論物理教學教育合理性提問及論狀態(tài)模式的類測試方法研究

論物理教學教育合理性提問課堂提問是課堂教學活動的有機組成部分，它在整個教學活動中有著重要的作用。首先，課堂提問可以激發(fā)學生的思維活動，使其主動投身于物理教學活動中去，并能意識到自己在該活動中的位置，從而增強其物理學習的內(nèi)驅力；其次，課堂提問有助于課堂上更好地貫徹啟發(fā)性教學原則，體現(xiàn)以教師為主導，以學生為主體的教學思想；第三，課堂提問能起信息反饋作用，教師可據(jù)此來診斷學生在課堂學習物理活動中的困難，以及評價學生對物理內(nèi)容的掌握程度，進而靈活調(diào)整物理教學活動的結構；第四，恰當?shù)恼n堂提問對學生能起思維橋梁作用或思維定向作用，當學生思維處于思維“交道口”，茫然無措時，教師恰當?shù)脑O問就可使學生找到正確的思維方向；第五，由于學生思考教師提出的問題用的幾乎是純心智活動，所以，課堂提問有利于學生心智技能的形成，促進他們物理認知結構的進一步有機化；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，這有助于物理教學中師生雙邊活動的順利進行。值得提出的是，并不是任何方式的提問都能達到上述功效，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？本文試圖從一個側面對“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《教學教育學》一書，按其觀點，如果提問引起學生的積極思維活動，并且學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，在學習熱學內(nèi)容時，學生對“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，因為對這些問題，學生能毫不困難地回答，且答案直接來自課本；但是，這幾個概念的聯(lián)系和區(qū)別是什么？要回答這個問題，算不算教育上合理的提問？因為學生在課本上找不到現(xiàn)成的答案，他們必須對問題進行逐一分析和思考，最后作出結論，這樣就引起了學生的積極思維活動。這樣的提問可以認為是合理的提問。我們給教育合理性提問一個更明確的定義：能夠激發(fā)學生主動投身于物理活動中去并引起積極思維活動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生的思維水平，學生就不能進行積極的思維活動。過低，用不著積極思維就可作答，過高，學生感到束手無策，進退維谷，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生的疑難要害，學生就不樂意思考，只有所提的問題正是學生疑惑的地方，他才會積極主動地思考，如若提問的方式好，程度合適，那么，就會引起積極思維，進而做出回答。（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，問域明確、恰當。含糊不具體的提問清晰度低，學生思維難以開展起來。例如，“慣性定律有什么作用？”“為什么半導體能導電？”等這樣的提問，學生回答就很困難，不知朝什么方向思考、回答，其效果顯然不會理想。（三）量力性。課堂提問的設計應注意量力性原則，亦即在設計提問時要注意“可接受性”和“因材施教”，要兼顧學生的知識和智力水平，對物理學習較好的學生應提出信息量較大、難度較大的問題，以滿足他們的思維活動量；而學習較差的學生應多問一些難度較小，信息量較小，清晰度高的問題，以鼓勵其學習積極性。這就要求教師平時不僅應備好課，而且還要“備”好學生，對學生的物理學習情況應了如指掌。（四）系統(tǒng)性。在設計課堂提問時，必須根據(jù)教材內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和知識積累的邏輯順序來設計一系列的提問，并按照由具體到抽象，由感性到理性的認識規(guī)律，由近及遠，由易到難地逐個設計問題，提出問題和解決問題，使學生由淺入深，循序漸進地獲得知識。引導學生進行思考，學生經(jīng)過積極地思維活動，在解答問題的同時建立知識系統(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。這對于學生深刻地理解知識，準確地掌握知識和靈活地運用知識都是必不可少的。三、教育合理性擔問的設計及功效（一）激疑性提問?？鬃诱f過：“學貴有疑，小疑則小進，大疑則大進”。“學起于思，思源于疑”，有疑才能有思，無思則不能釋疑。設疑、釋疑是人生追求真理、獲取知識、增長才干的重要途徑。由于中學生缺乏思維的靈活性和敏捷性，教師若能在其似懂非懂、似通非通處及時提出問題（疑點），然后與學生共同釋疑，勢必收到事半功倍的效果。例如，在浮力教學中，為了使學生弄清浮力的大小與哪些因素有關，遵從什么規(guī)律，可以用學生熟悉的例子問學生：為什么木塊浮在水面上而鐵塊沉入水底？學生?；卮穑阂蜩F比木頭重。再進一步問：用鋼鐵制成的萬噸巨輪為什么可以浮在水面上？這個實例使學生對“因鐵重而下沉”的結論產(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)生強烈的探究、求知欲望。（二）探究性提問。這種提問能啟發(fā)學生思維的靈活性，也有利于培養(yǎng)學生思維的深刻性。例如，講授“感生電流產(chǎn)生的條件”這一節(jié)時，在做完電磁感應產(chǎn)生電流的幾個演示實驗之后，提問學生：感生電流產(chǎn)生的條件是什么？由于學生對初中物理中的結論：切割磁力線產(chǎn)生感生電流，已先入為主，印象極深。要想把學生的認識提高到感生電流產(chǎn)生的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，必須進一步設問：1．導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．線框在勻強磁場中切割磁力線為什么不產(chǎn)生感生電流？3．導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，就會把學生的認識逐步引向深化，并有利于培養(yǎng)學生思維的靈活性。（三）發(fā)散性提問。發(fā)散思維是一種創(chuàng)造性思維，教師若能在授課時提出激發(fā)學生發(fā)散思維的問題，引導學生從正面和反面多途徑去思考，縱橫聯(lián)想所學知識，將對提高學生思維能力和探索能力大有好處。這種提問難度較大，必須考慮學生知識的熟練程度。例如：在講完一個例題后，啟發(fā)學生一題多解地提問，或題目引伸性提問等等，都屬于這一類型。例如，有這樣一道力學習題：一物體從初速v0＝10m／s作勻減速運動，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)學生首先求出運動總時間5秒，再求出整個5秒內(nèi)位移與前4秒內(nèi)位移之差，得出正確結論。至此，教師可進一步問：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生帶入積極思考、討論、探究等生機盎然的學習境界之中。最后總結如下：正方向勻減速運動最后一秒內(nèi)位移等于以同樣加速度作初速為零的勻加速運動在最初一秒內(nèi)位移，很容易得到教師有意識地經(jīng)常選取一些適當?shù)睦}，通過提問的形式，引導學生去發(fā)散思維，尋找多種解法，對于培養(yǎng)學生的創(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，在講授新知識之前，教師要提問與本課有聯(lián)系的舊知識，為傳授新知識鋪平道路。以達到順利完成教學任務的目的。例如，在教學牛頓第一定律時，可分階段設計多種提問，教師問：從斜面上釋放的小車在水平面上運動時，小車受到的阻力與前進的距離有什么關系？（學生答：阻力越小，運動得越遠。）假如小車在無限光滑的平面上運動，會如何呢？（學生答：會一直運動下去。）為什么？（學生答：不受阻力。）由此可得出什么結論？（學生答：小車不受力也能運動，亞里士多德的觀點是錯誤的。）那么，這時小車的速度是否變化呢？（學生答：不變。）這個速度的大小怎樣呢？（學生答：跟小車在水平面上開始運動時的速度相等。）由此可得出什么結論？（學生答：如果運動物體不受任何力作用，它的速度將保持不變，永遠運動下去。）這種提問的設計既為學生積極思維創(chuàng)造了條件，又能降低思維的難度，從反面為教學慣性定律作了鋪墊。當學生回答了最后的推理型問題時，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，學生就會感到易理解、好掌握，受到學生的歡迎。（五）激趣性提問。富有趣味性的提問，往往能激發(fā)學生帶著濃厚的學習興趣，以愉悅的心情去積極思維，直至問題得到圓滿的解答。例如，在講熱傳導時，可以這樣設計提問：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)同學感到所提問題與日常生活經(jīng)驗有體，課堂氣氛頓時活躍起來。像這類“煮金魚”以及“紙鍋燒開水”等生動有趣的實驗和提問，會使學生的注意力高度集中，會使他們興趣盎然，從而在主動、輕松的心態(tài)中進入探求新知識的境界。（六）鞏固性提問。教師為了讓學生真正理解并掌握所學到的新知識，常在講授完新課，學生消化了該課內(nèi)容后，對本課內(nèi)容提出一個或幾個重點問題，引導學生對知識進行概括總結，以達到鞏固知識的目的。例如，“機械波”一節(jié)內(nèi)容既是重點又是難點，它和振動有密切聯(lián)系，又是后續(xù)內(nèi)容的基礎，故在學完該內(nèi)容后可設計如下提問：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生對本節(jié)內(nèi)容有一個全面正確的認識，為干涉、衍射、聲學等內(nèi)容的學習奠定了扎實的基礎。這種有目的、有計劃的提問可以把學生的思維迅速引向解決問題的關鍵之處。四、教育合理性提問中應注意的幾個問題（一）面向單個學生的提問要注意其程度。教師在課堂提問時應很好地把握所提問題的難易程度，對不同學生的提問應當與其水平相適應，并應經(jīng)常創(chuàng)設積極思維的情景，鼓勵學生思考，消除他們思維上的惰性和心理上的障礙。（二）面向全班的提問應力求使每個學生都參加進來。課堂上對全班同學的提問，要力求使所有學生都能參加進來回答問題，都能開動大腦進行積極思維。使他們經(jīng)過努力可以達到目標，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）認真對待學生對所提問題的回答，是教育合理性提問的有機組成部分。注意分析和評價學生的回答，尤其是錯誤回答，因為忽視對學生回答的分析等于錯過一次評價學生的機會，不正確的回答不僅表明學生還沒有掌握這個內(nèi)容，也反映了他們在學習上的具體困難。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工作,我們將方法的所有狀態(tài)變量構成集合Vs并作為BBD模型的一部分,改進后的BBD模型結構如圖1-2所示圖1-1原BBD模型結構圖1-2改進后的BBD模型結構。圖1-1原BBD模型圖1-2改進后的BBD模型如圖1-2所示,方法f的BBD是一個六元組,BBDf=(Du,Dd,Vs,P,Fe,G),其中:Du={di|di是f引用的全局數(shù)據(jù)或類數(shù)據(jù)};Dd={di|di是f修改了的全局數(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的控制結構。BBD模型通常有兩種獲得途徑。一種是在軟件設計和分析階段就根據(jù)設計需求構造出某個方法相應的BBD模型,用以指導具體的編程。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,然后構造出BBD模型。2OSD模型OSD(ObjectStateDiagram,對象狀態(tài)圖)是一種新的面向對象動態(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)之間的相互轉移。OSD中模型的表示與具體編程思想直接相關,是一個建立在現(xiàn)有的面向對象軟件設計模型和分析模型基礎之上的測試模型。OSD支持封裝的對象狀態(tài)層次,其表示的狀態(tài)是面向對象的而不是面向功能的,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造單元3.1AOSDAOSD是OSD的基本組成單元,AOSD定義為一個四元組:AOSD=(S,d,s,S0),其中S表示一個對象的狀態(tài)集合;d表示字符集;s表示由對象狀態(tài)可能產(chǎn)生的轉移集;S0表示起始狀態(tài)。對象的一個狀態(tài)是對象的數(shù)據(jù)屬性的一個確定取值范圍,相對此范圍數(shù)據(jù)成員取真或假;轉移表示狀態(tài)的改變,每一個轉移對應對象成員函數(shù)的執(zhí)行,轉移有條件轉移、無條件轉移和交叉轉移。對象的每一個數(shù)據(jù)成員對應一個AOSD,每個AOSD可有多個起始狀態(tài)。3.2COSD在OSD中,多個AOSD和COSD的組合構成COSD,COSD是AOSD的有限集合,它用來表示類和對象的動態(tài)行為,類和對象的動態(tài)行為由對象的數(shù)據(jù)屬性和轉移決定。根據(jù)類的定義,其實例對象的數(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的構成可描述為對象的動態(tài)行為。各部分取決于不同來源的數(shù)據(jù)屬性。圖3-1OSD的構造定義部分中“自動”表示對象的一般數(shù)據(jù)屬性(如一般變量),“動態(tài)”表示對象的動態(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”表示某類的一般對象,“動態(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)之間的相互轉移。同BBD模型一樣,OSD模型也是一個分析模型。OSD模型的表