基于提高學科素養(yǎng)的高中物理議題式教學初探

摘要：新課程改革背景下，傳統(tǒng)式的物理教學模式對于激發(fā)學生學習興趣和提高學生學科素養(yǎng)常有欠缺。本文在自由落體運動的實際教學中，結合議題式教學理念，通過創(chuàng)設真實的生活化情境，引導學生參與“關鍵”議題、“生活”議題和“科學史”議題等討論，進而引導學生提出問題、討論問題、歸納總結并獲取科學理論，真正讓學生在議題式教學中收獲知識和提升素養(yǎng)。

關鍵詞：議題式教學 核心素養(yǎng) 生活化情境

物理學研究物理現(xiàn)象及物理規(guī)律，物理學原理是從日常生產和生活實踐活動中歸納總結得出的。傳統(tǒng)教學中，很多物理課堂拋開了實際生活情境，只是在課堂中研究物理學，簡單機械地講公式和定律的應用，而后讓學生大量刷題做卷子。實際情況是，很多學生不能理解相關原理在生產生活中的具體應用，應用原理解題時遇到很多困難。

新課程改革要求物理課堂應是生活化課堂，應能通過學生參與活動、參與討論來培育學生的物理觀念，提升學生科學思維、科學探究等素養(yǎng)，這是學生運用物理學原理指導生產和認識自然的基本要求。近年來，以“議題+情境+活動”為主線的議題式教學新模式逐漸走入物理課堂。教學中通過選取與教學課程相關的核心議題，融入生活化的真實情境，讓學生通過合作、探究、討論與展示進行深度思考與學習，提升了學生學習的積極性、參與度和獲得感。

一、議題和議題式教學

議題就是課堂中需要學生思考和討論的話題，議題一般分為實證性議題、辨析式議題和社會實踐類議題。結合物理學課堂特點，實證性議題和社會實踐類議題應用較多。實證性議題教學指課堂上提供議題背景材料或根據(jù)學生已知的生活現(xiàn)象，通過對議題的討論，幫助學生形成和理解知識原理，提高學科素養(yǎng)。社會實踐類議題教學通常強調讓學生帶著物理議題和任務，通過社會調查、開展實驗等方式參與社會實踐活動，注重本土資源應用和實際的生活體驗。

議題式教學在很多學科中均有應用，是指以學生真實生活情境中具有開放性、指向性、思辨性、綜合性和系列性的探究話題為抓手，以結構化的學科知識為支撐和主線，以提高學生學科核心素養(yǎng)為中心，引導學生參與社會實踐和課上合作探究的一種新型教學方法。物理教材中的很多章節(jié)，授課教師若能將知識原理和生活實際緊密聯(lián)系，采用議題式教學會取得事半功倍的良好教學效果。

二、抓住“關鍵”議題，提升科學思維

根據(jù)新高考背景下的高中物理教學要求，在課堂中融入真實的情境，教師需創(chuàng)設符合學生生活實際的真情景，即提出學生感興趣的“關鍵”議題，才能引發(fā)學生思維共鳴，達到深度思考、促進深度學習的目的。

比如“自由落體運動”一節(jié)教學中，筆者在引入新課環(huán)節(jié)中提出議題：1.能否借助尺子下落的不同距離，測量同學的反應時間？2.利用刻度尺測量反應時間的原理是什么？通過議題讓學生分析問題原因，不僅激發(fā)了學生學習物理的興趣，同時也提升了課堂氛圍，非常有利于課堂順利推進。從真實的物理情境出發(fā)，結合有效議題，指導學生親身試驗，易引起學生思想和行動共鳴，自然而然提升學生對議題研究的興趣。

在新課教學環(huán)節(jié)中，筆者拋出議題：1.不同質量的物體，從同一位置下落，質量大的物體是否下落最快？2.影響物體下落快慢的因素有哪些？3.如何消除或減小干擾因素的影響？議題提出的目的在于根據(jù)學生的認知需求深化問題，構造“探究影響下落快慢的因素”的課堂情境。教師在提出議題后要鼓勵學生表達自己的觀點，對議題進行分析和討論，培養(yǎng)學生的質疑能力，高一的學生具有“眼見為先，思考為后”的慣性思維。鼓勵學生從邏輯推理的角度進行分析，促進學生物理學科思維的發(fā)展。同時倡導議題留白，拓展學生思維的深度和廣度，同時給學生留有一定的思考空間。

在“用手機測自由落體加速度”環(huán)節(jié)，筆者提出的“關鍵”議題如下：1.能否用手機測量當?shù)刂亓铀俣龋?.高中生如何正確使用手機？隨著當代科技的迅速發(fā)展，越來越多的高科技或產物走進人們的生活，新的高考模式要求學生了解前沿科技，手機中的一些app可以為學生提供很多實用工具，如物理實驗室、測距等。通過議題分析，引導高中生思考如何在課后正確使用手機，減少手機對高中生的危害等。

在課堂小結環(huán)節(jié)中，筆者提出的“關鍵”議題如下：能否將刻度尺改造成直接讀取反應時間的反應尺？通過議題，引導學生課后進一步實驗探究和鞏固知識，制作可以直接讀出反應時間的反應尺，既進行了課外延伸，又提升了學生繼續(xù)學習的興趣。

教師在進行教學時所選取的議題應當是遞進式的，應當由“低階思維”逐漸走向“高階思維”，這既符合學生思維發(fā)展的認知規(guī)律，又遵循知識循序漸進的積累和提升特點，因此教師要關注學生學習和思考的良好習慣。總而言之，教師在教學的不同環(huán)節(jié)，若能精心設計“關鍵”議題，并運用于課堂教學，不僅能幫助學生形成好的學習方式和方法，也能幫助學生養(yǎng)成勤于思考的習慣；同時還能培養(yǎng)學生的物理思維，對于促進學生持續(xù)學習能力的發(fā)展大有幫助。

三、創(chuàng)設“生活”議題，提升科學探究素養(yǎng)

研究物理學的最終目的是為了服務人類生產生活，教學中適當融入與生活有關的議題，可讓學生理解學習知識就是為了應用知識這一真諦。為真正讓學生理解自由落體的運動規(guī)律，以及時間、位移、速度、動量、沖量和重力等關系，思考物體下落時的速度與受力的關系，筆者創(chuàng)設了有關“生活”議題如下：

1.質量為5 kg的實心鐵球從20 m高度初速度為0自由下落，不考慮空氣阻力時，到達地面的速度為多少？若考慮空氣阻力，下落到地面速度有何變化？若阻力與下降速度成正比，那重物落到地面速度又如何？

2.若是在月球上，質量為5 kg的實心鐵球從20 m高度初速度為0自由下落到地面速度又如何？與地球相比有何變化？

3.質量為5 kg的實心鐵球從10 m高度初速度為0自由下落，不考慮空氣阻力時，撞擊到水泥地面和濕軟地面，對不同地面產生的力有何區(qū)別？

4.人不小心從樓房上跌落，可能情況下為何要在地面上放軟墊？為何不能直接用手接從樓上跌落的人或重物？

5.對于成語“水滴石穿”的原理，你能根據(jù)自由落體的原理進行理解和解釋嗎？

上述議題中的有些議題與課本知識聯(lián)系密切，有些與生活聯(lián)系密切。對于一些生活中常見的物理學原理，由于最初學生缺乏理性思考和爭論，難以在課本原理和現(xiàn)象之間建立邏輯聯(lián)系。教學中，筆者采用上述五個議題，先利用第一個議題讓學生在討論中明確自由落體中速度和運行時間的關系，學生聯(lián)系課本知識，不難得出答案，同時逐漸厘清牛頓第二定律和自由落體運動規(guī)律的關系，能考慮到現(xiàn)實條件和理想條件的區(qū)別，針對真實“生活”議題提出問題解決方案。

對于在月球上的自由落體情況，雖然為學生創(chuàng)設的是虛擬情境，但不是虛假情境。讓學生對比地球和月球上的重力加速度差異，同時聯(lián)系萬有引力的普遍性，學生經(jīng)過對簡單情境的分析，以及對生活化議題的積極思考，學生很快理解了月球上自由落體運動的規(guī)律，學會知識遷移和靈活運用規(guī)律。議題式教學讓學生體會到不同情境下知識的運用。

針對第三個議題，筆者設計的初衷是讓學生結合自由落體運動和動量沖量的關系，理解重物落到地面，不同情境下接觸地面時間的不同，產生不同的沖擊力。學生通過議題式教學，逐漸體會知識原理和現(xiàn)實生活的結合，讓學生聯(lián)系生活、思考生活、指導生活和享受生活，也加強了學生對有關知識的實踐運用。

筆者通過精選議題，讓學生在議題中思考救援時在地面上鋪放軟墊的原理和意義，掌握正確和安全的救援方法，提高應急能力。對于能否用手去接高空的落物，學生非常肯定地說“不能”，但對于具體原理，若學生不經(jīng)過思考和討論，則很難解釋和表達清楚。但學生經(jīng)過對議題的爭論和研究后，知道了血肉之軀難以抵擋重物的力量，從而學習到正確和科學的救援措施。健康生活更需要健康理念和方法，體會議題式中蘊含的物理學原理，真正達到學以致用的最高境界。

對于水滴石穿的千古現(xiàn)象，學生對于這個現(xiàn)象也是司空見慣，但對于它蘊含的物理學原理的思考倒是不多。教學中筆者根據(jù)自由落體知識，恰到好處地創(chuàng)設相關生活化情境，并提出生活化議題，讓學生對于眼見的現(xiàn)象，更要有思考的欲望，更需有理性分析和解釋的感知，學生談論后，加強了對自由落體與生活現(xiàn)象的聯(lián)系，也感悟了中華民族文化中蘊含的哲理。議題式教學，可引起學生對一些生活現(xiàn)象的深度思考，引起學生思維的深度共振，有助于提升學生經(jīng)常運用物理學原理思考和解決問題的意識。

在基于學生已經(jīng)基本掌握自由落體的概念和運動規(guī)律后，通過提出如上幾個具有遞進關系的議題，讓學生從基本公式的基本應用，到聯(lián)系動量和沖量的關系，再上升到應用于實際生活，讓學生由書本過渡到生活，由被動接受到主動探討，由強化總結到議題思考，學生不僅強化了知識的應用，也通過議題式學習探討和理解了健康生活和高效救護的理念。

四、創(chuàng)設“科學史”議題，培養(yǎng)社會責任感

科學態(tài)度與社會責任是物理學科核心素養(yǎng)之一。物理學發(fā)展離不開眾多偉大科學家及其不朽的貢獻。教師在課堂教學中，若能合理利用“科學史”議題，讓學生體會科學家的思維和方法，感悟科學探究的理念和科研精神，對于提升學生學科素養(yǎng)和社會責任感大有裨益。

在進行“自由落體運動”科學史教學時，筆者設置議題“亞里士多德的貢獻”。由于課本對亞里士多德的介紹較少，以前的學生在預習新課時，看到亞里士多德提出了錯誤的觀點，認為亞里士多德對物理學的發(fā)展是沒有貢獻的，甚至學生對其有批判的。學生看到議題后，課前查閱資料后發(fā)現(xiàn)，亞里士多德是古希臘學識淵博的先哲，他是偉大的哲學家、教育家和科學家，被稱作百科全書式的科學家，在每個學科中他幾乎都做出了貢獻。他創(chuàng)立了物理學這門學科。他在《物理學》這一著作中討論了自然哲學的存在原理，落體運動也是亞里士多德首先注意到并加以研究的。亞里士多德是在觀察的基礎上歸納得出結論，具有實事求是的科學態(tài)度。而伽利略是在經(jīng)歷了觀察與猜想、推理與論證之后得出結論，伽利略的偉大之處是在經(jīng)歷了觀察和猜想后，進行一系列的科學思維和探究活動。任何時代科學的發(fā)展都會受到當時各種條件或因素的限制，他們得出的結論不同，是因為對問題的思考過程不同，實際上就是現(xiàn)代學生提升科學素養(yǎng)的過程。正是因為他們有著對自然的好奇心和研究物理的內驅力，加上科學思維和正確的方法，才能獲得成功。無論是亞里士多德還是伽利略，他們探尋自然本質和認真的科學態(tài)度、嚴謹?shù)呢熑涡亩贾档酶咧猩鷮W習和借鑒。

通過提供上述科學史情境，學生既明確了物理學發(fā)展的歷程，也體會了物理學原理發(fā)展的曲折和螺旋式上升的過程，培養(yǎng)學生正確、客觀地看待物理學發(fā)展和科學家的事跡，這對于學生形成正確的人生觀、價值觀和世界觀至關重要。學生在科學史議題中思考、明辨和甄別，對于提高判斷力亦非常重要。

物理學是活的科學，是實際生活中處處可以體會和討論的科學。物理教學不能僅局限于課堂說教和做題，教學中需要讓學生參與思考，參與辯論，參與提出“關鍵”議題、“生活”議題和“科學史”議題，讓學生從議題式教學中真正掌握知識，在生活化情境中學會解決實際問題。只有提升了學生的科學思維和科學探究素養(yǎng)，才能提高學生的社會責任感。

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責任編輯：唐丹丹