核心素養(yǎng)背景下高中物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)研究

蔣貴明

摘? 要：新時期的物理教學(xué)改革更注重培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。同時，課程改革要求教師在核心素養(yǎng)培養(yǎng)背景下改進傳統(tǒng)教學(xué)模式。問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)是一種以學(xué)生為本、以問題為主線的教學(xué)模式，便于學(xué)生在解決問題的過程中培養(yǎng)物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等，建立良好的物理認知，提高核心素養(yǎng)發(fā)展水平。基于此，文章對問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)及核心素養(yǎng)背景下高中物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)策略進行深入研究。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)

傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式大多數(shù)是教師講、學(xué)生聽。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師教得累，學(xué)生學(xué)得苦，物理教學(xué)效果不理想。課程改革倡導(dǎo)教學(xué)以學(xué)生為本，要求教師改進傳統(tǒng)的教學(xué)模式?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）在課程結(jié)構(gòu)中指出，注重物理課程對立德樹人根本任務(wù)的落實，切實將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿在物理課程的設(shè)計和實施中。同時，《標(biāo)準(zhǔn)》在基本理念中提出，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化。在《標(biāo)準(zhǔn)》的指引下，高中物理教師可以實踐以生為本的教學(xué)模式——問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)。

一、問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)概述

問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)是一種以生為本，以問題為主線，以師生、生生互動為主的具有探究性的教學(xué)模式。整個教學(xué)模式是以問題為媒介，驅(qū)動學(xué)生自主、合作地探究和解決問題。在解決問題的過程中，學(xué)生可以發(fā)揮主觀能動性，由表及里、層層遞進，從問題到知識，從知識到生活，由淺入深地建立認知，發(fā)展物理核心素養(yǎng)。學(xué)生也會因此產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，主動投身物理學(xué)習(xí)活動中，有利于提高核心素養(yǎng)發(fā)展水平。

問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的基本結(jié)構(gòu)是“創(chuàng)設(shè)問題情境—引發(fā)學(xué)生思考—推動學(xué)生交流—遷移應(yīng)用知識—隨堂總結(jié)歸納”。高中物理教師在開展問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)時應(yīng)當(dāng)遵循適宜的原則，以其基本結(jié)構(gòu)為依托，聯(lián)系具體的教學(xué)內(nèi)容，使用恰當(dāng)?shù)牟呗砸龑?dǎo)學(xué)生與問題互動，促進學(xué)生獲得良好發(fā)展。

二、問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的實施原則

1. 民主和諧原則

問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)注重讓學(xué)生由始至終地參與教學(xué)。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生參與教學(xué)活動的動力和保障。師生關(guān)系、教學(xué)環(huán)境是影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵因素。在實施問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)時，教師應(yīng)當(dāng)遵循民主和諧原則，在尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性的基礎(chǔ)上，平等地與學(xué)生互動，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想、探究，營造輕松、自由的教學(xué)環(huán)境，潛移默化地讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

2. 啟發(fā)探究原則

物理課程改革主張引導(dǎo)學(xué)生自主、合作、探究。問題是學(xué)生自主、合作、探究的“驅(qū)動者”。在實施問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)時，教師應(yīng)當(dāng)遵循啟發(fā)探究原則，剖析教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，精心設(shè)計具有啟發(fā)性和探究性的問題。在課堂上，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，把握時機提出探究性問題，啟發(fā)學(xué)生自主、合作地體驗探究活動。

3. 面向全體原則

物理課程改革強調(diào)面向全體學(xué)生，讓每名學(xué)生獲得應(yīng)有的發(fā)展。學(xué)生是問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的參與主體。教師應(yīng)當(dāng)遵循面向全體原則，尊重所有學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)差異，精心設(shè)計難度不同的問題。在課堂上，教師可以采用分層教學(xué)法，面向不同的學(xué)生提出不同的問題，確保每名學(xué)生都能獲得探究的機會。通過不斷探究，每名學(xué)生都會“跳一跳，摘到桃子”，進一步提高自身發(fā)展水平，為實現(xiàn)全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

4. 思維發(fā)展原則

問題是學(xué)生活躍思維的起點，也是學(xué)生發(fā)展思維能力的助力。在缺乏思維積極性的情況下，學(xué)生很難有效地探究、解決問題。在實施問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)時，教師應(yīng)當(dāng)遵循思維發(fā)展原則，依據(jù)學(xué)生的思維發(fā)展水平和具體教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計問題、提出問題，讓學(xué)生在產(chǎn)生思維積極性的同時，沉浸在良好的問題解決氛圍中，始終發(fā)揮思維作用解決問題，順其自然地串聯(lián)知識，建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)，同時發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

三、問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的實施策略

下面以人教版《普通高中教科書·物理》必修第二冊“萬有引力定律”這節(jié)課為例，在遵循民主和諧原則、啟發(fā)探究原則、面向全體原則和思維發(fā)展原則的基礎(chǔ)上實施問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)。

1. 創(chuàng)設(shè)問題情境

創(chuàng)設(shè)問題情境是物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的第一步，是教師根據(jù)教學(xué)需要，有目的、有意識地創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，促使學(xué)生質(zhì)疑問難。有效的問題情境具有趣味性和探究性，容易激發(fā)學(xué)生的探究興趣。學(xué)生在體驗問題情境的過程中會活躍思維，走進物理課堂，主動獲取知識。

例如，在教學(xué)“萬有引力定律”這節(jié)課時，教師可以在電子白板上播放微視頻“牛頓的蘋果”。當(dāng)學(xué)生看到蘋果砸在牛頓頭上時，教師可以扮演牛頓這一角色，露出疑惑的表情，發(fā)出疑問：為什么蘋果會從樹上掉下來？砸到頭后，這個蘋果為什么會落到地上？實際上，在體驗生活的過程中，大部分學(xué)生早已了解了“牛頓的蘋果”這一故事背后的科學(xué)道理。在體驗問題情境時，學(xué)生會遷移已有認知，輕松地聯(lián)想到萬有引力。基于此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：通過學(xué)習(xí)地理知識，我們知道太陽系中的八大行星均在各自的橢圓軌道上繞太陽運動，八大行星可以脫離太陽嗎？太陽與行星之間的引力與哪些因素有關(guān)？學(xué)生會開放思維，站在物理學(xué)角度分析、探究物質(zhì)的運動與相互作用，解決問題的同時發(fā)展物理觀念。當(dāng)學(xué)生提及萬有引力時，教師可以追問：怎樣推斷太陽與八大行星之間萬有引力的大小？大部分學(xué)生會陷入迷茫狀態(tài)。教師可以趁機引導(dǎo)學(xué)生回歸微視頻，與學(xué)生一起經(jīng)歷牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程。

2. 引發(fā)學(xué)生思考

引發(fā)學(xué)生思考是物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的第二步，貫穿教學(xué)始終。學(xué)生在不斷思考的過程中，會逐步走進物理課堂深處，有利于激發(fā)課堂學(xué)習(xí)興趣。問題串是一組有關(guān)聯(lián)的問題，是問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的重要構(gòu)成。有效的問題串可以使學(xué)生獲得思考機會。為此，教師應(yīng)當(dāng)圍繞重點和難點內(nèi)容設(shè)計、提出問題串。

例如，“萬有引力定律”這節(jié)課的重點內(nèi)容之一是月球與地球、太陽與地球之間的吸引力。教師可以先演示實驗：將一個空心塑料球放在自己的頭頂上，靜止地松開手，讓空心塑料球下落。當(dāng)學(xué)生觀察小球運動時，教師可以提出以下問題串：（1）為什么這個空心塑料球會落在老師的腳下？而不是落在其他學(xué)生的腳下？（2）在空心塑料球下落的過程中，其所受到的重力是怎樣產(chǎn)生的？（3）地球?qū)招乃芰锨虍a(chǎn)生了作用力，這種作用力與太陽、八大行星之間的作用力是一樣的嗎？有什么關(guān)系？倘若是同一性質(zhì)的作用力，那么依據(jù)萬有引力公式可以知道，當(dāng)物體距離地球表面越遠時，地球?qū)ξ矬w的吸引力越小。聯(lián)想一下我們的爬山經(jīng)歷，從山腳到山頂?shù)倪^程是不是地球?qū)ξ覀兊淖饔昧p小的過程？

學(xué)生會自覺進行頭腦風(fēng)暴，從不同角度分析、解決問題，鍛煉科學(xué)思維能力，同時發(fā)現(xiàn)地球與其他事物之間有一種相互作用力，并主動提出疑問：地球與月亮、地球與太陽、地球與地球表面附近物體之間的運動規(guī)律是否相同？教師可以趁機組織檢驗活動，繼續(xù)提出問題：將兩個物體分別放在月球所在的軌道和地球表面上，它們所受到的吸引力之間有怎樣的關(guān)系？在月球所在的軌道處的重力加速和在地球表面附近的重力加速度之間是什么關(guān)系？在問題的驅(qū)動下，學(xué)生始終保持思考的積極性，通過解決問題來掌握重點內(nèi)容，提高科學(xué)思維發(fā)展水平。

3. 推動學(xué)生交流

推動學(xué)生交流是物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的重頭戲，也是學(xué)生解決問題的重要方式。受物理認知水平、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣等因素的影響，不同學(xué)生建構(gòu)了不同水平的物理認知。在不同認知水平的作用下，學(xué)生會互幫互助地解決物理問題。教師應(yīng)當(dāng)在尊重學(xué)生認知差異的基礎(chǔ)上提出問題和任務(wù)，推動學(xué)生交流。

例如，在教學(xué)“引力常量”這一知識點時，教師可以在電子白板上播放卡文迪什實驗，重點展現(xiàn)扭秤裝置構(gòu)造?；诖耍處熖岢鰡栴}：（1）對比現(xiàn)代科學(xué)所測的G值和卡文迪什實驗測得的G值，想一想卡文迪什實驗所測得的G值有哪些妙處？（2）對萬有引力常量的測量有什么實際意義？同時，教師可以提出交流任務(wù)：與小組成員一起解決這兩個問題。學(xué)生獲得合作探究機會。在探究的過程中，小組中的部分成員彰顯自身的認知優(yōu)勢，邏輯清晰地分析問題、歸納答案。其他小組成員在認真傾聽的過程中提出不同的看法，碰撞出思維的火花，建立一定的認知，同時提高科學(xué)思維發(fā)展水平。教師則可以在小組解決問題后組織講評活動，幫助學(xué)生完善認知。

4. 遷移應(yīng)用知識

遷移應(yīng)用知識是物理問題導(dǎo)學(xué)的第四個環(huán)節(jié)，是學(xué)生在真實情境中遷移應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的環(huán)節(jié)。解決真實情境中的問題是學(xué)生查漏補缺、強化物理認知的途徑。同時，學(xué)生在解決問題的過程中了解物理與生活之間的密切關(guān)系，便于形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。為此，教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況，創(chuàng)設(shè)真實情境，引導(dǎo)學(xué)生解決問題。

例如，在學(xué)生了解了“萬有引力定律”“引力常量”等內(nèi)容后，教師可以讓同桌二人背靠背地站立，前后進行三次靠攏、分開。在學(xué)生體驗以后，教師可以引導(dǎo)他們判斷有沒有感受到萬有引力。學(xué)生普遍反映沒有感受到萬有引力。此時，教師趁機提出問題：（1）如果同桌二人的體重都是50 kg。在兩人相距1 m的情況下，他們之間的萬有引力有多大？（2）地球表面的重力加速度是9.8 m / s2，其中一人所受到的重力是多少？學(xué)生會積極思考，聯(lián)想課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，列出算式進行運算，得出正確結(jié)果。同時，學(xué)生會意識到：任何物體之間都存在萬有引力，當(dāng)物體之間的萬有引力很小時，可以忽略；但是物體和地球之間的萬有引力很大，是不能忽略的。

5. 隨堂歸納總結(jié)

隨堂歸納總結(jié)是物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的收束環(huán)節(jié)，是學(xué)生深化認知的環(huán)節(jié)。在參與問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的過程中，學(xué)生不斷解決物理問題，逐步認知了不同的物理知識點，鍛煉了科學(xué)思維能力，發(fā)展了物理觀念。教師應(yīng)當(dāng)從知識、方法、能力等方面入手提出問題，為學(xué)生指明歸納總結(jié)的方向。

例如，在“萬有引力定律”課堂教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：這節(jié)課涉及了哪些知識點？你是怎樣獲取這些知識點的？在獲取每個知識點的過程中，你解決了哪些問題？是如何解決這些問題的？你有沒有遇到一些學(xué)習(xí)問題？學(xué)完這節(jié)課，你有哪些疑惑？這樣的問題很容易調(diào)動學(xué)生的思維積極性。大部分學(xué)生會在腦海中回想整節(jié)課的學(xué)習(xí)過程，梳理每個知識點及其探究方法。當(dāng)自主歸納總結(jié)后，有學(xué)生明確了自己的學(xué)習(xí)所得，同時發(fā)現(xiàn)了自己的學(xué)習(xí)漏洞。教師可以搭建平臺，鼓勵學(xué)生描述學(xué)習(xí)漏洞，同時指導(dǎo)其他學(xué)生發(fā)揮自身的認知優(yōu)勢，有針對性地講述相關(guān)的知識點和學(xué)習(xí)方法。最后，教師可以從整體角度建立思維導(dǎo)圖，系統(tǒng)展現(xiàn)本節(jié)課的知識點和學(xué)習(xí)方法，助力學(xué)生建構(gòu)較為完善、系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。

四、問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的反思

1. 問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)可以助力教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念

在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，部分教師秉持為人師者的教學(xué)觀念，將教學(xué)權(quán)力掌握在自己手中，單向地向?qū)W生灌輸知識，影響了學(xué)生建立深刻的認知。而在實施問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)的過程中，教師可以真正地將學(xué)生作為教學(xué)主體，以學(xué)生的發(fā)展為起始點和落腳點，靈活地將問題貫穿教學(xué)始終，促使學(xué)生不斷分析、探究，掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，發(fā)展核心素養(yǎng)。

2. 問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)可以重塑過程和結(jié)果的關(guān)系

過程和結(jié)果的關(guān)系實際上是知識、方法、能力、素養(yǎng)的關(guān)系。傳統(tǒng)的物理教學(xué)重知識，輕方法、能力、素養(yǎng)。而問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)為學(xué)生提供了探究知識的機會。在探究知識的過程中，學(xué)生會積極思考，遷移已有認知，發(fā)展多種能力，運用適宜的知識、方法等解決問題，由此深刻地理解知識，達到掌握方法、鍛煉能力、發(fā)展素養(yǎng)的目標(biāo)。

在經(jīng)歷高中物理問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)研究后，物理的教與學(xué)發(fā)生了顯著的變化，物理教學(xué)質(zhì)量也因此得到提高。在新課程理念的指引下，高中物理教師可以將問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)作為教學(xué)工具，遵循民主和諧原則、啟發(fā)探究原則、面向全體原則、思維發(fā)展原則，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，沿著“創(chuàng)設(shè)問題情境—引發(fā)學(xué)生思考—推動學(xué)生交流—遷移應(yīng)用知識—隨堂總結(jié)歸納”這一過程，驅(qū)動學(xué)生不斷分析、解決問題，使學(xué)生在掌握學(xué)習(xí)主動權(quán)的同時理解知識，獲取方法，鍛煉能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

參考文獻：

［1］翟長海. “問題導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的實踐研究［J］. 高考，2023（10）：24-27.

［2］王永威. 問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的實踐研究：以石河子市某中學(xué)為例［D］. 石河子：石河子大學(xué)，2022.