物理問題引領式教學促進核心素養達成的實踐探究

連彬星 黃暉

物理學科的核心素養是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。近年來，“問題引領”“問題驅動”教學模式受廣大教育研究者推崇，對學生發現問題，提出問題，分析問題，解決問題能力的培養也日益重視。這種模式是通過問題引領，逐步展開教學活動，有利于學生思維外顯化，對學生核心素養的提升起到重要作用。本文通過實踐，從三個環節即：課前、課中、課后，探究在核心素養理念下高中物理課程具體問題設置的策略。

一、“課前引入”問題設置

（一）實驗激趣

物理實驗具有直觀、真實、形象、生動等諸多特點，不僅符合學生身心發展特點，還符合學生認知規律。實驗引入可以提高教學效率，增強學生學習興趣，能最大限度調動學生積極性和主動性，不斷提出問題，讓學生思考從而促進核心素養的達成。

（二）認知沖突

認知沖突是學生已有認知結構與新知識之間無法相包容而產生矛盾，是新舊知識之間的一種不協調，是激發思維的第一步。教師引發學生的認知沖突，使學生意識到這種矛盾，并通過自我調控重構自己的認知結構，從而轉化為科學的認知。

（三）類比遷移式

新知往往是基于舊知的基礎上實現的遷移和建構，適用于物理的新概念教學。通過類比的思維方法可以發現知識的異同點，使知識向更深或更廣闊的領域遷移。類比遷移是一種讓學生經歷概念的形成過程，加深理解的有效方法，符合學生學習特點和認知規律。

二、“新課教學中”問題設置

例1：質點概念。可以設置如下問題：

1.一列火車勻速直線運動速度為10m/s，車長500米，鐵路橋長1000米。求這列火車全部通過鐵路橋所需時間？

2.你是如何計算的？（計算時你選擇的研究對象是？為何是火車頭或者火車尾？）

3.用火車上任意一點可以嗎？

4.如果遠距離行駛，從福州到北京，計算總的行駛時間要不要加上車長？

5.到站時候廣播會不會播報說本列火車火車頭到站的時間，或火車尾到站時間？

6.是否很小的物體就能忽略大小看成質點，較大的物體就不行？

7.還有什么情況物體不能看成質點？

8.有沒有一個統一的標準來判斷能否看成質點？

問題1從簡單的數學應用題開始，學生只要稍加思考就能口算得到答案。緊接著問題2：如何計算？學生要倒回去想想剛剛的思考過程，便可肯定回答：用車頭到車頭的距離除以速度。當然也有用車尾的。這時候再反問：用某一節車廂位置行不行？通過問題3發現，任意點都可以，因為火車上各點運動情況都相同。問題4 遠距離？直到問題5問出來，學生會突然很有感覺，這時候的火車可以看成一個整體，一個點，從而引出質點概念。一直問到問題8，把質點的概念和看作質點的條件都涵蓋其中。一步一步引導學生掌握和理解質點的含義，構建理想化模型，注重教學層次感，減緩學生因新知識帶來的緊張或焦慮情緒。

構建理想模型是重要而又基礎的科學思維方法，在中學物理中多次出現。比如，光滑水平面，輕繩，不計空氣阻力等等。以簡單的記憶難以適應核心素養的要求，需要學生在認識事物相關因素基礎上，區分主次，同時對事物有準確認識，能有理有據排除次要因素的干擾，順利解決看似復雜的現實問題。經歷質點模型的建構過程，了解質點的含義。通過對具體情境的分析來建立質點的概念。學生在建構質點模型的過程中，不僅要知道質點的含義，還要知道建構這個模型的必要性，體會到它即給研究帶來方便又使研究變得更加嚴謹。在了解物體抽象為質點的條件是，應該認識到這是由問題決定的，同樣的情境、問題不同，則物體能否被視為質點的判斷也不同。體會建構物理模型的思維方式、認識物理模型在探索自然規律的作用。

三、“課后延伸”問題設置

（一）生活情境

例2：在“力的合成與分解”教學之后，可以從生活中常見的情境出發設置課后問題：

1.有沒有見過筆直的掛著衣服的晾衣繩？

2.此時能不能用力將晾衣繩拉直？

3.為什么無法拉直掛著重物的繩子？

4.請用本節課所學解釋原因？

5.還能找到與此類似的生活現象嗎？

問題1是由掛衣繩引出的問題，讓學生對生活中常見的情境產生疑問，激起學生探索的欲望。接著問題2，讓學生想辦法拉直繩子，動手證明。學生會發現這是一個無法完成的任務。緊接著問題3激發學生分析問題探尋真理的想法。問題4讓學生自己主動嘗試解釋。先是要考慮到由于重力的作用，繩提供沿繩方向的拉力，需要用學習的新知識——力的分解才能解答。最后問題5，實現了對知識的應用與遷移，提高學生的問題求解能力和知識應用能力，并讓學生感受到物理源于生活并應用于生活。從生活中的物理現象提出問題，創設問題情境，可以讓學生感受生活中隱藏的物理點滴，拉進學生和物理的距離，更能感同身受接受物理知識。從情境出發具有更強吸引力，激發學生求知欲，產生解決問題的動力。

（二）中國速度

例3：中國速度在各大領域都有重大突破，以下舉兩個例子：

1.在圓周運動教學后。可以展示動車高鐵視頻或圖片，從和諧號到復興號。可以設置以下問題：火車提速后，什么要變？對軌道會有什么影響？為何拐彎處軌道會有一定的傾斜？傾斜角度取決于什么？

2.在速度的教學后。觀看蘇炳添百米奪冠視頻，展示體育大國的實力，激發學生自豪感與民族自信心。可以設置這樣的問題：如何比較運動員比賽時的運動快慢？起跑階段和撞線前一樣快嗎？如何描述快慢？如何估算照片中運動員的速度？

（三）科技前沿

問題引領的教學模式，要求教師具有全局觀，針對不同課型的特點，設置能夠引發學生興趣的問題情境，體現多樣的思維方式，以問題為支架幫助學生由淺入深感受物理的魅力，在不斷的思考探索中提升物理核心素養。

本文系福州市教育科學研究“十三五”規劃2019年度課題《核心素養導向下的物理問題引領式教學研究》成果之一，課題編號FZ2019GH128