基于核心素养的问题导引物理课堂教学探索——以“共点力平衡在生活中的应用”为例

韩旭艳

上海师范大学第二附属中学，上海 200540

物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。科学思维是关键能力之一。“思起于疑”，思维是由问题产生的。问题导引教学就是以广义的核心问题（包括问题、任务、目标等）为驱动，把教学设计中学生的学习目标以“问题链”的形式呈现，以不断深入的问题导引学生将思考深化下去。在学生围绕问题收集、加工、处理信息的过程中，培养他们的科学猜想能力，引导他们对知识和方法的深入理解，实现自主有效的学习，达到“教”与“学”的转换与融通，从而让学生掌握知识，学会学习，形成自主学习能力，在问题解决的过程中，培育和提升学生的学科核心素养。本文以“共点力平衡在生活中的应用”为例，尝试应用问题导引课堂教学，来达成培育和提升学生核心素养的目的。

1 课堂教学实践的简单述评

“共点力平衡在生活中的应用”是该教学单元中的最后一个课时。其任务是在应用平衡条件解释生活中的平衡现象和解决生活中的平衡问题的过程中，学习综合应用所学知识解决相互作用与力的平衡的实际问题。笔者在该节的教学中，依据教学目标，以任务为驱动，用问题来导引课堂教学。教学过程设置了“导与学”“引与思”“展与评”三个环节，努力提升学生的核心素养。

1.1 故事情境与“导与学”环节携手，促成单元知识框架的形成

“物理观念”是物理学科核心素养的组成之一，是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。在本节课开始，设置了一个和尚提水和两个和尚抬水的情境，以故事引入，抛出本环节的核心任务。以问题“从物体的相互作用观角度，由故事图片，你能说出哪些相关的物理概念、知识、思想和方法”开始，通过教师的导引和学生小组成员之间的相互启发协作，最终形成了本单元的知识简略框图（图1）。

图1 知识简略框图

“和尚提水”这个故事情境的引入激发了学生的学习兴趣。在教师的问题导引下，学生把知识和生活进行相融，教师也能在学生的回答中检测出他们学习上的漏洞，及时查漏补缺，进行调整。把知识融入生活，比生硬的知识复习有效且生动，也赋予了这个故事独特的物理特性，为后面的教学环节埋下伏笔。

1.2 问题链的设置与“引与思”环节结合，助力学生对知识的深度学习

物理学科核心素养组成部分中的科学思维，要求学生对知识的学习不能仅仅停留在了解或知道的层面，还必须对知识进行深度的思考与学习。

在情境导学环节结束时，两个学生模拟和尚提水，用一根绳子穿过水桶，改变绳子夹角，感受拉力的变化，进行体验应用。本环节中驱动学生学习的任务是：充分理解实例1、实例2 中的力学知识，并尝试用不同的方法解答实例1 和实例2。本环节以有效的问题链（表1）把学生的模拟性实验、探究性实验和教师的演示实验有机串接，在学习过程中，利用体验应用，力求达到学生能应用平衡条件解释生活中的平衡现象和解决基本的平衡问题。

表1 问题设置、设置意图与课堂活动

在引导学生完成实例1、实例2 的过程中，让学生从生活场景上升到物理模型，锻炼了他们的模型建构能力。通过解决“除了用物理实验处理问题外，我们还能用什么方法解决实例1”和“能否用物理实验的方法解决实例2 第（2）问”问题，培养他们质疑创新的能力；从利用物理实验到科学推导方法的应用，让他们再次体会研究物理问题的科学方法。从实例1 中传统实验仪器的利用，到实例2 中用力传感器的DIS 实验的演示，让学生对比感受实验科技手段的进步与发展，提升他们的科学责任感。

实例1一个人用双手抓住单杠把自己吊起来，静止在空中，如图2 所示，在下列四种情况下，对称的两臂用力最小的是（）

图2 实例1 情境示意图

A.当他两臂竖直平行时

B.当他两臂成60°夹角时

C.当他两臂成90°夹角时

D.当他两臂成120°夹角时

实例2如图3 所示，相距4 米的两根晾衣杆上拴着一根5 米长的轻质不可伸长的晾衣绳，将衣架挂在绳上晾晒衣物，衣架挂钩可视为光滑，悬挂点分别为a，b 点，衣服重5 N（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

图3 实例2 情境示意图

（1）求：衣服静止时，两边绳子的拉力各为多大？

（2）分析：悬点a 不动，只把悬点b 上下平移，绳子上的拉力如何变化？

用物理实验的方法解决实例2 第（2）问，用力传感器进行DIS 实验演示（图4、图5、图6）。

图4 DIS 演示实验1

图5 DIS 演示实验2

图6 DIS 演示实验3

1.3 “展与评”环节，以活动探究推动学生的合作与交流

学科核心素养中“科学探究”和“科学态度与责任”主要是指学生在解决问题得出结论之后能够作出解释，并对此进行交流反思的能力，并在此过程中形成严谨的科学态度和社会责任感等。

在对知识进行应用设计时，核心任务是：用一把有刻度的直尺，一个已知重量的可悬挂的物体，设计一个实验，并粗略测出一根棉线所能承受的最大拉力。

要求：以小组为单位进行设计和展示，其他小组根据评价量规（表2）进行打分。

表2 评价量规

建构主义学习理论认为，“协作”与“会话”是学习环境中的属性之一。学生是教学的中心，课堂不仅作为授课的场所，也是学生学习交流的重要场所。“展与评”环节就为学生搭建了这样一个平台。在活动探究中，小组成员相互协助，出谋划策，合理分工，把对平衡知识的理解和应用相结合，通过设计及完成实验过程，渗透了科学态度与责任素养，实现了“用中学”“做中学”。展示环节锻炼了他们的自我表达能力，评价量规让他们有规则可依循，使评价客观公正，帮助他们更好地达成学习目标。评价环节让他们从其他同学的评价中更好地完善自己，实现高效且和谐的课堂。

2 结 语

没有十全十美的教学，只有不断完善和优化的教学，在实践教学中，如何依据教材和学情，针对不同的课堂内容和要求，合理设计教学目标，根据不同课型需要，灵活运用不同的教学模式，以相对应的教学环节支撑，围绕不变的教学中心——学生，运用不同的教学策略和教学手段，以期达成促进学生核心素养培育、发展和提高的目的。