核心素養背景下高中物理問題導學教學研究

蔣貴明 （甘肅省武威市第六中學）

傳統的物理教學模式大多數是教師講、學生聽。在傳統教學模式中，教師教得累，學生學得苦，物理教學效果不理想。課程改革倡導教學以學生為本，要求教師改進傳統的教學模式?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標準》）在課程結構中指出，注重物理課程對立德樹人根本任務的落實，切實將物理學科核心素養的培養貫穿在物理課程的設計和實施中。同時，《標準》在基本理念中提出，引導學生自主學習，提倡教學方式多樣化。在《標準》的指引下，高中物理教師可以實踐以生為本的教學模式——問題導學教學。

一、問題導學教學概述

問題導學教學是一種以生為本，以問題為主線，以師生、生生互動為主的具有探究性的教學模式。整個教學模式是以問題為媒介，驅動學生自主、合作地探究和解決問題。在解決問題的過程中，學生可以發揮主觀能動性，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，發展物理核心素養。學生也會因此產生學習興趣，主動投身物理學習活動中，有利于提高核心素養發展水平。

問題導學教學的基本結構是“創設問題情境—引發學生思考—推動學生交流—遷移應用知識—隨堂總結歸納”。高中物理教師在開展問題導學教學時應當遵循適宜的原則，以其基本結構為依托，聯系具體的教學內容，使用恰當的策略引導學生與問題互動，促進學生獲得良好發展。

二、問題導學教學的實施原則

1. 民主和諧原則

問題導學教學注重讓學生由始至終地參與教學。學習興趣是學生參與教學活動的動力和保障。師生關系、教學環境是影響學生學習興趣的關鍵因素。在實施問題導學教學時，教師應當遵循民主和諧原則，在尊重學生的學習主體性的基礎上，平等地與學生互動，引導學生大膽猜想、探究，營造輕松、自由的教學環境，潛移默化地讓學生產生學習興趣。

2. 啟發探究原則

物理課程改革主張引導學生自主、合作、探究。問題是學生自主、合作、探究的“驅動者”。在實施問題導學教學時，教師應當遵循啟發探究原則，剖析教學內容和學生學習情況，精心設計具有啟發性和探究性的問題。在課堂上，教師應當根據學生的學習表現，把握時機提出探究性問題，啟發學生自主、合作地體驗探究活動。

3. 面向全體原則

物理課程改革強調面向全體學生，讓每名學生獲得應有的發展。學生是問題導學教學的參與主體。教師應當遵循面向全體原則，尊重所有學生的學習情況和學習差異，精心設計難度不同的問題。在課堂上，教師可以采用分層教學法，面向不同的學生提出不同的問題，確保每名學生都能獲得探究的機會。通過不斷探究，每名學生都會“跳一跳，摘到桃子”，進一步提高自身發展水平，為實現全面發展奠定堅實的基礎。

4. 思維發展原則

問題是學生活躍思維的起點，也是學生發展思維能力的助力。在缺乏思維積極性的情況下，學生很難有效地探究、解決問題。在實施問題導學教學時，教師應當遵循思維發展原則，依據學生的思維發展水平和具體教學內容精心設計問題、提出問題，讓學生在產生思維積極性的同時，沉浸在良好的問題解決氛圍中，始終發揮思維作用解決問題，順其自然地串聯知識，建構知識結構，同時發展學生的科學思維能力。

三、問題導學教學的實施策略

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”這節課為例，在遵循民主和諧原則、啟發探究原則、面向全體原則和思維發展原則的基礎上實施問題導學教學。

1. 創設問題情境

創設問題情境是物理問題導學教學的第一步，是教師根據教學需要，有目的、有意識地創設相應的教學情境，促使學生質疑問難。有效的問題情境具有趣味性和探究性，容易激發學生的探究興趣。學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“萬有引力定律”這節課時，教師可以在電子白板上播放微視頻“牛頓的蘋果”。當學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，大部分學生早已了解了“牛頓的蘋果”這一故事背后的科學道理。在體驗問題情境時，學生會遷移已有認知，輕松地聯想到萬有引力?；诖?，教師可以引導學生思考：通過學習地理知識，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？學生會開放思維，站在物理學角度分析、探究物質的運動與相互作用，解決問題的同時發展物理觀念。當學生提及萬有引力時，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??？大部分學生會陷入迷茫狀態。教師可以趁機引導學生回歸微視頻，與學生一起經歷牛頓發現萬有引力定律的思維過程。

2. 引發學生思考

引發學生思考是物理問題導學教學的第二步，貫穿教學始終。學生在不斷思考的過程中，會逐步走進物理課堂深處，有利于激發課堂學習興趣。問題串是一組有關聯的問題，是問題導學教學的重要構成。有效的問題串可以使學生獲得思考機會。為此，教師應當圍繞重點和難點內容設計、提出問題串。

例如，“萬有引力定律”這節課的重點內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。當學生觀察小球運動時，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生的？（3）地球對空心塑料球產生了作用力，這種作用力與太陽、八大行星之間的作用力是一樣的嗎？有什么關系？倘若是同一性質的作用力，那么依據萬有引力公式可以知道，當物體距離地球表面越遠時，地球對物體的吸引力越小。聯想一下我們的爬山經歷，從山腳到山頂的過程是不是地球對我們的作用力減小的過程？

學生會自覺進行頭腦風暴，從不同角度分析、解決問題，鍛煉科學思維能力，同時發現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律是否相同？教師可以趁機組織檢驗活動，繼續提出問題：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系？在問題的驅動下，學生始終保持思考的積極性，通過解決問題來掌握重點內容，提高科學思維發展水平。

3. 推動學生交流

推動學生交流是物理問題導學教學的重頭戲，也是學生解決問題的重要方式。受物理認知水平、學習能力、學習興趣等因素的影響，不同學生建構了不同水平的物理認知。在不同認知水平的作用下，學生會互幫互助地解決物理問題。教師應當在尊重學生認知差異的基礎上提出問題和任務，推動學生交流。

例如，在教學“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，重點展現扭秤裝置構造?；诖?，教師提出問題：（1）對比現代科學所測的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：與小組成員一起解決這兩個問題。學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，同時提高科學思維發展水平。教師則可以在小組解決問題后組織講評活動，幫助學生完善認知。

4. 遷移應用知識

遷移應用知識是物理問題導學的第四個環節，是學生在真實情境中遷移應用所學知識解決問題的環節。解決真實情境中的問題是學生查漏補缺、強化物理認知的途徑。同時，學生在解決問題的過程中了解物理與生活之間的密切關系，便于形成科學態度與責任。為此，教師應當關注學生的課堂學習情況，創設真實情境，引導學生解決問題。

例如，在學生了解了“萬有引力定律”“引力常量”等內容后，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。在學生體驗以后，教師可以引導他們判斷有沒有感受到萬有引力。學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？學生會積極思考，聯想課堂學習內容，列出算式進行運算，得出正確結果。同時，學生會意識到：任何物體之間都存在萬有引力，當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

隨堂歸納總結是物理問題導學教學的收束環節，是學生深化認知的環節。在參與問題導學教學的過程中，學生不斷解決物理問題，逐步認知了不同的物理知識點，鍛煉了科學思維能力，發展了物理觀念。教師應當從知識、方法、能力等方面入手提出問題，為學生指明歸納總結的方向。

例如，在“萬有引力定律”課堂教學的最后環節，教師可以引導學生思考：這節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習問題？學完這節課，你有哪些疑惑？這樣的問題很容易調動學生的思維積極性。大部分學生會在腦海中回想整節課的學習過程，梳理每個知識點及其探究方法。當自主歸納總結后，有學生明確了自己的學習所得，同時發現了自己的學習漏洞。教師可以搭建平臺，鼓勵學生描述學習漏洞，同時指導其他學生發揮自身的認知優勢，有針對性地講述相關的知識點和學習方法。最后，教師可以從整體角度建立思維導圖，系統展現本節課的知識點和學習方法，助力學生建構較為完善、系統的知識結構。

四、問題導學教學的反思

1. 問題導學教學可以助力教師轉變傳統的教學觀念

在傳統的物理教學中，部分教師秉持為人師者的教學觀念，將教學權力掌握在自己手中，單向地向學生灌輸知識，影響了學生建立深刻的認知。而在實施問題導學教學的過程中，教師可以真正地將學生作為教學主體，以學生的發展為起始點和落腳點，靈活地將問題貫穿教學始終，促使學生不斷分析、探究，掌握學習內容，發展核心素養。

2. 問題導學教學可以重塑過程和結果的關系

過程和結果的關系實際上是知識、方法、能力、素養的關系。傳統的物理教學重知識，輕方法、能力、素養。而問題導學教學為學生提供了探究知識的機會。在探究知識的過程中，學生會積極思考，遷移已有認知，發展多種能力，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、發展素養的目標。

在經歷高中物理問題導學教學研究后，物理的教與學發生了顯著的變化，物理教學質量也因此得到提高。在新課程理念的指引下，高中物理教師可以將問題導學教學作為教學工具，遵循民主和諧原則、啟發探究原則、面向全體原則、思維發展原則，結合具體教學內容，沿著“創設問題情境—引發學生思考—推動學生交流—遷移應用知識—隨堂總結歸納”這一過程，驅動學生不斷分析、解決問題，使學生在掌握學習主動權的同時理解知識，獲取方法，鍛煉能力，發展核心素養。