物理问题引领式教学促进核心素养达成的实践探究

连彬星 黄晖

物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中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，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。近年来，“问题引领”“问题驱动”教学模式受广大教育研究者推崇，对学生发现问题，提出问题，分析问题，解决问题能力的培养也日益重视。这种模式是通过问题引领，逐步展开教学活动，有利于学生思维外显化，对学生核心素养的提升起到重要作用。本文通过实践，从三个环节即：课前、课中、课后，探究在核心素养理念下高中物理课程具体问题设置的策略。

一、“课前引入”问题设置

（一）实验激趣

物理实验具有直观、真实、形象、生动等诸多特点，不仅符合学生身心发展特点，还符合学生认知规律。实验引入可以提高教学效率，增强学生学习兴趣，能最大限度调动学生积极性和主动性，不断提出问题，让学生思考从而促进核心素养的达成。

（二）认知冲突

认知冲突是学生已有认知结构与新知识之间无法相包容而产生矛盾，是新旧知识之间的一种不协调，是激发思维的第一步。教师引发学生的认知冲突，使学生意识到这种矛盾，并通过自我调控重构自己的认知结构，从而转化为科学的认知。

（三）类比迁移式

新知往往是基于旧知的基础上实现的迁移和建构，适用于物理的新概念教学。通过类比的思维方法可以发现知识的异同点，使知识向更深或更广阔的领域迁移。类比迁移是一种让学生经历概念的形成过程，加深理解的有效方法，符合学生学习特点和认知规律。

二、“新课教学中”问题设置

例1：质点概念。可以设置如下问题：

1.一列火车匀速直线运动速度为10m/s，车长500米，铁路桥长1000米。求这列火车全部通过铁路桥所需时间？

2.你是如何计算的？（计算时你选择的研究对象是？为何是火车头或者火车尾？）

3.用火车上任意一点可以吗？

4.如果远距离行驶，从福州到北京，计算总的行驶时间要不要加上车长？

5.到站时候广播会不会播报说本列火车火车头到站的时间，或火车尾到站时间？

6.是否很小的物体就能忽略大小看成质点，较大的物体就不行？

7.还有什么情况物体不能看成质点？

8.有没有一个统一的标准来判断能否看成质点？

问题1从简单的数学应用题开始，学生只要稍加思考就能口算得到答案。紧接着问题2：如何计算？学生要倒回去想想刚刚的思考过程，便可肯定回答：用车头到车头的距离除以速度。当然也有用车尾的。这时候再反问：用某一节车厢位置行不行？通过问题3发现，任意点都可以，因为火车上各点运动情况都相同。问题4 远距离？直到问题5问出来，学生会突然很有感觉，这时候的火车可以看成一个整体，一个点，从而引出质点概念。一直问到问题8，把质点的概念和看作质点的条件都涵盖其中。一步一步引导学生掌握和理解质点的含义，构建理想化模型，注重教学层次感，减缓学生因新知识带来的紧张或焦虑情绪。

构建理想模型是重要而又基础的科学思维方法，在中学物理中多次出现。比如，光滑水平面，轻绳，不计空气阻力等等。以简单的记忆难以适应核心素养的要求，需要学生在认识事物相关因素基础上，区分主次，同时对事物有准确认识，能有理有据排除次要因素的干扰，顺利解决看似复杂的现实问题。经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。通过对具体情境的分析來建立质点的概念。学生在建构质点模型的过程中，不仅要知道质点的含义，还要知道建构这个模型的必要性，体会到它即给研究带来方便又使研究变得更加严谨。在了解物体抽象为质点的条件是，应该认识到这是由问题决定的，同样的情境、问题不同，则物体能否被视为质点的判断也不同。体会建构物理模型的思维方式、认识物理模型在探索自然规律的作用。

三、“课后延伸”问题设置

（一）生活情境

例2：在“力的合成与分解”教学之后，可以从生活中常见的情境出发设置课后问题：

1.有没有见过笔直的挂着衣服的晾衣绳？

2.此时能不能用力将晾衣绳拉直？

3.为什么无法拉直挂着重物的绳子？

4.请用本节课所学解释原因？

5.还能找到与此类似的生活现象吗？

问题1是由挂衣绳引出的问题，让学生对生活中常见的情境产生疑问，激起学生探索的欲望。接着问题2，让学生想办法拉直绳子，动手证明。学生会发现这是一个无法完成的任务。紧接着问题3激发学生分析问题探寻真理的想法。问题4让学生自己主动尝试解释。先是要考虑到由于重力的作用，绳提供沿绳方向的拉力，需要用学习的新知识——力的分解才能解答。最后问题5，实现了对知识的应用与迁移，提高学生的问题求解能力和知识应用能力，并让学生感受到物理源于生活并应用于生活。从生活中的物理现象提出问题，创设问题情境，可以让学生感受生活中隐藏的物理点滴，拉进学生和物理的距离，更能感同身受接受物理知识。从情境出发具有更强吸引力，激发学生求知欲，产生解决问题的动力。

（二）中国速度

例3：中国速度在各大领域都有重大突破，以下举两个例子：

1.在圆周运动教学后。可以展示动车高铁视频或图片，从和谐号到复兴号。可以设置以下问题：火车提速后，什么要变？对轨道会有什么影响？为何拐弯处轨道会有一定的倾斜？倾斜角度取决于什么？

2.在速度的教学后。观看苏炳添百米夺冠视频，展示体育大国的实力，激发学生自豪感与民族自信心。可以设置这样的问题：如何比较运动员比赛时的运动快慢？起跑阶段和撞线前一样快吗？如何描述快慢？如何估算照片中运动员的速度？

（三）科技前沿

问题引领的教学模式，要求教师具有全局观，针对不同课型的特点，设置能够引发学生兴趣的问题情境，体现多样的思维方式，以问题为支架帮助学生由浅入深感受物理的魅力，在不断的思考探索中提升物理核心素养。

本文系福州市教育科学研究“十三五”规划2019年度课题《核心素养导向下的物理问题引领式教学研究》成果之一，课题编号FZ2019GH128