聚焦物理核心素養(yǎng) 提升課堂問(wèn)題品質(zhì)

秦建如

物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是指學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵組成部分，由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)部分組成。

課堂提問(wèn)是教師通過(guò)提出問(wèn)題來(lái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，啟發(fā)學(xué)生理解知識(shí)、掌握知識(shí)和發(fā)展能力的教學(xué)行為。新課程改革對(duì)問(wèn)題品質(zhì)提出了更高的要求：?jiǎn)栴}的設(shè)計(jì)要基于學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，充分挖掘課程標(biāo)準(zhǔn)與核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)問(wèn)題來(lái)體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)中的核心內(nèi)容，落實(shí)核心素養(yǎng)，即通過(guò)提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，促進(jìn)核心素養(yǎng)的達(dá)成。那么，如何才能提高問(wèn)題品質(zhì)呢？教師在課堂問(wèn)題的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，加強(qiáng)問(wèn)題的啟發(fā)性

問(wèn)題最好的載體是情境，新課程大力提倡通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境開(kāi)展教學(xué)。教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題要與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)等結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生興趣、引發(fā)學(xué)生有效思考的問(wèn)題情境。

例如，“電子的發(fā)現(xiàn)”是原子物理學(xué)的開(kāi)篇，該部分實(shí)驗(yàn)比較少，為了使教學(xué)更加直觀，為了激發(fā)學(xué)生有效參與課堂、積極思考問(wèn)題的興趣，在引入環(huán)節(jié)，筆者查閱了相關(guān)資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了“小風(fēng)車”實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象：小風(fēng)車是靠什么從這一端運(yùn)動(dòng)到另一端的？這與學(xué)生已有的知識(shí)產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，激起了學(xué)生進(jìn)一步探究的好奇心，使他們?cè)诜治鲞\(yùn)動(dòng)原因的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了新事物。這種課堂設(shè)計(jì)不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還提升了學(xué)生的科學(xué)思維水平。

二、明確核心問(wèn)題，加強(qiáng)問(wèn)題的針對(duì)性

核心問(wèn)題是在每一節(jié)課、每一個(gè)教學(xué)活動(dòng)中都要解決的主要問(wèn)題，它是課堂提問(wèn)設(shè)計(jì)的主線。核心問(wèn)題的確定，一是要關(guān)注教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)知層次，即教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要求行為主體是學(xué)生而不是教師；二是要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容，要使教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。

確定核心問(wèn)題的依據(jù)是新課程標(biāo)準(zhǔn)。例如，新課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“原子與原子核”的要求之一是：了解人類探索原子及結(jié)構(gòu)的歷史。據(jù)此確定“電子的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)的要求是了解電子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，本節(jié)的核心問(wèn)題就是：帶負(fù)電、質(zhì)量是m=9×10-31kg，那電量e=1.6×10-19C、比荷e/m=1.76×1011C/kg的粒子是如何發(fā)現(xiàn)的？只有核心問(wèn)題得到了確定，才能通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈解決問(wèn)題。

三、落實(shí)核心素養(yǎng)，加強(qiáng)問(wèn)題的邏輯性

核心問(wèn)題的解決需要設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，問(wèn)題鏈?zhǔn)侵竾@核心問(wèn)題，設(shè)計(jì)一系列不同層次、前后連貫的問(wèn)題，使所有的問(wèn)題形成一個(gè)整體，從不同的認(rèn)知層次引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)啟思路，逐步解決核心問(wèn)題。例如，在“電子的發(fā)現(xiàn)”一課，筆者設(shè)計(jì)了以下8個(gè)探究性的問(wèn)題。

（1）如何用實(shí)驗(yàn)判斷陰極射線是否帶電？

（2）所帶是正電還是負(fù)電？

（3）陰極射線是高速的帶負(fù)電的粒子，如何求出其速度？

（4）怎樣確定到底是哪種粒子？

（5）如何計(jì)算粒子的比荷？出電場(chǎng)時(shí)，“速度偏轉(zhuǎn)角的正切”的表達(dá)方式是什么？

（6）僅從以上結(jié)論是否能說(shuō)明陰極射線是由電子組成的？通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一種材料就能確定嗎？如果你是湯姆遜，會(huì)進(jìn)行怎樣的研究？

（7）湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子的偉大意義是什么？

（8）計(jì)算出的比荷大約是當(dāng)時(shí)所知的氫離子比荷的2000倍，請(qǐng)猜想一下可能是什么原因造成的？

為了解決這8個(gè)問(wèn)題，先要基于學(xué)生的認(rèn)知水平設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生已經(jīng)知道帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，利用陰極射線管，未加磁場(chǎng)時(shí)，學(xué)生觀察到的軌跡是一條直線，加磁場(chǎng)以后則觀察到的軌跡發(fā)生了彎曲。學(xué)生根據(jù)軌跡的彎曲方向，結(jié)合左手定則判斷：陰極射線帶電且?guī)ж?fù)電。通過(guò)兩個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獲得了豐富的感性認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了探究的興趣，引發(fā)了新的思考，并成功地解決了陰極射線帶負(fù)電的問(wèn)題（問(wèn)題1-5）。接下來(lái)，要利用實(shí)驗(yàn)情境找到求速度的方法，進(jìn)一步引出比荷的概念及求證法。問(wèn)題6使學(xué)生知道只有通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)才能得出科學(xué)的結(jié)論，讓學(xué)生體會(huì)從特殊到一般的認(rèn)識(shí)過(guò)程、從具體到抽象的思維過(guò)程，這也是科學(xué)歸納法在教學(xué)過(guò)程中的滲透；問(wèn)題7和問(wèn)題8是為了培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與高度的責(zé)任感。這樣，了解“電子的發(fā)現(xiàn)”的過(guò)程就成為培養(yǎng)學(xué)生探究能力的過(guò)程。以上8個(gè)問(wèn)題，再現(xiàn)了科學(xué)家研究與探索的過(guò)程，遵循了物理學(xué)科的內(nèi)在邏輯，有助于學(xué)生建立正確的物理觀念，提升邏輯思維品質(zhì)，促進(jìn)高層次認(rèn)知的發(fā)展。

四、培養(yǎng)科學(xué)探究能力，加強(qiáng)問(wèn)題的引領(lǐng)性

科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)物理要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)之一，是指提出物理問(wèn)題，形成猜想和假設(shè)，繼而獲取和處理信息，然后基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。科學(xué)探究包含了四方面的能力，即提出問(wèn)題的能力、收集證據(jù)的能力、科學(xué)解釋的能力和交流評(píng)估的能力。

物理是一門自然科學(xué)，不論是自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和對(duì)其解釋，還是自然規(guī)律的總結(jié)和應(yīng)用，都充滿了問(wèn)題。教師進(jìn)行物理教學(xué)的過(guò)程，就是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。有了問(wèn)題，才能啟發(fā)學(xué)生；有了問(wèn)題，才有探究的可能。如“摩擦力”要探究的問(wèn)題之一是：探究滑動(dòng)摩擦力與壓力的正比關(guān)系。為了讓學(xué)生在真實(shí)的探究環(huán)境中體會(huì)科學(xué)探究過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，筆者設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的問(wèn)題為引領(lǐng)，當(dāng)學(xué)生解決了這些問(wèn)題后，就可以探究出滑動(dòng)摩擦力與正壓力的量化關(guān)系。

第一環(huán)節(jié)是師生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者出示了三個(gè)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考：其一，探究摩擦力與壓力的關(guān)系，需要測(cè)量哪些物理量？其二，摩擦力能直接測(cè)量嗎？其三，若不測(cè)量壓力的具體數(shù)值，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？學(xué)生們就此展開(kāi)了熱烈的討論，提出了各自的實(shí)驗(yàn)方案并最終得出了正確結(jié)論。

第二個(gè)環(huán)節(jié)播放錄像，讓學(xué)生觀看教師的操作過(guò)程，了解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。在此，筆者也出示了三個(gè)問(wèn)題：其一，測(cè)力計(jì)是如何操作的？其二，在刻度尺與木塊上為什么有標(biāo)記？其三，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，木塊是什么狀態(tài)？學(xué)生在這些問(wèn)題的引導(dǎo)下，先有目的地觀察實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，然后才開(kāi)始在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

總之，高效的課堂一定是能解決問(wèn)題的課堂，問(wèn)題的質(zhì)量決定了課堂教學(xué)的質(zhì)量。教師要在課前了解學(xué)生的認(rèn)知水平，研究課程標(biāo)準(zhǔn)，聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，才能引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂，提升課堂實(shí)效。

（責(zé)任編輯 郭向和）