物理课改问题思考论文

2022-04-20

物理课改问题思考论文 篇1:

关于半导体器件物理课程教学方法改革的几点考虑

摘要:半导体器件物理是电子科学与技术专业高年级本科生的专业必修课程,它前承量子力学、固体物理、半导体物理、微电子工艺等课程,后启集成电路设计、集成电路CAD、集成电路测试分析等课程。针对该课程基础理论要求较高、综合性强、内容抽象等特点,提出了几点教学方法改革的思考。首先,强调半导体物理以及几个方程的基础地位,突出PN结、BJT和FET为课程重点;其次,构建启发式、讨论式的课堂教学模式,引导学生主动思考,锻炼设计思维;再次,布置仿真分析任务,借助TCAD工具加强对学生的实践训练;最后,结合学校开展的“本科生导师制”,鼓励学生在实验室开展器件的应用以加深理解。通过以上几点教学改革,提高学生的学习效率和课程教学质量。

关键词:半导体器件物理;教学方法改革;引导;实践训练;教学质量

电子器件是电子信息系统的基本单元。1947年第一只半导体晶体管的诞生标志着电子信息技术进入晶体管时代。此后,半导体器件以及以其为基础的集成电路技术得到了飞速发展。当前,由半导体器件构成的电子电路几乎都已集成化,半导体分离器件只是在某些特殊领域。集成电路技术的快速发展是以半导体器件和微电子工艺为基础的,要求半导体器件不断更新,以滿足小尺寸、高性能、低功耗的要求。

半导体器件物理是电子科学与技术本科专业的必修课程之一,是一门理论与实践并重、综合性很强的专业核心课[1]。该课程论述基于电子的微观运动规律的各种电子器件的工作原理,主要讲授各种半导体器件的基本结构、工作原理、电学特性和影响器件参数的因素[2],其核心内容是硅微电子器件的工作原理和设计方法。在课程学习之前,学生需学习量子力学、固体物理、半导体物理、微电子工艺等课程,对固体能带理论以及半导体材料(Si、Ge、GaAs等)的物理性质有一定的认识。该课程的目标是让学生了解和掌握器件结构参数、工艺参数、材料参数与器件电学参数之间的关系,为学生后续学习半导体器件设计与验证、集成电路设计、集成电路CAD、集成电路版图设计、集成电路测试分析等课程打下基础。在后摩尔时代原有技术持续改进和提升、新技术不断涌现的大背景下,电子科学技术本科专业半导体器件物理课程的教学需要改革教学方法,跟上时代步伐,提高教学质量。

一、合理安排教学内容,强化基础,突出重点

半导体器件物理是电子科学与技术专业高年级本科生的专业必修课之一。在学习该门课程之前学生需具备量子力学、固体物理、半导体物理、微电子工艺等专业课程基础。这门课是后续半导体器件设计与验证、集成电路设计、集成电路CAD、集成电路版图设计、集成电路测试分析等课程的基础课程之一。

(一)回顾前序课程的相关内容,引入相关方程和分析方法,强化基础

教学内容包括固体材料的晶体结构和能带结构,固体和半导体中载流子的统计分布,载流子的输运过程,低维输运,固体和半导体的热、光、电行为。强调课程的基本理论是建立在量子力学基础之上的固体能带理论;基本方法是求解连续性方程、电流密度方程和泊松方程,得到半导体内的电场、电势分布和载流子浓度分布[3];基本目标是掌握半导体器件的外特性参数与半导体的材料参数、几何结构参数和工艺参数之间的关系。共计8个学时。

(二)深入分析和讲解PN结、双极型晶体管和场效应晶体管,突出课程重点

运用第一部分介绍的基本方法分析PN结、BJT和FET三类基础器件,每一类器件的教学时间为16个学时。PN结部分的教学内容包括:PN结特性的定性描述和定量描述、直流特性、寄生效应、交流小信号特性及其等效电路、开关过程及其物理实质、击穿模型及其定量描述。双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)部分的教学内容包括:双极型晶体管的基本结构及制造工艺、内部载流子输运过程、电流放大系数(均匀基区和缓变基区两种情况)、直流特性(电流-电压关系、击穿特性、高阶效应及安全工作区)、频率特性和开关特性。场效应晶体管部分的教学内容包括:结型场效应晶体管(Junction Field Effect Transistor,JFET)的工作原理、电流-电压方程、直流参数和频率参数、短沟道效应等,半导体表面的特性及理想MOS(Metal Oxide Semiconductor)结构,绝缘栅场效应晶体管(MOS Field Effect Transistor,MOSFET)的基本结构和工作原理、制造工艺、阈值电压及阈值电压的调整、直流电流电压关系、非理想效应、击穿电压、热电子效应和辐射效应等。

(三)辐射特殊领域,拓展教学知识

在保障课程的基础部分和重点部分的教学课时前提下,根据实际剩余的教学课时量,合理拓展金属-半导体接触和异质结、光电子器件和半导体功率器件等特殊领域,拓宽学生的知识面。

(四)加强课堂讨论和课后训练,巩固教学内容

每次课后留2~3道思考题,督促学生在完成作业之余对这些问题进行思考和讨论,完成每章教学内容后组织学生对相关的思考题进行课堂讨论。针对每部分教学内容布置相关仿真分析任务,借助TCAD(Technology Computer Aided Design,半导体工艺模拟和器件仿真)工具加强对学生的课后实践训练。

二、改革教学方法,激发学生积极性,锻炼学生设计思维

(一)改革教学方法,构建启发式、讨论式的课堂教学模式

1.改革教学理念。首先,教学的首要目的是让学生真正学懂课程内容,并会应用相关内容,而不仅仅是为了期末考试取得高分数。其次,半导体技术的发展极其迅速,新材料、新工艺、新器件以及新的集成方法层出不穷,教材应该是教学参考书,应该立足于教学参考书添加学术界和产业界的最新动态,丰富教学内容。再次,“教学”是一个互动过程,在高等教育中教学的主角应该是学生,教师应该引导学生进行学习,更多地教授学生学习和分析相关知识点的思路、思考和解决问题的方法,避免“填鸭式”教学。

2.改革课堂教学模式。课堂教学内容主要通过多媒体课件进行展示,辅以必要的板书。这门课程理论性较强,内容较抽象,传统的教学模式容易让学生产生厌学情绪。在每个知识点辅以应用实例的讲解,启发学生参与讨论并思考相关理论问题,可帮助学生尽快弄明白每个知识点的用处,做到目标明确。在教学过程中穿插相关典故和行业资讯,可帮助学生缓解疲劳,增加学习兴趣;穿插随堂练习,可帮助学生当堂巩固相关教学内容。

3.改革教学手段。借助现代发达的信息技术,建立网络交流平台,加强和学生的课外交流互动。借助TCAD工具(如Silvaco TCAD)加强对学生的实践训练,帮助学生建立起对注入杂质浓度分布、电场和电势分布等原本抽象的图像的直观映像。鼓励学生积极参与本科生导师的相关科研项目,开展半导体器件设计及应用方面的研究工作,加深对理论知识的理解。

(二)引导学生主动思考,激发学生学习积极性

以热点问题和最新行业资讯引导学生主动思考半导体器件及半导体产业的国内外发展状况,以课后思考题引导学生复习半导体器件每个知识点的内容、思考相关热点和难点,拓宽知识面。通过介绍半导体产业以及电子信息产业的现状、发展趋势和机遇,激发学生学习本门课程的积极性。

(三)除了重点传授半导体器件的分析方法之外,注重锻炼学生的设计思维

分析思维和设计思维是两条顺序相反的路径,设计比分析要难,会设计就肯定会分析。虽然本门课程的目的是让学生掌握各种半导体器件的分析方法,但在教学过程中传授学生一些基础的设计方法,以实例训练学生的设计思维,有利于提高学生分析半导体器件的能力,同时为学生学习后续相关设计课程打下基础。

三、借助TCAD工具加强实践训练

半导体器件的结构和特性大多是通过二维剖面图和特性曲线进行展示,内容较为抽象。此外,半导体器件各种参数理论计算的结果往往和实际结果存在偏差,这是因为手工计算不可能考虑所有的高阶效应,也不可能求解复杂的超越方程。在实际制作好的半导体器件中要观察到内部的杂质浓度分布、电场和电势分布等图像几乎是不可能的。TCAD工具基于有限元算法对半导体器件的制作工艺以及器件特性进行模拟仿真,能够直观展示各种分布图像和特性曲线,还能精确求解各种方程,使仿真结果与实验结果偏差极小。借助TCAD工具开展对半导体材料的特性分析以及半导体器件的工艺和特性仿真,加强对学生的实践训练,能够使抽象的理论知识形象化,有利于学生对知识点的理解和消化[4],充分锻炼学生对半导体器件的分析和设计能力。

四、鼓励学生开展应用,在应用中加深对器件的理解

结合学校开展的“本科生导师制”,鼓励学生积极参与导师的相关科研项目,在实验室开展半导体器件设计及应用等方面的研究,以加深理解。我校“本科生导师制”规定每一名高年级本科生都有选定的指导教师,学生应该主动参与到导师的相关科研项目中去,这样既能培养和锻炼自己的科研能力、团队协作能力、分析和解决问题的能力,又能把所学的专业课程应用起来,加深对多课程内容的理解,还能加强对本专业课程体系的把控,帮助自己制定职业规划。

五、总结

半导体器件物理课程的目的是论述基于电子的微观运动规律为基础的各种电子器件的工作原理,主要讲授各种半导体器件的基本结构、工作原理、电学特性和影响器件参数的因素,其核心内容是硅微电子器件的工作原理和设计方法。该课程是电子科学与技术本科专业一门非常重要的必修课程,内容抽象,理论性和综合性强,具有老师难教、学生难学的特点。另外,随着半导体技术和集成电路技术的快速发展,半导体器件也不断涌现出新结构和新工艺,要求半导体器件物理课程的教学要覆盖面广,能跟上时代步伐。为此,提出了几点关于该课程的教学方法改革的思考。首先是在强化基础和突出重点的前提下拓展教学内容,加强课堂讨论和课后训练,巩固教学内容。其次,改革教学方法,构建启发式、讨论式的课堂教学模式。以热点问题、最新行业资讯和课后思考题引导学生主动思考相关问题,通过介绍行业情况和机遇激发学生学习本门课程的积极性。最后,借助TCAD工具加强对学生的实践训练,鼓励学生主动参与导师的相关科研项目,在应用中加强对半导体器件的理解,同时锻炼自己的科研能力、团队协作能力、分析和解决问题的能力,加强对本专业课程体系的把控。

参考文献:

[1]张丽娜,张伟,陆晓东,吴志颖.《半导体器件物理》课程教学改革与实践[J].人力资源管理,2015,(7):200.

[2]高清运.“半导体器件物理”课程教学研究与探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):20-21.

[3]傅兴华,丁召,陈军宁,杨健.半导体器件原理简明教程[M].北京:科学出版社,2010.

[4]向兵,程秀英.基于Matlab GUI的《半导体器件物理》教学仿真平台开发[J].实验科学与技术,2014,12(3):47-48+206.

Some Considerations on the Teaching Method Reform of Semiconductor Device Physics

MA Kui

(College of Big Data and Information Engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025, China)

Key words: Semiconductor Device Physics; teaching method reform; guidance; practice training; teaching quality

收稿日期:2019-08-31

基金項目:2019年半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心开放基金“基于宽禁带半导体材料Ga2O3的功率器件研究”(编号:ERCME-KFJJ2019-(01))

作者简介:马奎(1985-),男(汉族),贵州贵阳人,博士,副教授,研究方向:集成电路设计、半导体功率器件及功率集成技术。

作者:马奎

物理课改问题思考论文 篇2:

初中物理实验教学的三个重点“关注”

摘 要:针对初中物理实验教学中存在的形式探究、浅层探究等问题提出三个需要重点关注的问题.结合案例从问题的引领、方案的改进、证据意识的培养等方面,阐述提高学生探究能力和促进思维进阶的策略.

关键词:实验教学;思维引领;深度探究

作者简介:陈培凤(1979-),女,江苏扬州人,本科,中学高级教师,研究方向:课堂教学设计、实验设计;

许志(1965-),男,江苏淮安人,中学正高级教师,南京市教学研究室物理教研员,研究方向:中学物理教学研究.

物理以實验为基础,以思维为中心;实验让物理课堂更灵动,让学生在经历科学探究的过程中形成正确的物理观念,提升科学思维能力,树立坚毅的个人品格.而如何在物理实验教学中引领学生从“真”探究,走向深度探究,从而促进学生思维能力的提升,需要做到以下三个“关注”.

1 关注“问题引领”与“思维进阶”

教育的本质是培养思维,培养思维的策略是知识问题化,问题情境化.问题的合理进阶是促进学生实现理解性学习的有效途径.引导学生从情境中发现问题,解决问题,明晰我要做什么?怎么做?为什么这样做?还可以怎么做?怎样做更好等问题.

1.1 教学案例

案例1 探究阻力对于物体运动的影响

在牛顿第一定律的课题引入时,课本用了一幅图片(如图1所示),通过情境设置引导学生判断图中的说法是否正确.随后便提出为什么踢出去的足球还能继续飞行?为什么足球最终还会静止?从而提出了探究阻力对于物体运动的影响这一议题.而在实际教学中,笔者发现学生很难理解为什么在研究物体的运动时不研究动力而非要研究阻力.我们需要通过问题引领促进学生的思维进阶.

问题1:请仔细观察图片及对话,思考图中的情境能否推出相应的结论?

问题2:运动的小车,如果不施加动力,为什么会停下来?

问题3:如果不受阻力作用,运动的小车还会不会停下来?

问题4:如何探究阻力对物体运动的影响?

问题5:实验中如何评估物体运动受到的影响?

问题6:实验中能否实现让运动的物体完全不受力?怎么解决?

问题7:物体的运动与受力之间有什么关系?

1.2 案例分析

问题1基于教材中提供的情境提出问题,引导学生进行批判性思考,发现所得结论与预设情景的条件不同.情境中小车静止,结论中物体普适.依据情境只能得出:没有力的作用,物体就不能由静止变为运动.那么,没有力的作用,物体能不能由运动变为静止呢?

问题2的提出延续基于情境提出新的问题,进一步研究小车最终停下来恰恰是由于阻力的作用,由此阻力便自然成为研究物体运动时必须要考虑的力.

问题3则通过假设进一步明确了探究目的.问题4基于目的进行分析、对比和评价,确定解决问题需要的实验条件和方法.怎么控制变量?怎么改变变量?依据是什么?

问题5的转换法、问题6的知识迁移应用都是高阶思维能力的应用.具体表现为在面对物体运动受到的影响是抽象的,如何将其转换成可测量的物理量?物体无法不受力的作用,又该如何设计实验情景?此时,迁移应用成为有效方法.在研究真空能否传声时无法做到绝对真空,是怎么处理的?这种方法能否用在解决物体不受力时的运动情况的研究中?在问题设计中不断发展思维进阶,促进学生的高阶思维能力发展.

问题7是对探究结果的提炼与总结,由生活情境到科学探究,归纳总结为物理语言的表达.从解决具体问题的思路发展为物理观念和思维方法.对知识的理解、迁移和创新促进了核心素养的养成.

2 关注“证据意识”和“数据处理”

学生实验中常出现“热热闹闹做实验,做完实验啥没有”的情况,这源于学生证据意识的淡薄,教师在平时教学中需要不断强化这种意识,做到“高度重视证据,全面依靠证据,合理解释证据”.物理实验中的证据主要包括“现象”和“数据”,教学中要关注支持结论的现象、现象的全面性和完整性,同时在数据处理方面也应讲究技巧.

2.1 教学案例

案例2 力的作用是相互的

在力的作用规律教学中,教师往往选择较为常见、便于操作的弹力进行探究,那么能否仅仅由弹力的作用是相互的就得出“力的作用是相互的”这样普适的结论呢?显然不行.我们需要寻找更加全面的证据.弹力、摩擦力、磁场力、电场力、地球与其他天体之间的力、万有引力等,通过大量全面的证据方能得出科学的结论.教学中我们可以把如下问题抛给学生.

问题1:关于两个物体间力的作用关系,你的猜想是什么?

问题2:你猜想的依据是什么?你还有什么经验支持你的猜想?请体验并收集证据.

问题3:其他性质的力的作用是否也满足这个规律?你觉得还需要补充哪些证据?

学生通过相互交流与讨论,不断完善证据的收集,并通过活动体验各种力之间的相互作用,从而获得完整的体验.证据补充的过程有利于学生发展严谨的科学探究品格,培养科学态度与责任.

案例3 探究凸透镜的成像规律

实验数据的处理主要包括表格式和图像式.数据的记录与初步分析,应符合学生的认知规律.根据学生实验前的一般性的成像体验,分别找放大的像和缩小的像,指导学生进行表格设计和数据记录(见表1).按成像特点分别整理归纳,寻找规律.

学生很容易发现:缩小的像,像距<物距;放大的像,像距>物距.在此基础上,猜测等大的像肯定存在,且像距可能等于物距.完成从一般到特殊的完整证据收集.

图像法是一种直观的数据处理方式,而投影片又可以叠加多个小组的数据,以获得更加客观的证据(如图2所示).且叠加后能够动态地观察由物1到物6、像1到像6随之移动的动态变化趋势,结合学生的实验操作,体验物近像远像变大的动态过程和像与物移动方向一致的规律,并进一步体会移动范围的大小变化,为下一课时的深入研究打下基础.

2.2 案例分析

以上两个案例中的处理方法在初中物理规律教学和实验教学中具有普遍的参考意义.例如,图像叠加法同样适用于规律的发现:液体沸腾特点、固体熔化特点、光的传播规律等等.在证据的收集和数据的处理中实现从一般到特殊,再从特殊到一般的双向规律总结和认知形成,有助于学生的理解和深度学习.猜想必有依据,证据需要充分,规律要具有普遍性,只有严格遵守这一过程才能培养学生严谨的治学作风和科学的责任态度.

3 关注“方案的改进”与“成果分享”

实驗是物理学习的基础,实验方案的优化与改进能改善物理现象的观察效果和数据收集的效度信度.实验成果的智慧分享则可以促进现象证据的观察和学生间的交流与评价,有效促进学生的思维素养.

3.1 方案改进教学案例

案例4 探究影响滑动摩擦力的影响因素

教材实验中发现的问题:(1)水平匀速直线拉动操作困难;(2)拉动距离短,测力计示数难以稳定;(3)运动中读数困难;(4)增减钩码改变压力大小,学生误认为重力(质量)就是压力;(5)长木板铺设不同材料,平整度不够,影响匀速拉动等.基于上述问题,传统改进方法如图3所示,但该改进方案仍然不能解决上述(2)(4)(5)问题,且长木板拉动需要较大空间,测力计无支撑,测力计自重会影响实验结果.

基于以上问题,我们提出创新改进方案如图4所示,将长木板改成自制传送带,在滑块各面贴上不同材料接触面,将测力计改成竖直向上拉动等,取得了良好的改进效果.

3.2 案例分析

改进1将长木板改成自制传送带有以下好处:(1)不需要匀速拉动,且可安装电动机实现不同速度拉动,进而探究滑动摩擦力大小与速度大小是否有关;(2)可持续时间长,便于观察测力计读数;(3)便于理解相对滑动.改进2在滑块各面贴上不同粗糙程度的材料可用于探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,还可用手压等方式改变压力,避免得到摩擦力大小与物体重力有关的错误观念.改进3加定滑轮,改变测力计的拉动方向为竖直方向,能避免测力计自重的影响,易于控制水平拉动,还能结合力传感器,连接电脑得到更直观的图像,获得更可靠的证据.

用身边的器材,做简单的实验,得到明显的现象,是实验改进的目的.改进后效果良好,体现为:(1)传送带运转中(不停下),测力计示数很稳定,读数方便,用力传感器可量化实验;(2)改变转速,测力计示数不变;(3)操作便捷,加装电动机能彻底解放双手.

3.3 成果分享

实验成果的分享可以是实验现象的分享,数据结论的分享,也可以是活动成果的分享,还可以是相互间的交流与评价.

如大量光学实验中需要借助暗箱才可以观察到明显的现象,教学条件难以满足,这时我们可以运用现代化教学手段使实验现象的观察由“个体”到“群体”.如利用手机摄像头代替人眼进行观察,利用西沃投屏到大屏幕上(如图5所示),完成分组与演示的完美结合.此法可应用于大量现象不便于整体观察的演示实验中.

物理实验的结论需要不断的论证,寻找客观的事实和普遍的规律需要在不断的现象、数据及个体体验的分享中获得,以促进学生的深度学习.教学中不仅要采用智慧的分享方式,更要以学生的发展为本,以多样化的评价内容、多元化的评价主体为核心,结合多种评价方式促进学生对实验成果的交流与评价,充分发挥评价的激励功能.

4 结语

重视实验教学,凸显科学思维.实验教学中将情境化为问题,用问题引领探究,在探究中培养能力.做好三个重点“关注”,从形式探究走向深度探究,为学生的终身发展服务.

参考文献:

[1]刘炳昇,李容.义务教育教科书物理(九年级上册)[M].南京:江苏凤凰科技出版社,2013.

[2]陈培凤,季卫新.基于学习分析理论的初中物理深度备课研究——以“牛顿第一定律”第一课时教学设计为例[J].物理教学,2020,42(01):37-40+13.

[3]陈培凤,季卫新.深度备课:初中物理实验教学中发展学生核心素养的策略——以“探究凸透镜成像的规律”教学设计为例[J].物理教师,2019,40(02):23-26.

[4]石能浩.初中物理实验有效教学策略研究[D].重庆:西南大学,2020.

[5]孙志龙.基于核心素养的初中物理演示实验教学[J].新课程(中学),2019(03):37.

[6]陆丰.摩擦力探究实验的创新设计[J].中学物理,2019,37(07):20-22.

(收稿日期:2020-11-12)

作者:陈培凤 许志

物理课改问题思考论文 篇3:

高中物理课堂教学中问题教学法的应用

【摘 要】问题教学法运用于高中物理教学,是培养学生物理思维能力、改革创新传统教学模式的有效方式之一。高中物理教师应通过精心设计物理问题、创设物理问题情境、引导学生解决物理问题等途径,构建问题化的物理教学课堂,进而提高物理课堂教学质量。

【关键词】高中物理;问题教学法;意义;对策

俗话说:“学成于思,思源于疑”;愛因斯坦说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要”。在学生学习过程中,问题往往是激发学生思维、促使学生思考、提高学生学习效果的关键。因此,教师在开展课堂教学过程中,应培养学生的问题意识,促使学生积极主动地思考,提高学生的课堂参与度。在高中阶段,物理作为一门研究物质结构和运动规律的自然科学,对学生理性思维能力的要求较高。那么,高中物理教师如何培养学生的理性思维能力,提升学生的物理学习效果呢?问题教学法运用于高中物理教学,教师可以通过创设问题情境,引发学生思考并提出自己的见解,有助于培养学生的主动思维能力,促使学生物理理性思维能力的提升。本文立足高中物理教学,探索问题教学法运用于高中物理教学的有效对策。

1   高中物理教学问题教学法应用的意义

1.1  有利于培养学生的物理思维能力

学生学习任何一门学科,思维能力都是至关重要的。尤其是对物理这样需要较强逻辑思维、抽象思维能力的学科而言,学生的物理思维能力,直接关系到其物理学习的效果。因此,高中物理教师在开展物理课堂教学的过程中,应强化对学生物理思维能力的培养,为全面提升学生物理学习效果奠定基础。那么,教师该如何培养学生的物理思维能力呢?问题教学法运用于高中物理教学,有助于促使教师在开展物理课堂教学的过程中,结合教学内容以及学生的实际情况,精心设计物理问题,并通过一连串的物理问题,引发学生思考,充分调动学生在物理课堂中的主观能动性,积极改变学生长期被动思维的学习状态,促使学生物理思维能力的提升。

1.2  有利于改革创新传统的物理课堂教学

传统的物理教学,以教师传授知识、学生被动听讲为主要模式。这种停留在知识讲解层面的物理教学,容易导致学生形成定势思维,这种被动的定势思维,对学生物理学习的质量影响是极大的[1]。和传统物理教学模式相比,问题教学法运用于高中物理教学,教师在课堂教学中,通过积极的提问,引导学生思考,改变学生被动听讲的局面,发挥学生在物理学习中的主观能动性,实现改革创新课堂教学的效果。

2   高中物理教学问题教学法运用的现状

虽然问题教学法运用于高中物理教学具有很多积极的意义,但是在实际课堂教学中,问题教学法运用的效果并不那么乐观。一方面,受到高考压力、课时紧张以及应试教育思想的影响,部分教师在高中物理课堂教学中,依然是以灌输式为主流的教学模式,忽视了问题教学法的运用,忽视了对学生物理思维能力的培养,这在一定程度上影响了高中物理教学的改革;另一方面,高中物理课堂提问随意性强,问题缺乏关联性和逻辑性等情况。一般而言,物理教师在课堂教学中,也会有课堂提问,但这不是严格意义上的问题教学法,问题的随意性以及随机性,使得物理课堂提问难以达到理想化的效果。

3   问题教学法在高中物理教学中应用的对策

3.1  精心设计物理问题

问题教学法应用于高中物理教学,并不是随意而为,而应经过教师精心的安排和设计。这就要求物理教师在备课的过程中,精心设计物理问题。在物理问题的设计方面,教师要遵循以下几个原则:一是结合教学内容设计物理问题。教学问题的设计,应以教学内容为载体,并不是天马行空地提出一些不着边际的问题。因此,在备课的过程中,物理教师要善于结合教学的实际内容设计物理问题,如在教学的重点难点处提问、在教学的疑点处提问,也可以借助物理问题进行课堂导入,培养学生的物理思维能力。二是在物理问题设计的过程中,教师要充分把握学生的主体地位。即教师在设计物理问题时,要结合学生的认知能力、知识水平等进行设计,既要考虑成绩优秀的学生,也要考虑学习成绩欠佳的学生,尽可能避免“部分学生吃不饱、部分学生吃不消”的课堂提问现象。总之,高中物理教学中采用问题教学法,精心设计问题是第一步,是开展问题教学法的关键。

3.2  创设问题教学情境

在问题教学法应用方面,精心设计问题是第一步。而创设物理教学情境,则是问题教学法开展的关键。在创设物理问题教学情境的过程中,教师可以从以下几方面入手:一是借助物理问题进行课堂导入,设置悬念,引发学生思考。导入是课堂教学的关键性环节,教师可以巧妙借助物理问题进行课堂导入,创设问题情境;二是在课堂教学中,教师可以选择适当的时机进行提问。之所以要选择时机提问,是指教师在问题教学法运用的过程中,不是泛泛而问,而是要有针对性。如在教学的重点难点环节,教师通过课堂提问,有助于强化学生对知识的理解,进而达到突破教学重点难点的目的;又如,在教学的疑点处提问,有助于化解学生心中的疑问,让学生对知识的理解更加深刻。在问题情境创设方面,高中物理教师可以借助一些生活化的物理问题,构建生活化的物理课堂,进而达到提高物理课堂教学质量的目的。

3.3  引导学生解决问题

问题的提出,应以解决问题为目的。因此,教师在问题提出之后,应引导学生解决问题。在问题解决方面,教师要做到以下几点:一是强化学生在问题解决过程中的主体地位,让学生自主解决教师提出的物理问题;二是针对一些复杂的物理问题,教师可以通过小组合作学习的模式,让学生合作解决物理问题。同时,在教学中,教师要善于引导学生向教师质疑和提问,培养学生的问题思维和问题解决能力,发展学生的物理核心素养。

综上所述,基于新课程改革理念,高中物理教师应通过问题教学法的运用,强化学生的物理思维能力,培养问题解决能力,有效地改变学生长期被动学习的现状,发展学生的物理核心素养。

【参考文献】

[1]樊新生.以问题为导向的高中物理教学模式研究[J].中国校外教育,2018(33).

作者:姜宇

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