核心素養視域下的問題驅動學習探析

吳志明

(江蘇省太倉市實驗中學，江蘇 太倉 215400)

當今基礎教育改革已進入核心素養時代,提升學生核心素養成為教育的根本目標．在核心素養視域下審視并研究課堂教學,蘊含著現有教與學的方式必須發生變革以適應新的要求．基于問題驅動或項目引領的學習方式,能夠讓學生經歷體驗、合作、探究、實踐應用等學習過程,實現有意義、有深度的建構式物理學習,是提升學生物理核心素養行之有效的學習方式．

1 概念內涵與教學架構

1.1 核心素養

核心素養是對教育總體目標的具體化．落實在物理學科教育中,物理核心素養是指學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力,是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質,是學生科學素養的關鍵成分．物理核心素養主要由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面要素構成．[1]

核心素養視域下研究物理教育教學問題,就是以物理核心素養為導向,培養學生具有良好的科學態度和情感,掌握物理的基本概念和原理,具有基本的科學探究能力和科學思維能力,以及對事物所做出的各種解釋的能力和相關決策的能力等．[2]

1.2 問題驅動學習

問題驅動學習是以問題為核心規劃學習內容,讓學生圍繞問題尋求解決方案的一種學科活動方式．它通過一個核心問題,一個研究項目,或一個問題系列,來引導和推動持續性的學科學習活動．它的特點是:讓學生深度參與教學的全過程,以學生的學習為中心,以學生的問題為線索,以學科的問題為載體,以教師的問題為引導,通過有層次、有內在邏輯、可擴展、可遷移的問題系統來貫穿并優化學習過程,幫助學生建構合理的知識體系,實現有質量的學習,從而提升學生的能力及品格．[3]

問題驅動學習遵循了學生思維的發展規律．因為學生的思維活動總是由問題引起,又在不斷分析問題、解決問題的過程中得到發展．物理課堂教學應該把學生的學習設置到真實的、有意義的問題情境中,讓學生直面問題、獨立思考、協助學習,在教師恰當而有效地輔導幫助下,運用物理學的思想方法和學科知識,去分析和解決問題．伴隨著這一過程,逐步形成終身發展所需的關鍵能力與必備品格．

1.3 課堂教學架構

物理核心素養具有高度的概括性和指導性,落實到日常的物理教學之中,必須將其具體化,實現可操作性的轉化．核心素養視域下的問題驅動學習,其課堂教學的實施,由3個層面融合而成,整體推進:一是思想、理念和目標層面,就是以學科核心素養為統領,起目標導向與引領作用;二是教師學生教與學的活動層面,以學生的學習為中心,將培養學科核心素養落實在教與學的各個環節之中;三是學習的載體——問題,伴隨著問題的提出、分析、執行與解決過程,培育學生相關品格和關鍵能力,實現既定的教學目標．課堂教學架構如圖1所示．

圖1 課堂教學架構

2 教學案例與實施策略

以蘇科版物理8年級下冊“綜合實踐活動:制作簡易的密度計”的教學為例．

2.1 創設情境,提出物理問題

圖2

教師把一個雞蛋放入水中,加入一定量的鹽后,雞蛋上浮,漂浮在水面上．學生們觀察到雞蛋只露出水面很小一部分．繼續加鹽,雞蛋露出水面部分的體積逐漸增大,排開水的體積逐漸減小,如圖2所示．

師:加鹽過程中雞蛋排開鹽水的體積逐漸減小,由此可以推測:對于同一個物體而言,它漂浮時排開液體體積的多少,由什么因素決定的?

生:液體密度．

師:根據漂浮物體排開液體體積的多少,如何計算或測定液體密度?

2.2 啟發思維,形成物理觀念

教師啟發學生對圖3雞蛋漂浮情況進行受力分析．根據二力平衡條件,漂浮時有F浮=G,代入阿基米德原理,得G=ρ水V排g．

圖3 圖4

2.3 合作學習,經歷實驗探究

設計問題解決方案:制作簡易密度計,用以測定液體密度．

教師提供實驗器材:飲料吸管,水筆芯(圓珠筆芯),2B鉛筆,長試管,細鐵絲,細沙,蠟燭,火柴,燒杯,水,天平,砝碼,量筒,刻度尺等．

(1) 如何使吸管在水中豎直漂浮?

實驗:學生小組協助,選用不同的材料制作密度計．有的點燃蠟燭,用蠟燭油把吸管的一端密封好,在吸管內放入細沙,使吸管能豎直漂浮在燒杯的水面上;有的嘗試用細鐵絲繞在鉛筆一端;有的在長試管中加入細沙．

(2) 如何給自制密度計標上刻度?

實驗:細管豎直漂浮在水面上,標出水面所在位置,用刻度尺測量浸入水中的深度H,根據以上推導出的公式計算出液體密度與表1中的密度值相等時,簡易密度計浸入的深度h．

表1 標注刻度

在細管相應位置處標注密度值:0.8;0.9;1.0;1.1;1.2(g·cm-3).

(3) 如何檢驗刻度的誤差?

實驗:取適量飽和食鹽水,用天平、量筒測量這些鹽水的密度．再用自制簡易密度計進行測量，比較兩次測量的誤差值．

2.4 實踐應用,檢驗學習成果

教師拿出準備好的幾種常見液體,各學習小組同學用自制的密度計測量多種液體密度,記錄在表2中，同時發現并搜集測量過程中存在的問題．

表2 測量常見液體的密度

2.5 交流評價,培養科學態度

學生進行展示與交流:有的小組制作的密度計在測量密度較小的液體時沉底了;有的在測量密度較大液體時不能保持豎直漂浮,發生傾倒現象;有的標注的刻度線較密,但能夠全部測量以上5種液體的密度．大家標注刻度的方法也各不相同,有直接用筆畫的,有小刀刻劃的,也有在管內塞長紙條的．

教師引導學生進行相互評價,分析各組制作的密度計的優點與不足．教師拿出實驗室中的密度計,重表與輕表兩種,讓學生仔細觀察其構造,與自制的密度計進行比較,分析討論其不同構造的原因與優點,再對以上液體密度進行實際測量．學生在教師引導下,發現并討論兩個新的問題:一是如何改進自制的密度計,提高它的測量精確度?二是如何增大它的量程?課后各組撰寫實驗報告,提出改進方案．

3 教學反思與展望

反思問題驅動學習,展望未來的物理教學,我們認為教學實踐中應立足3個基本點．

一是立足于創設真實的問題情境．問題往往產生于具體的情境之中,產生于對事物或現象的仔細觀察與深刻思考之中．“21世紀的工作,知識植根于情境,且分布于共同體之中,而非抽象的、孤立于個體的．”[4]倘離開真實情境,可能會有熟練的知識與技能,斷無核心素養的發展．問題情境作用于學生,能激發需要、引發動機、吸引注意、喚起積極思維,能讓學生感受、發現和提煉問題,激活已有的物理觀念、思想與方法,感知新的物理世界,體驗科學探究．問題驅動學習要求教師為學生創設真實的、未知的、有意義的問題情境,讓學生像科學家那樣去發現和研究問題,在不斷解決問題的過程中,開拓視野、獲取知識、發展能力,體驗科學探究的樂趣和科學精神,養成科學態度與責任．

二是立足于促進學習方式的轉變．核心素養本身不是知識,知識的積累不必然帶來學生核心素養的發展;但培育核心素養離不開知識,沒有知識,素養就成為是無源之水．怎樣讓知識學習過程成為核心素養形成的過程?關鍵在于學習方式的科學與有效．如果用應試的方式教學物理,把學習內容分割成許多知識點,再變成不同的題型,教師傳授解題技巧,學生死記硬背公式,那么物理教學將走進死胡同．我們倡導探究學習與協作學習,促進深度學習的發生,在知識學習的過程中,培養學生分析和解決問題的邏輯思維方式,用運動變化的觀點看待和分析問題的方法,以及實驗檢驗真理的哲學理念,這才是通過物理學習內化的、帶有物理學科特性的品質與能力,才是物理教育的核心．

三是立足于提高教師自身的專業素養．教師作為課堂教學的具體實施者,其教育理念、教學方式和課堂行為,在學生核心素養的發展過程中,發揮著不可替代的重要作用．因此,基于學生發展核心素養,研制相應的教師通用能力和標準,是促進教師專業發展,提高教學轉化效率的重要舉措．[5]在學生物理學習的過程中,離不開教師的啟發、引領與示范,離不開教師的組織和幫助,這其中教師的學科素養、教學素養、人文素養、數字化素養,以及情感態度價值觀等,都會產生直接而顯著的影響．我們教師要加強教學研究,深刻理解核心素養,努力提升自身專業素養,才能擔當起學生核心素養發展的轉化者和促進者的重要角色．