事半功倍的效果。例如，在浮力教學(xué)中，為了使學(xué)生弄清浮力的大小與哪些因素有關(guān)，遵從什么規(guī)律，可以用學(xué)生熟悉的例子問學(xué)生：為什么木塊浮在水面上而鐵塊沉入水底？學(xué)生?；卮穑阂蜩F比木頭重。再進(jìn)一步問：用鋼鐵制成的萬噸巨輪為什么可以浮在水面上？這個(gè)實(shí)例使學(xué)生對“因鐵重而下沉”的結(jié)論產(chǎn)生了懷疑。思維中出現(xiàn)了疑問，最容易引起定向探究，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究、求知欲望。（二）探究性提問。這種提問能啟發(fā)學(xué)生思維的靈活性，也有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。例如，講授“感生電流產(chǎn)生的條件”這一節(jié)時(shí)，在做完電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流的幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)之后，提問學(xué)生：感生電流產(chǎn)生的條件是什么？由于學(xué)生對初中物理中的結(jié)論：切割磁力線產(chǎn)生感生電流，已先入為主，印象極深。要想把學(xué)生的認(rèn)識(shí)提高到感生電流產(chǎn)生的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，必須進(jìn)一步設(shè)問：1．導(dǎo)線在磁場中沒有切割磁力線而產(chǎn)生感生電流是什么物理量改變了？2．線框在勻強(qiáng)磁場中切割磁力線為什么不產(chǎn)生感生電流？3．導(dǎo)線切割磁力線和磁通量發(fā)生變化都產(chǎn)生感生電流，相同的原因是什么？等等。通過這樣的提問，就會(huì)把學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步引向深化，并有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。（三）發(fā)散性提問。發(fā)散思維是一種創(chuàng)造性思維，教師若能在授課時(shí)提出激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維的問題，引導(dǎo)學(xué)生從正面和反面多途徑去思考，縱橫聯(lián)想所學(xué)知識(shí)，將對提高學(xué)生思維能力和探索能力大有好處。這種提問難度較大，必須考慮學(xué)生知識(shí)的熟練程度。例如：在講完一個(gè)例題后，啟發(fā)學(xué)生一題多解地提問，或題目引伸性提問等等，都屬于這一類型。例如，有這樣一道力學(xué)習(xí)題：一物體從初速v0＝10m／s作勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度數(shù)值a＝2m／s2，求物體在最后一秒內(nèi)的位移。多數(shù)學(xué)生首先求出運(yùn)動(dòng)總時(shí)間5秒，再求出整個(gè)5秒內(nèi)位移與前4秒內(nèi)位移之差，得出正確結(jié)論。至此，教師可進(jìn)一步問：有沒有更好的方法呢？你們的思維都是順著題意來思考，是否可以逆著題意來分析呢？這樣的提問很自然地把學(xué)生帶入積極思考、討論、探究等生機(jī)盎然的學(xué)習(xí)境界之中。最后總結(jié)如下：正方向勻減速運(yùn)動(dòng)最后一秒內(nèi)位移等于以同樣加速度作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)在最初一秒內(nèi)位移，很容易得到教師有意識(shí)地經(jīng)常選取一些適當(dāng)?shù)睦}，通過提問的形式，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)散思維，尋找多種解法，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探索能力無疑是有益的。（四）鋪墊性提問。這是常用的一種提問方法，在講授新知識(shí)之前，教師要提問與本課有聯(lián)系的舊知識(shí)，為傳授新知識(shí)鋪平道路。以達(dá)到順利完成教學(xué)任務(wù)的目的。例如，在教學(xué)牛頓第一定律時(shí)，可分階段設(shè)計(jì)多種提問，教師問：從斜面上釋放的小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車受到的阻力與前進(jìn)的距離有什么關(guān)系？（學(xué)生答：阻力越小，運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。）假如小車在無限光滑的平面上運(yùn)動(dòng)，會(huì)如何呢？（學(xué)生答：會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。）為什么？（學(xué)生答：不受阻力。）由此可得出什么結(jié)論？（學(xué)生答：小車不受力也能運(yùn)動(dòng)，亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。）那么，這時(shí)小車的速度是否變化呢？（學(xué)生答：不變。）這個(gè)速度的大小怎樣呢？（學(xué)生答：跟小車在水平面上開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度相等。）由此可得出什么結(jié)論？（學(xué)生答：如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力作用，它的速度將保持不變，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。）這種提問的設(shè)計(jì)既為學(xué)生積極思維創(chuàng)造了條件，又能降低思維的難度，從反面為教學(xué)慣性定律作了鋪墊。當(dāng)學(xué)生回答了最后的推理型問題時(shí)，牛頓第一定律的得出已是水到渠成了。這樣得出的物理定律，學(xué)生就會(huì)感到易理解、好掌握，受到學(xué)生的歡迎。（五）激趣性提問。富有趣味性的提問，往往能激發(fā)學(xué)生帶著濃厚的學(xué)習(xí)興趣，以愉悅的心情去積極思維，直至問題得到圓滿的解答。例如，在講熱傳導(dǎo)時(shí)，可以這樣設(shè)計(jì)提問：在裝水的試管底部放一條小魚，用酒精燈對試管上部的水加熱，當(dāng)上部水已沸騰了，下面的小魚為什么卻安然無恙？多數(shù)同學(xué)感到所提問題與日常生活經(jīng)驗(yàn)有體，課堂氣氛頓時(shí)活躍起來。像這類“煮金魚”以及“紙鍋燒開水”等生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)和提問，會(huì)使學(xué)生的注意力高度集中，會(huì)使他們興趣盎然，從而在主動(dòng)、輕松的心態(tài)中進(jìn)入探求新知識(shí)的境界。（六）鞏固性提問。教師為了讓學(xué)生真正理解并掌握所學(xué)到的新知識(shí)，常在講授完新課，學(xué)生消化了該課內(nèi)容后，對本課內(nèi)容提出一個(gè)或幾個(gè)重點(diǎn)問題，引導(dǎo)學(xué)生對知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié)，以達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。例如，“機(jī)械波”一節(jié)內(nèi)容既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，它和振動(dòng)有密切聯(lián)系，又是后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)，故在學(xué)完該內(nèi)容后可設(shè)計(jì)如下提問：1．波的研究對象是什么？2．波是怎樣形成的？3．闡述波與振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系。4．什么是橫波？什么是縱波？這一系列提問可使學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容有一個(gè)全面正確的認(rèn)識(shí)，為干涉、衍射、聲學(xué)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。這種有目的、有計(jì)劃的提問可以把學(xué)生的思維迅速引向解決問題的關(guān)鍵之處。四、教育合理性提問中應(yīng)注意的幾個(gè)問題（一）面向單個(gè)學(xué)生的提問要注意其程度。教師在課堂提問時(shí)應(yīng)很好地把握所提問題的難易程度，對不同學(xué)生的提問應(yīng)當(dāng)與其水平相適應(yīng)，并應(yīng)經(jīng)常創(chuàng)設(shè)積極思維的情景，鼓勵(lì)學(xué)生思考，消除他們思維上的惰性和心理上的障礙。（二）面向全班的提問應(yīng)力求使每個(gè)學(xué)生都參加進(jìn)來。課堂上對全班同學(xué)的提問，要力求使所有學(xué)生都能參加進(jìn)來回答問題，都能開動(dòng)大腦進(jìn)行積極思維。使他們經(jīng)過努力可以達(dá)到目標(biāo)，感受經(jīng)過努力取得成功的喜悅，從而更好地激發(fā)起群體的積極思維熱情。（三）認(rèn)真對待學(xué)生對所提問題的回答，是教育合理性提問的有機(jī)組成部分。注意分析和評價(jià)學(xué)生的回答，尤其是錯(cuò)誤回答，因?yàn)楹鲆晫W(xué)生回答的分析等于錯(cuò)過一次評價(jià)學(xué)生的機(jī)會(huì)，不正確的回答不僅表明學(xué)生還沒有掌握這個(gè)內(nèi)容，也反映了他們在學(xué)習(xí)上的具體困難。論狀態(tài)模式的類測試方法研究摘要:本文使用了BBD模型和OSD模型作為方法和狀態(tài)測試兩種部分的測試模型。從測試結(jié)果來看,選擇這兩種模型是比較適合的。通過方法測試和狀態(tài)測試兩種測試模型關(guān)鍵詞:BBD模式;OSD模式;測試模型1BBD模型BBD(BlockBranchDiagram)即塊分支圖模型是由Kung等人提出的,該模型原為一個(gè)五元組BBDf=(Du,Dd,P,Fe,G),如圖1-1所示。由于狀態(tài)變量組合測試和后一章OSD模型的構(gòu)造步驟中,經(jīng)常要涉及方法的狀態(tài)變量,為了便于引用并避免重復(fù)工作,我們將方法的所有狀態(tài)變量構(gòu)成集合Vs并作為BBD模型的一部分,改進(jìn)后的BBD模型結(jié)構(gòu)如圖1-2所示圖1-1原BBD模型結(jié)構(gòu)圖1-2改進(jìn)后的BBD模型結(jié)構(gòu)。圖1-1原BBD模型圖1-2改進(jìn)后的BBD模型如圖1-2所示,方法f的BBD是一個(gè)六元組,BBDf=(Du,Dd,Vs,P,Fe,G),其中:Du={di|di是f引用的全局?jǐn)?shù)據(jù)或類數(shù)據(jù)};Dd={di|di是f修改了的全局?jǐn)?shù)據(jù)或類數(shù)據(jù)};Vs={vi|vi是f中的狀態(tài)變量};P=X1θ1,X2θ2,…,Xnθn,Xn+1θn+1是f的參數(shù)表和函數(shù)返回值,θi的值為↑表示輸出、↓表示輸入,若Xn+1缺省則無返回值;Fe={fi|fi是被f調(diào)用的其它方法};G是一個(gè)有向圖,叫做塊體,它是按照控制流圖的思想修改f的程序流程圖而來,表示f的控制結(jié)構(gòu)。BBD模型通常有兩種獲得途徑。一種是在軟件設(shè)計(jì)和分析階段就根據(jù)設(shè)計(jì)需求構(gòu)造出某個(gè)方法相應(yīng)的BBD模型,用以指導(dǎo)具體的編程。另一種途徑是采用逆向工程的方法根據(jù)源程序畫出流程圖,然后構(gòu)造出BBD模型。2OSD模型OSD(ObjectStateDiagram,對象狀態(tài)圖)是一種新的面向?qū)ο髣?dòng)態(tài)測試模型,其中描述了對象在其生存周期中的所有狀態(tài)及其狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)移。OSD中模型的表示與具體編程思想直接相關(guān),是一個(gè)建立在現(xiàn)有的面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)模型和分析模型基礎(chǔ)之上的測試模型。OSD支持封裝的對象狀態(tài)層次,其表示的狀態(tài)是面向?qū)ο蟮亩皇敲嫦蚬δ艿?并且提供抽象模型和具體程序之間的直接映射。3對象狀態(tài)圖測試模型的基本構(gòu)造單元3.1AOSDAOSD是OSD的基本組成單元,AOSD定義為一個(gè)四元組:AOSD=(S,d,s,S0),其中S表示一個(gè)對象的狀態(tài)集合;d表示字符集;s表示由對象狀態(tài)可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移集;S0表示起始狀態(tài)。對象的一個(gè)狀態(tài)是對象的數(shù)據(jù)屬性的一個(gè)確定取值范圍,相對此范圍數(shù)據(jù)成員取真或假;轉(zhuǎn)移表示狀態(tài)的改變,每一個(gè)轉(zhuǎn)移對應(yīng)對象成員函數(shù)的執(zhí)行,轉(zhuǎn)移有條件轉(zhuǎn)移、無條件轉(zhuǎn)移和交叉轉(zhuǎn)移。對象的每一個(gè)數(shù)據(jù)成員對應(yīng)一個(gè)AOSD,每個(gè)AOSD可有多個(gè)起始狀態(tài)。3.2COSD在OSD中,多個(gè)AOSD和COSD的組合構(gòu)成COSD,COSD是AOSD的有限集合,它用來表示類和對象的動(dòng)態(tài)行為,類和對象的動(dòng)態(tài)行為由對象的數(shù)據(jù)屬性和轉(zhuǎn)移決定。根據(jù)類的定義,其實(shí)例對象的數(shù)據(jù)屬性來自于類內(nèi)部定義的數(shù)據(jù)成員、繼承的數(shù)據(jù)成員、聚集到類里的其它類對象。所以,如圖3-1所示,OSD的構(gòu)成可描述為對象的動(dòng)態(tài)行為。各部分取決于不同來源的數(shù)據(jù)屬性。圖3-1OSD的構(gòu)造定義部分中“自動(dòng)”表示對象的一般數(shù)據(jù)屬性(如一般變量),“動(dòng)態(tài)”表示對象的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)屬性(如指針變量),“靜態(tài)”表示對象的靜態(tài)數(shù)據(jù)屬性(如靜態(tài)變量)。聚集部分中“自動(dòng)”表示某類的一般對象,“動(dòng)態(tài)”表示類對象指針,“靜態(tài)”表示靜態(tài)對象。繼承部分中“全部”表示子類用“public”繼承父類的數(shù)據(jù)成員,“部分”表示子類把父類的所有數(shù)據(jù)成員作為私有成員。4構(gòu)造OSD模型OSD(ObjectStateDiagram)模型即對象狀態(tài)圖模型是用于測試對象狀態(tài)行為的測試模型。OSD模型中描述了對象在其生命周期中的所有狀態(tài)及其狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)移。同BBD模型一樣,OSD模型也是一個(gè)分析模型。OSD模型的表