巧用“問題串”教學法，提升物理核心素養

胡金華

【摘? 要】為了有效地提高物理課堂效率，培育高中學生物理核心素養，本文結合教學實踐、新課程標準等方面闡述了“問題串”教學法的定義及實施流程，探討了如何在高中物理概念或規律的教學中采用“問題串”教學法提高物理觀念、在習題（復習）課中如何采用“問題串”教學法落實科學思維能力的培養、在實驗探究課中如何采用“問題串”教學法提高學生科學探究能力以及在物理學史教學中如何組織“問題串”培養學生的科學態度與責任感。

【關鍵詞】核心素養；“問題串”；高中物理教學

核心素養下的高中物理課堂以“立德樹人”為宗旨彰顯新課程的育人功能，為此高中物理教師在課堂教學中有意識地用到了“問題式”教學法，但有些教師設計問題過于隨意，缺乏層次性和整體性，注重結果而忽視生成過程，嚴重影響課堂教學質量，束縛學生思維的發展。因此，在課堂教學中要正確使用“問題串”，由表及里有機整合問題，達成提問的整體效果，提高課堂教學效率。

一、“問題串”教學法的定義及實施的一般流程

（一）“問題串”教學法的定義

“問題串”教學法是一種以問題為導向的教學方法，是指教師圍繞某一教學目標或主題，遵循知識點之間特定的邏輯結構，精心設計一個個由淺入深、由易到難的“問題串”的教學方法。

（二）“問題串”教學法實施的一般流程

①教師設置一系列有針對性的問題，引導學生主動思考并回答。②教師在識別學生回答問題的基礎上采取有效指導，進一步提出問題。③教師對回答不全或回答錯誤的學生進行適當引導，讓他們積極反思自我糾正，同時關注并共享其他同學正確的觀點，通過不斷自我建構實現學生對自己元認知策略中漏洞的修補，進而最終達成教學目標。

二、“問題串”教學法的實踐探究

（一）利用概念或規律課中的“問題串”設計，提升物理觀念

物理觀念是人們對物理現象或過程的理性認識，高中物理觀念包含物質與運動觀念、相互作用與能量觀念等。這些觀念通常以概念或規律的形式表現出來，一般較為抽象，因此，在課堂教學中若教師能創設真實的教學“景”，就能很好地激發學生的“情”，就能幫助學生更好地理解概念和規律，還能激發學生學習物理的興趣。例如，在講授高中物理魯科版必修一第三章第3節“摩擦力”中的“靜摩擦力方向”這一概念時，筆者這樣創設情境并設計了以下幾個問題：

問題1：人向前走路時兩腳受到的摩擦力是滑動摩擦力還是靜摩擦力？

問題2：只有一只腳受到靜摩擦力，還是兩只腳都受到靜摩擦力？

問題3：先探討后腳受靜摩擦力的方向？此時后腳有沒有離開地面？

問題4：前腳受到的靜摩擦力方向又在哪里？

問題5：根據剛才人走路時腳受到的靜摩擦方向，你們能總結出靜摩擦力方向判斷的方法嗎？

問題6：相對運動趨勢中的“相對”是相對誰而言呢？

問題7：那前后腳是只有一只腳充當動力，還是雙腳都是？

師：這個問題大家可以聯想騎自行車時的情景就可以知道答案。后輪是主動輪提供動力，而前輪是從動輪。同理，人走路時也是后腳提供動力。

通過人走路這個生活情景引入，設計了一連串生動形象和有趣的“問題串”，

因此，學生很快就理解了“靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反”這個概念（規律），讓學生從生活走向物理，然后又從物理走向生活，深刻感受到物理與生活緊密相連，激發了學生學習物理的興趣，從而主動參與到課堂教學中。

（二）利用復習（習題）課中的“問題串”設計，提升科學思維能力

高中物理核心素養提到的科學思維能力包含建構模型、分析與歸納、質疑創新等能力。復習（習題）課教學能鞏固學生所學知識，幫助他們解決實際問題，從而培養學生的知識遷移能力，同時學生的思維能力也得到提升。筆者在復習魯科版選擇性必修一第二章《機械振動》時，從彈簧振子這個常見物理模型開始復習并設置問題，然后不斷地進行啟發式發問、變式發問，從而將高二學生必須掌握的物理思維方法充分體現出來?，F把設置的“問題串”展示如下。

問題1：什么樣的振動系統被稱為彈簧振子？問題2：彈簧振子是一種理想化的物體模型嗎？問題3：什么叫簡諧運動？簡諧運動滿足的條件是什么？生活中還有哪些振動屬于簡諧運動？振動的彈簧振子屬于簡諧運動嗎？問題4：本章還學習了單擺這種典型的簡諧運動，請寫出證明其屬于簡諧運動的思路過程。問題5：單擺的周期公式T等于多少？這個T與振幅A有關嗎？問題6：彈簧振子的周期與什么有關？能不能說彈簧振子系統振幅A越大周期T就越大？問題7：什么樣的振動稱為受迫振動？部隊過橋時為什么不能齊步走？問題8：共振的條件是什么？生活中哪些現象是共振的應用，哪些情況要防止共振的發生？

通過這一連串的問題，能積極啟發學生的思維，有效地幫他們復習、理解基礎知識。學生能在熟悉的問題情景中運用“彈簧振子”或“單擺”等簡諧運動物理模型解決機械振動問題；使學生能在陌生的問題情景如“共振篩”問題中，通過分析聯想到該問題與機械振動有關，通過推理得到要使共振篩振幅增大，必須使共振篩做受迫振動的頻率接近其固有頻率，進一步得出“當f固=f驅時發生共振，此時物體振幅A達到最大”這一重要結論。因此，在復習課教學中，教師一定要把“知識串”設計成“問題串”，用問題激活學生思維的方向，用問題串培養學生抽象與概括能力、比較與分類能力及邏輯推理等思維能力。

（三）利用實驗教學中的“問題串”設計，提升科學探究能力

科學探究是人們探索并了解自然、獲取科學知識的重要方法。一般流程包括：

設置物理情景，提出問題，形成猜想與假設，制訂方案并獲取和處理信息，基于證據得出結論并做出合理解釋。在物理實驗探究課中，教師以設定的實驗主題為中心，有目的地設計一系列“問題串”，既可以讓學生明白科學探究的一般流程，又可以通過啟發引導學生設計方案并進行實驗操作。

接下來，筆者以魯科版物理3-1第六章第一節“探究磁場對電流的作用”中的“安培力方向的探究”為例，來談談筆者是如何在實驗探究課中設計“問題串”的。

[演示實驗設置物理情景]：

[演示實驗]神奇的舞者——燈絲

如圖1所示讓強磁體分別靠近不通電的燈泡和通電的燈泡，引導學生觀察并提出問題。

提問：燈絲是靠什么神奇的力量使它們動起來的？

[引導學生猜想并提出問題]：安培力的方向可能與哪些因素有關呢？

[引導學生設計實驗方案]：問題1：研究一個物理量與多個變量關系用什么方法？問題2：怎樣直觀判斷安培力的方向？問題3：實驗中如何改變電流和磁場的方向？問題4：那大家想一想，根據剛才的討論，探究安培力的方向規律至少要做幾次實驗？請大家分組探討并設計實驗方案。

生：至少做四次，分別是當磁場方向豎直向下（上）時，電流方向分別垂直紙面向里（外）。

師演示：磁場方向豎直指向下、電流方向垂直紙面向里時線圈在磁場中的偏轉實驗，師生共同得出實驗結果： 即F←? ? 安培力方向水平向左。

↓

B

問題5：各小組繼續探究另外三次實驗，然后總結看一看有什么規律？15分鐘后請各小組派代表上臺展示你們的成果。

[實驗探究并得出結論]問題6：通過各小組的成果展示，大家得出安培力方向與磁場方向及電流方向三者關系有什么規律？

生：安培力方向既垂直于磁場方向（F⊥B），又垂直于電流方向（F⊥I），故安培力方向垂直于磁感線和通電導線所決定的平面，即F⊥（B、I）。

通過以上將難點問題分解成若干小問題層層探究，同時精心設計相對應的情景信息，啟發引導學生由景生情、層層深入。這樣做不僅可以使學生實驗操作目的性更強、實驗思路更清晰、效率更高，而且能讓學生很好地鍛煉自主、合作、探究的能力，真正體現教師只是學生學習的引導者，學生才是學習的主人。

（四）利用物理學史設計“問題串”，提升科學態度與責任感

高中物理學科核心素養中的“科學態度與責任”是指人們在認識科學本質，理解科學、社會、技術、環境之間的關系基礎上，努力形成對科學和技術應有的態度和責任感。世界各國的課程標準都強調科學態度的培養。因此，高中物理課堂教學中教師也要充分利用現有教材的物理學史精心設計“問題串”，以提升學生對科學態度與責任感的認識。筆者在教授魯科版必修一第二章第五節“自由落體運動”中第3部分“自由落體運動規律探索回眸“時，設計了以下幾個“問題串”。

問題1：亞里士多德認為“重物比輕物下落得快” 伽利略贊同這個觀點嗎？

問題2：伽利略如何從亞里士多德的理論出發，推理得出兩個相互矛盾的結論的？

問題3：“關于落體運動遵循怎樣的規律”，在伽利略之前有許多著名科學家進行過探討，提出了一些不同看法，伽利略有沒有向權威屈服？如果沒有，他是用什么方法來驗證自己的猜想的？

問題4：你從伽利略身上學到了什么？

通過以上“問題串”的設計，學生通過閱讀教材、交流討論，深刻體會到伽利略從亞里士多德的悖論入手，運用“提出假設—數學推理—實驗驗證—合理外推”的研究方法，體會科學家不畏權威的探索精神。因此，教師應重視教材中的物理學史的教育，通過物理學史的學習，使學生保持對歷史事件或自然現象的好奇和探究熱情，實事求是、不迷信權威、敢于質疑和創新。

三、對有效“問題串”設計的反思

（1）“問題串”設計要基于學生生活實際，適合學生的認知水平，既要關注全體學生的學習需求，又要尊重學生的個體差異。

（2）問題設計要以核心素養為目標，突出教學的重難點，能引起學生認知沖突、激發學生積極思考。

（3）師生互動中，教師應留給學生適當的時間思考，能給予學生適當引導，鼓勵學生自我反思及反饋生成新問題，教師要把生成的新問題作為課堂的生長點繼續組織完成課堂教學，為學有余地的學生充分發展個性提供平臺。

（4）堅持兩個中心即以“生”為中心、以“學”為中心的新課程教學理念，踐行學生是學習的主體，教師只是學生學習的引路人。

四、結束語

綜上所述，以“問題串”方式的高中物理課堂教學，不但調動了學生學習的積極性，而且培養了學生的思維能力。物理課堂是動態的，課堂教學中教師要結合學生的心理特點和教學內容，設計具有趣味性、探索性和系統性的“問題串”，使學生樂學和思學?！皢栴}串”是師生之間互動的橋梁，也是激發學生主動參與課堂的“催化劑”。在高中物理課堂教學中，巧用“問題串”教學法，不但可以有效地完成教學目標，而且可以提升高中學生的物理核心素養。