“问题导学”模式下学生物理核心素养的培养策略

任家立

【摘要】针对高一学生在初学高中物理过程中存在的“高台阶”问题，通过“问题导学”模式的课堂教学实践，探寻困扰高一学生物理学习的有效途径和方法，激发物理学习兴趣，促使学生物理核心素养的逐步形成。

【关键字】问题导学 策略 核心素养

【中图分类号】G633.91

【文献标识码】A

【文章编号】1992-7711（ 2020） 06-099-03

问题导学”课堂教学就是以问题学习为中心，以问题发现、问题生成、问题解决为主线，以师生围绕问题共同开展自主、合作、探究学习为主要学习方式的一种高效课堂教学模式。

《普通高中物理课程标准（2017年版）》提出物理学科的核心素养，是指学生在接受物理教育过程中所逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，其包含物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个维度。

那么，如何在高一物理课堂教学中培养学生的核心素养呢？笔者认为需要以“问题”来驱动学生探究，在探究的过程中促进科学思维的螺旋式上升和渗透物理观念、科学态度与责任，最终形成物理核心素养的高效课堂教学，而“目前的基本状况是，初中学生进入高中开始学习物理后，有很多学生感到高中物理很难理解，枯燥乏味，逐渐失去了物理学习的兴趣和信心，而高一物理的学习却是高中物理学习最为重要的一环，整个高中物理核心素养的培养就更无从谈起。因此，探寻物理核心素养与“问题导学”课型的有机融合，帮助学生顺利跨上高中物理学习的台阶，促进学生物理学科的核心素养形成，是高一物理教学需要重点探探究的问题。

一、物理观念的形成，需要在“问题”驱动下坚持循序渐进，贴近学生生活的原则

“物理观念”是从物理学视角形成对物质、运动与相互作用、能量等的基本认识。在高一物理教学过程中需要以“问题”来驱动，引导学生通过对自然现象和生活中实际问题的探究，形成概念和规律的提炼和升华。

（一）放慢教学进度，树立信心。由于初、高中教材跨度较大，高一新生在物理学习过程中，就导致许多学生认为物理难学，逐渐丧失学习物理的兴趣。在思维方法上，学生从初中的形象思维转变到高中的抽象思维，需要一个思维模式的转换。因此，在教学中教师要了解初中教材、授课方式，对学生要有准确的判断，让学生逐步适应高中的教学要求。

案例1对必修1中几个重要物理概念的引入

第一章运动的描述中有些物理概念，初中学生已经接触过，比如，“参照物”、“速度”、“路程”，等。对于这类物理概念，在预设探究“问题”时，应在初中认识的基础上顺势引导，来加深理解。又如，对于重力、弹力、摩擦力三种常见的力，我们从初中的力学知识着手，让学生逐步理解，克服学生学习物理的恐惧心理，增强物理学习的信心。

（二）降低教学过程的起点，力求从学生熟悉的物理情景设计问题。在设计“问题导学案”时，尽力从初中的知识和技能出发，引入新的“问题”。这就需要教师在教学过程中，一定要从学生实际出发，降低起点，对过难、坡度过大的内容要进行分步讲解甚至暂时不介绍，对重点、难点和学生不足之处进行必要的循环。

案例2对加速度的引入和应用

据笔者教学实践：降低教学过程的起点，逐步引入“加速度”，先增加他们的感性认识，提高记忆能力和思维能力，最后完成对加速度的理解和应用。

从生活中来：在设计“问题导学案”，引入“加速度”时先让学生从生活中熟悉的运动物体思考，如下表所示：以学生生活中熟悉的运动员和汽车为例，如运动员从静止开始起跑，4秒后速度大小为8m/s;汽车也从静止开始运动，lOs后速度大小为15m/s，这样一个学生熟悉的物理情景来引入“加速度”，引导学生探究，初速度.末速度，速度变化量，每秒的速度变化量，最后升华到加速度。

到生活中去：很多车主在购买车时，除了关心油耗、配置之外，最关心的不外乎就是加速能力了。

以1.6L卡罗拉和1.6L斯柯达为例：

（1）汽车加速能力与哪些因素有关？

（2）如何用已学物理学知识描述汽车的加速性能呢？

（3）如上图a，b所示，那辆汽车的加速性能更好呢，计算和分析两辆车的加速度？

（4）超速行驶是发生交通事故的主要原因，如何衡量汽车的刹车性能，刹车时如何让高速行驶的汽车速度减小的更快，从而避免交通事故的发生呢？

教学活动最好从学生的实际出发，案例2从生活中学生熟悉的现象设置“问题”驱动，激发学生探究加速度的兴趣，最后又回到生活中分析解决实际问题，同时从探究问题的过程中树立汽车行车安全的意识，渗透物理观念。

二、“问题导学”教学中，“科学思维”的形成，要以高一学生的思维特征为基础

物理教学中，概念和规律是物理观念的主体，也是学生物理核心素养形成的基础，科学思维的培养是核心。科學思维是从物理学视觉对客观事物本质属性、内在规律及相互联系的认知方式。“科学思维”主要包括、科学推理、科学论证、质疑创新等要素，其中科学推理、科学论证是助推“科学思维形成”的双引擎，模型建构和质疑创新则是“科学思维达成”的双翼，探究这四个要素在物理教学过程中需要有机融合，形成双擎助推，双翼导向的高效课堂，让学生初步具备科学思维能力，从高一就爱上物理。

（一）学生是活生生不断成长的个体， “问题探究”也要体现学生成长的阶段性特点，满足学生自身成长的要求来设计“问题导学案”。

（1）在思维方面，研究表明从初中到高中思维的发展存在着关键期与成熟期，从初二开始，学生的思维开始从经验型向理论型转变，到了高二年级这种转变初步完成，这时中学生的思维成分、个体差异，基本上趋于稳定状态，思维发展变化的可塑性渐小，高一是思维发展的关键期。

（2）在心理方面，高一学生的心理相对比较脆弱，大部分学生刚离开父母，独自生活显得很不适应，生活上不会照顾自己，晚上睡在宿舍可能会失眠，经常想家等等，导致心情不愉快无心学习。

（3）在学习习惯方面，高一学生延续了初中的习惯和思维，缺乏主动学习的精神和独立思考的能力，对老师的依赖十分强烈。

（二）设计“问题导学案”时，应多以学生的生活经验或体验为物理背景设计问题，少些抽象的理论分析，应充分考虑高一学生的心理和思维特点。

案例3：探究：亚里士多德所著的《物理学》第四卷第八章指出： “我们看见一个重物比另一个重物快有两个原因，或者由于穿过的介质不同（如在水中、土中或气中）;或其他情况相同，只是由于各种物体的重量情况不同。

（1）学生以生活经验或体验表述观点

（2）实验演示

（3）逻辑矛盾

（4）实验论证：如牛顿管，真空视频实验

（5）探究总结

三、科学探究中要渗透物理“模型建构”的科学思维

物理“模型建构”是一种抽象、概括等思维方法的学习，在建构模型时一定要将实际物理问题或物理情景中的次要因素忽略，抽象出本质的属性或规律， “模型建构”是科学探究的必要环节。

案例4弹力、摩擦力

例1

问题驱动1：如图1，图2所示，质量均为m的小球，轻质绳与竖直方向夹角相同，那种情况下绳子更易断呢？

图1，光滑竖直墙上，一根轻质细线拴着一只小球。

图2：竖直墙上，一根轻质细线拴着一只小球。

在设计“问题导学案”时，先让学生熟悉常见力的产生及方向的判断，然后再循序渐进让学生了解受力分析的步骤，循环练习。

（2）学

学生要牢记，力不能脱离物体而存在，受力分析不能孤立地进行，在许多情况下要根据研究对象的运动状态，结合相应的物理规律，建构物理模型，通过科学推理，才能做出正确的分析。

例2

情景：如下图3，4，5所示，已知铁块A和木块B质量均为m，一起做匀速运动，A，B与水平地面及B与墙壁间动摩擦因数均为u，u<1，重力加速度取g）

如图3所示，物体A和B紧靠在一起，在水力F的作用下一起运动。

如图4所示，两物体A，B叠放在一起，A物体在水平向右的F作用下一起运动。

如图5所示，在竖直墙壁上两个物体A，B叠放在一起，A物体在水平向左的F作用一起运动。

问题驱动2：那种情况下最费力，那种情况下A对B的弹力最小呢？

科学探究：整体法受力分析，以AB为整体可知图3和图4，F=2umg，图5，F=N，uN=2mg.A对B的弹力探究，要用到隔离法思维。

如图3中，隔离B时NAB=umg;如图4中，隔离B时NAB=mg;如图5中，隔离B时NAB=N，以AB为整体时uN=2umg，计算可知图3，A，B间弹力最小。

（1）延伸驱动

若A，B-起运动（A，B不发生相对滑动），A，B间动摩擦因数为uAB，F最大为？

（2）情景迁移驱动

一辆质量为M以速度V匀速行驶的公交车行驶在平直路面上，突然司机发现前方路面有障碍物，需紧急减速，但质量为m的A乘客没系安全带，为防止A乘客滑离座椅，请问司机刹车时，公交车受到地面的摩檫力应为多大呢？（已知乘客与座椅之间动摩擦因数为u1，公交车与路面间动摩擦因数为u1，u1

科学探究中，高中物理的学习主要是让学生从物理现象去认识自然，理解自然，这就需要学生把抽象的物理现象建构为形象的物理模型，然后进行分析探究，形成科学思维。通过先整体，后隔离的抽象思维物理建模，引导学生从原有的知识经验中，生长新的知识和经验，降低了学生解决问题的台阶。

总而言之，对于物理核心素养，物理观念是基础，科学思维是核心，科学探究是方式，科学态度与责任是必备品格，在物理教学的过程中，要寻求四个要素的有机高度融合，以“问题”来驱动科学探究，在科学探究的过程中促进科学思维的螺旋式上升和渗透物理观念、科學态度与责任，最终形成物理核心素养的高效课堂教学，帮助高一学生顺利完成初高中物理的衔接过渡，促使学生物理核心素养的逐步形成，落实立德树人的根本任务。

备注：本文为广州市教育科学规划2016年度课题“问题导学”模式下高中物理教学中情境创设的研究（课题编号：1201554543）的研究成果之一。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部：普通高中物理课程标准（ 2017年版）[S]北京：人民教育出版社，2018：3-10.

[2]王较过新课程教师读本[M]西安：陕西师范大学出版社.2006.

[3]广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组，普通高中课程标准实验教科书物理必修1，2广州：广东教育出版社，2004[4]王运淼，魏华，杨清源.中学物理课堂教学【M].北京：高等教育出版社，2016