物理“问题解决”教学模式构建与运用
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新课标要求物理教学要培养学生的创新意识和探究能力，而“问题解决”教学正是使学生在“问题”的驱动下，通过搜集处理信息、创新思维和合作探究，来获取知识.因此，把“问题解决”策略引入物理教学，并以“问题连续体”理论为指导，构建出一种科学规范化的物理“问题解决”教学模式，对于进一步优化物理教学过程，更有效地促进学生积极主动，探索新知，开发创新潜能有很大意义.
1“问题解决”教学模式的概述
1.1“问题”与“问题解决”
“问题”，从心理学上讲是人一时没有现存手段（包括知识、技能和方法或策略）可以达到既定目标的刺激情境.问题有初始状态（已知条件）和目标状态（结论或答案），初始状态与目标状态之间的区域叫问题空间或通道.
“问题解决”就是由一定问题情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列思维操作，使问题得以解决的过程.通俗地说“问题解决”的过程就是填补问题空间或寻找和疏理问题通道的过程.一个人一旦知觉到自已的现有状态与认知目标间有距离或空间，便产生一种急欲探索此空间的自然心理倾向，从而激活或唤醒自身认知结构中现存的思维材料，主动积极地搜寻表象、概念、原理、命题和规则等知识经验，进行模拟、联合和组合等一系列的思维加工，以填补问题“空间”，实现“问题解决”.同时建构起新的认知结构，作为新的问题解决平台，使问题解决能力得以不断提升.
1.2“教学模式”与“问题解决”教学模式
教学模式：就是在一定的教学理论或教学思想指导下，通过教学实践抽象概括而形成的相对稳定的教学基本结构或范型.
“问题解决”教学模式：在教学过程中，教师通过有目的地提出系列的不同类型的问题或任务，引导学生主动发现，积极探索、实践体验、解决问题，以便深层次理解并掌握和运用基本知识，实现从能力到人格的整体发展，成为有效的问题解决者的一种教学模式.
2物理“问题解决”教学模式的构建
根据“问题解决”教学模式的概念，物理“问题解决”教学模式设计的指导思想应是，在物理教学过程中，教师通过创设物理问题情境，提出系列的不同类型的问题或任务，科学有序地引导学生主动探索、实践体验，在解决问题中不断深化物理基本知识和技能的理解和运用，实现物理能力和科学素养的整体发展.
为体现上述的指导思想，本人尝试采用了如图1所示的“三层次六环节”可循环的教学模式.
2.1“创设情境”――“问题提出”
从学生生活实例或科技信息中，寻找与课题相关的素材创设物理问题情境，通过语言、视频或图片予以呈现，以启发学生感悟老师预设的问题，或引发学生自主发现问题，产生解决问题的强烈愿望.还可以引导学生将旧知迁移应用于新的物理情境，有意形成认知危机或冲突，产生认知心理失衡，以生成维持平衡的系列性问题.教学中，学生还会出现问题的“链式反应”，由原问题带出新问题，教师应将其有机地嵌入到原先的问题系列中，为教学增添异彩！
2.2“问题呈现”――“问题解决”
问题提出，只为“问题解决”教学流程提供了素材，而问题的呈现也应是问题教学的关键.如果课上不注意问题的科学规范化呈现，问题随意组合、信口开河、无序推出，就会直接影响教学效果.在设置问题呈现方式时，应注意问题结构的闭开性、问题难度的层次性、问题功能的探究性、问题组合的连续性、问题推出的递进性等，追求严谨规范与灵活艺术的辩证统一，以提高“问题解决”教学的效能.
为此，需要一个具有全面功能的“问题”设计体系作为操作工具，来设计教学中多类型的“问题”.“问题连续体”就是这样一种操作工具，它是问题呈现的规范化准则，能引导我们科学规范地呈现教学问题.
“问题连续体”是美国亚利桑那大学梅克等人在他人提出的问题类型模式基础上扩展而来的，被称为“梅克-斯克维的问题连续体”或称为“DISCOVER问题连续体矩阵”，简称“问题连续体”.它不仅考虑了“问题的结论”，还考虑了“问题的结构”和“问题解决的方法”.
“问题连续体”将问题编制成由封闭到半开放再到全开放的连续的、序列的问题体系：
类型一：问题简单、封闭，问题及解决方法师生均知，结论教师知但须学生求解；类型二：问题简单、封闭，问题师生均知，但解决方法和结论教师均知而学生不知，需学生寻法求解；类型三（1）：问题师生均知，但解决方法多种，对师生都是不确定，答案唯一，需学生寻法求解，属方法开放性问题，而类型三（2）问题师生均知，但解决方法和结论系列化，教师知而需学生寻法求解，属更开放和综合性问题；类型四：问题师生均知，但解决方法和结论师生均不确定，需要师生从更多信息中寻找多种方法得出结论；类型五：问题界定、解决方法和结论师生均不明确，属全开放和综合性问题，需要师生发散创新思维，多角度、多层面分析而得出结论.
“问题连续体”从师生两个方面，沿着“问题、方法和结论”三维度，按问题答案由唯一到系列，或按问题结构从封闭到半开放再到全开放，将问题分为不同层次的五种类型.这五类问题不是相互孤立的而是相互联系的，它们是一条线上的五个结点，体现出极大的有序性、包容性和连续性，宛若一条“问题链”把教学诸要素中的关键属性或操作特性均能有序连结在一起.这条“问题链”有助于在“问题解决”教学中选择并提出恰当而有价值的问题，为我们构建“问题解决”教学模式提供了理想的、操作性强的理论框架.更重要的是，“问题连续体”不仅能反映问题的不同特征，而且还折射出各类问题背后的不同等级的认知水平，具有将学生的认知水平从“事实水平”逐级提升为“概念水平”、“概括化水平”和“理论水平”的隐性教学功能，既能强化学生的“双基”，更能培养和发展学生探索、创新和实践能力.
“问题连续体”作为问题呈现的规范化准则，将问题编制成由封闭到半开放再到全开放的“问题链”.具体教学时，可据不同内容特点进行“问题链”的个性化重组.若一节课只有一个目标，可以一条“单长链”呈现，如：某规律探究课；若一节课是从一个目标引发出多个并列子目标，可以发散性“辐射链”呈现，如：规律应用课、实验理论课；若一节课是从多个目标归纳出一个总目标，可以收敛性的“聚合链”呈现，如：概念探究课、方法提炼课等.对于高考物理综合复习课往往要以更复杂的“网状链”呈现.
问题呈现为“问题解决”教学实施搭建了规范化平台，而“问题解决”教学最终效果，则要靠“问题解决”活动的形式和质态.适合于“问题解决”教学的活动形式，是问题的生生、师生、生网互动探究.因问题是学生的问题，学生无疑是问题解决的主角，离开学生的主动参与、互动探索与知识建构，问题解决教学就毫无意义.但有效的“问题解决”教学需要目标明确、结构严谨、系统完整，这又离不开教师的精心谋划和主导性调控.故此，课上教师的主导作用一定要着力于学生主体地位的强化.要把握好师生“双主”作用的平衡点，使其在不同类型的问题解决中呈动态变化.在解决封闭性物理问题时，教师可表现为“闻道在先”，主导作用稍突出一些；在解决开放性物理问题时，应让学生充当先锋，教师可策略性地隐藏起某些优势，扮演协助者和参与者，故意留时空给学生交流合作、互动探索、解决问题.有时面对某些特殊问题时，还需师生互动，结成问题解决共同体.若一节课涉及多个独立目标，如：多个独立知识的探究课，上图的前四个环节可多次循环重复，每一循环完成一个知识目标教学.
2.3“问题评价”――“反思提升”
完成前四环节教学后，教师应及时引导学生回顾一下“问题解决”的全过程，理顺和强化问题解决的思维通道，再设置紧贴本课知识与方法的系列化问题进行达成性检测和评价.结合知识目标达成情况，教师可对学生的过程参与状态、问题探究质态以及思维品质等进行鼓励性点评，同时引导学生自主评价自身的学习质态，寻找知识盲区误区，细究原因，反思学习态度、方法和精神.还要让学生知道“问题解决”的归宿并非是问题的终结，而应是新问题生成的开始，启发学生发现和提出的新问题，在解决新问题中实现新的跨越.
3物理“问题解决”教学模式的运用
以“牛顿第一定律”一节为例，运用物理“问题解决”教学设计如下：
创设情境问题提出：本人先播放各种形式运动的视频，然后提问“物体为什么会做这样和那样的运动呢？”当学生指出物体的运动跟受力有关后，再提出：“运动和力到底是什么关系？”本节课我们来一起探讨这一重要话题.
问题呈现问题解决：本人尝试用“问题连续体”规则编制问题链，并以“单长链”的形式呈现，供学生互动探究.“问题连续体”按问题结构从封闭到开放分五种类型，各类问题背后折射出不同层次的认知水平.
第一种类型问题，以封闭性问题呈现，认知层次为“事实水平”，教学目标定位于对事物的感知记忆，形成表象，培养学生观察能力.在物理教学中，就是要求教师围绕基本物理现象和材料设问，促使学生借助眼、耳、手、脑获取物理现象或事实中内含的基本信息，同化到原有的知识结构中.如：让学生用手推学生桌上的文具盒或书本等物体，然后提问学生“看到了什么现象？”“说明了什么？”让学生初步感知力和运动直觉关系.
第二种类型问题，仍以封闭性问题呈现，认知层次为“概念水平”，教学目标定位于主要对事物的归类与判断，让学生在感知的基础上，进行抽象概括出一类事物的共同属性，以理解表象和建立概念等.问题应具备比较、分类等功能.如：“请同学们列举生活中事例来分析亚里士多德观点的错因在何处？”“力到底影响运动的哪些方面？”让学生学会运用分析、对比、抽象概括等方法理性思考物理现象背后隐藏的物理本质，培养学生的抽象思维能力.
第三种类型问题，可以封闭性和半开放问题呈现，使问题兼顾封闭和开放特点，体现探索性、启发性和体验性.认知层次为“概括化水平”，教学目标定为探寻概念间的联系，即发现原理、法则和规律.教师要创设实验情境和问题空间，让学生在问题解决中，体验对规律原理的发现过程.如“请你模拟伽利略的创造性思想方法来否定亚里士多德的错误观点，从而得出正确的结论.”“笛卡尔是如何补充和完善伽利略的观点的？”“最后牛顿是如何得出他的第一定律的？”“牛顿第一定律是否可通过实验得出？为什么？”通过层层问题的讨论，使学生不仅真正弄清了力和运动关系，而且还体验和分享了物理学家探索和总结物理规律的生动精彩睿智的过程.
第四种类型问题，可以半开放和全开放问题呈现.认知层次为“概括化水平”，教学目标定为多角度对概念和规律内涵和外延的挖掘，准确深刻理解知识并能正确运用.如“牛顿第一定律内含着哪些重要内容？怎么表述的？”“请运用牛顿第一定律中的有关重要内容解释生活、生产和科技应用中有关现象？”通过此类问题的解决可进一步加深对定律的理解，在应用中提升对物理学科的学习兴趣.
第五种类型问题，可以全开放问题呈现.认知层次为“概括化水平”，教学目标定为培养实践能力、创新精神.开放性问题的背景往往是真实的，解决此类问题，不仅有利于学生学习隐藏于问题背后的科学知识，更有利于实践能力的培养；开放性问题的结构和条件往往不完备，并弱化方法与答案的唯一性和正确性，摆脱“知识本位”和“学科本位”束缚，解决此类问题，有利于学生创新精神的培养；开放性问题解决更需要团队合作精神和智能碰撞.如：向学生提出“学过这一定律后你有什么实验设想需要搭载飞船带入太空去做？”“你能否运用惯性原理设计一些活动玩具？”“基于惯性原理写一篇小论文谈谈你对某个体育运动项目器材的改进或对规程的理解？”等等，鼓励他们发散思维，走出书本、大胆设想、相互合作、勇于创新、学以致用.
根据学生的认知能力和课题的内容特点，也可将第五种类型问题的认知水平进一步提升到“理论水平”.理论是知识的最高形式，是“一套可检验的、相互联系的、像法律陈述一样的或高水平的‘概括化’”，是由明确定义的变量或概念组成的一套逻辑严密的高度抽象的演绎系统.简言之，“概念”基于多个“事实”，“概括化”又是由几个“概念”构成，而“理论”则从一套“概括化”中提炼出的更高层次的“概括化”.针对部分学有余力学生，在本节课中，可启发学生从哲学的高度认识力和运动辩证关系，提出“惯性是指物体具有保持原有运动状态不变的属性，而力具有改变物体原有运动状态作用.牛顿第一定律揭示了这对矛盾，这对人类认识物体运动有何重要意义？”“请模仿‘理想实验’的思想方法探究一个非物理问题？”还可向学生提出“学过这一定律后你有没有新的问题需要提出和解决？”促进学生再生问题，为进一步深化研究力和运动关系而激活新的目标.
问题评价反思提升：在规律探究出后，本人有针对性地设置几道从封闭到开放的问题，让学生对知识和方法的掌握、参与学习过程的表现和质态，进行自我评价和反思.限于篇幅，内容从略.
在物理“问题解决”教学中，“问题提出”是关键，“问题解决”是重点，“问题设置”即采用“问题连续体”呈现问题却是难点.以上借助于五种类型问题构成的“问题连续体”来实施物理教学的过程，是“问题解决”教学一般完整规范的问题设置模式，体现了认知层次由事实水平向理论水平不断递进发展关系.这种递进关系还可以跟“多元智能”进行整合，形成二维（知识与能力）多功能、更具现念的有效教学流程.当然不是所有教学内容都要机械牵强地套用这五种问题类型和四个认知层次，有些内容可能只需其中两至三个.在熟练驾驭各层次问题的教学功能情况下，也可以摆脱次序的束缚，形成自主灵活多变、富有个性风格的“问题解决”教学设置.只要在“问题连续体”框架下，用真实准确问题科学规范而又灵活艺术地设置，促进各层次学生在互动中得到多方位的发展即可.