大学物理作为理工科学生的一门必修课程，与数学、天文学、化学和生物学等学科之间有密切的关系，物理学研究的规律与现代物理学息息相关。大学物理的学习，可以改变学生的物理认知结构，掌握科学的学习方法和提高学习能力。建构主义认为，在教学活动中教师应当是合作者、组织者和引导者，教学是使学生在教师所创设的学习环境和条件下进行自我探索和完善的过程。问题式教学法，由教师引导以问题化的形式，激发学习兴趣，以达到学生完善认知结构，发展创新意识和提高综合能力的新式教学法；将问题式教学法应用到大学物理教学中，能全面提高大学物理课堂教学的质量，有效地培养学生的自主学习能力、逻辑推理能力、分析问题能力、创新思维能力等。
一、问题式教学法
基于问题教学是近年来教学改革者广泛研究与应用的一种新型教学模式。将问题方法融入教学中最早可以追溯到古希腊，苏格拉底推崇使学生在教师指导帮助下提出问题并主动寻找正确答案；前苏联教育家马赫穆托夫提倡采用教师带领学生发现问题、师生交流探讨问题和学生独立思索释疑三种模式进行教学，使教学成为学生主动参与并享受合作探究的快乐过程。20世纪50年代美国著名教育学、心理学家杰罗姆?布鲁纳在总结前人研究成果，在系统的理论归纳、广泛的实践经验基础上提出了问题式教学模式。该模式旨在通过教师对学生引导，以问题的设计和解决作为主线，对教学的重点和难点层层展开，形成循序渐进、递进式深入的课堂教学结构。问题式教学法通过学生心理认知结构的变化，使学生掌握理论知识和提高运用知识解决问题的能力；在教学过程中充分激发学生的探究欲望，从而调动学生学习的积极性和主动性，培养和锻炼学生自学能力和积极的探索精神。
二、问题式教学法的应用
问题式教学法的基本思路是：将要掌握的新知识融入到真实的问题情境中，通过相互之间的交流合作与探究来建构知识，基于问题的解决来培养创造性思维与协作能力。大学生即将踏入社会，培养学生解决问题与发现问题的意识和能力显得尤为重要。
1、创设情境，发现问题
首先，问题准备。教师必须对物理概念和基本定律准确理解、充分掌握，并对学生的物理背景、知识结构和学习态度做好充分调研和准备，根据教学目标设计好每一个问题。其次，创设情境。在实际的教学中，教师根据课题目标设置适当的情境，呈现与之有关的足够材料，在大学物理教学中，主要从下几个方面设置情景：
（1）挖掘教材内容。大学物理中很多知识点间有相同的性质或相似规律，可以从旧知识的已知特征，去推测新知识的相应特性。如在讲电势能时，引导学生复习重力场中重力势能的规律。因为在静电场中移动电荷，电场力的功也与路径无关，那么电荷在电场中具有的势能又有什么规律呢？（2）进行演示实验。有些概念和规律，无论教师如何费力讲，学生也很难理解和体会时，通过简单的演示实验，教师用很少的语言，即可把要讲述的课题展现在学生面前。“静电屏蔽”是学生难于理解的概念，讲课前可以作这样的演示实验，将带电棒靠近通草球，通草球因被带电棒吸引而摆动。可是将通草球放在金属网内时靠近同一个带电棒，却不会被吸引摆动。这时学生会思索金属网内发生了什么变化？为什么通草球不动？（3）联系日常生活。物理是一门与日常生活息息相关的学科，很多熟悉的现象直觉观念跟物理观念往往不一致，可以通过揭示矛盾，激发学生的学习兴趣。讲牛顿第三定律以前，向学生提出这样一个问题“拔河的双方，赢的一方拉力大还是输的一方拉力大？”大多数学生会脱口而出 “赢得一方拉力大”。 我说“是否正确通过后面的分析大家就会明白”。（4）利用学生的各种反馈信息。有些知识点学生虽然理解了，但不够透彻，似会非会，针对学生没有巩固或常出错的知识，最好的方法是教师设疑，让学生在回答或板演中把学的粗浅的问题充分暴露出来。然后根据暴露出来的通病让学生辨别是非，剖析根源，真正解决问题。如滑块在劈尖下滑时，机械能是否守恒等。
2、层层推进，分析问题
心理学研究曾表明：学生的思维活动总是由问题开始，在解决问题中得到发展的。课程中难度较大的知识点或重点部分的内容，与之相联的基础知识较多，综合性较强，可采取由浅入深，层层推进的方式进行。第一步，提出“思考”的问题。学生感到解决某一问题的必要时，他的思维必然活跃起来。当学生的兴趣被激起后，他们急于弄清里面的道理。有的急于看书，有的努力回顾以前的知识，有的小声议论。学生的注意力被集中到问题上，课堂气氛热烈。第二步，教师巡回指导，层层分析问题。在教学中教师不断揭露种种矛盾，提出各种疑问，使学生时时感到有许多新鲜而有趣的问题可想，有许多矛盾需要解决，为学生提供探究的材料和信息，充分发挥学生的学习潜能，给学生以充分的活动时间和空间，引导学生提出解决问题的假设，做到既生动活泼，又不放任自流。第三步，鼓励学生解决问题。促使他们联想有关的旧知识，对比所讲的新知识，思考它们之间的区别和联系，设想各种解答方案，积极进行分析和综合，找到解决问题的途径。
如讲功一节，先让学生回忆功的概念：物体在受力的方向上移动一段距离，则该力对物体做了功；若力的方向与物体前进的方向垂直，此力对物体不做功。第一步提问：如果力的方向既不与前进方向一致，也不与前进方向垂直，这力对物体做功吗（在黑板上做出受力图）？课堂上非常“静”，学生正在寻找解决问题的途径，思想极其活跃，静中藏动。这时进行第二步引导分析问题。提示“大家不是学过力的分解吗？把这个力分解一下怎样”。很快学生思维成熟，由静而动，课堂顿时活跃起来。接着提问“刚才物体在运动过程中受到的是恒力作用，如果在物理所受力随位置改变呢？”学生处于“静”的思索状态。继续第三步，鼓励学生解决问题。提示学生联想高数上的微积分，先微分再积分，即先分析力对质点的瞬时作用，然后再连续求和，即积分。由恒力作用下的一般公式，进而得到变力做功公式。通过一步一步分析问题，使学生一直处于“静”“动”两种交替的状态。“静”是学生独立的思维活动，“动”是思维活动的交流和表露。教学过程如同师生之间传球，不能光看教师扔出去多少球，主要看学生最终能接到多少球。而学生怎样去接，就要看教师如何引导。 3、合作交流，探讨问题
物理学难学是很多学生对于物理课的评价，大部分学生学不好的原因是没有钻进去，感到物理知识在头脑中杂乱无章，学起来枯燥无味，毫无兴趣。解决学生学而无趣的最好办法就是讨论法，千方百计使学生参与到争论和积极思维之中，这样便自然产生了兴趣。
第一，选好题目。书中无现成答案而又需大家认真思考的问题，教师要重点组织展开全班或小组讨论，充分诱导学生动眼观察、动手实验、动耳倾听、动脑思考、动口争辩，置学生于主动探索知识之中。重点从以下方面选题：（1）书本知识与生活经验有矛盾的问题，如课本上两列光相遇发生干涉相长相消，而实际生活中看到的光强度分布是均匀的；（2）学生观察到物理现象而未弄清现象的本质问题，如枪打落猴、飞机抛物等；（3）学生容易混淆和难以理解的问题，比如在验证牛顿第二定律的实验中，作用在小车上的拉力和放在盘里的砝码的重量哪个大？出现三个答案：小车所受拉力等于盘里所放砝码的总重量；小车所受拉力小于盘里所放砝码的总重量；小车所受拉力大于盘里所放砝码的总重量。第二，合理分组。根据问题的难易和学生的学习情况，可以采取同桌讨论、小组讨论及全班讨论的形式，尽量让每个学生发表他们自己对问题的认识和理解，互相启发，共同提高。最后，归纳总结。讨论过程中，教师及时从学生的交流中收集信息，进行梳理汇总，充分释疑。通过讨论交流，不仅激发了学生的浓厚兴趣，而且加深了对知识的全面理解和掌握。
4、实践应用，拓展问题
俗话说：“百闻不如一见”，在物理教学中可增加一句：“百见不如一做”。学生对知识的认识和理解仅仅是掌握、驾驭它的第一步，获得知识的最终目的在于运用。真正做到熟练掌握，应用自如，还须通过反复实践。反过来，学生通过运用知识、解决实际问题，又可以强化感知，加深对知识的理解。
首先，上好实验课。物理实验课是学生在教师的指导下独立进行实验的一项实践活动，，通过对实验现象（如牛顿环，光栅等）的观察、分析，可以培养学生的科学实验能力，包括：实践能力、思维判断能力、表达书写能力、简单的设计能力、创新能力。其次，利用第二课堂。根据学生学习的兴趣爱好，组织他们参加课外活动小组，如物理兴趣小组、科技发明小组、天文小组、无线电小组、航模小组等。最后，开展各类竞赛活动。根据各理工科的专业特点，组织学生开展各类科技小发明、小制作、小论文活动，举行物理竞赛、实验竞赛等。近些年我们系每年开展一期电子设计大赛，培养了一批知识面宽、思路敏捷、动手能力强的学生。通过一系列有趣的实践活动，让学生学会创造性的运用知识，从而提高学生解决实际问题的本领，锻炼动手动脑的能力。在实践中培养学生无论遇到任何情况或做任何事情，都要考虑两个问题：为什么、怎么办。前者追究原因，后者提供对策。只有搞清原因，才能想出办法。
对大学物理教师来讲，应根据大学物理的课程特点，将问题式教学法科学地加以运用，授人以渔的同时完成理工科学生大学物理知识的传授和学习兴趣的激发；通过有效利用课堂及课下练习巩固加深学生对理论知识的理解掌握，然后加强实践应用来实现对知识的吸收、消化和拓展，完成对他们创新能力的培养。从而实现培养高素质、创新性、应用性人才的目标。
