問題解決
——物理學科核心素養的堅實支撐

李小勤

(江蘇省如皋市白蒲鎮陽光初中 226511)

核心素養培育面臨的最大挑戰，在于落地途徑的確定.當前，關于這一問題的探究，人們提出了許多思路，如深度教學(學習)等.在筆者看來，核心素養的培育無法回避知識的學習與運用等問題，而在知識的運用過程中，學生必然會生成一些“關鍵能力”.知識的運用與問題解決密切相關，如果問題解決中的問題設計更多的接近實際，問題解決的過程更多的尊重學生的自主性，那核心素養的培育就會具有一個強有力的支撐點.

一、問題解決支撐核心素養的可能性

問題，本指障礙或阻力，后有研究者定義其為疑問、質疑、不確定性事件、困境等.在物理教學中，問題不是壞事，恰恰是撬動學生思維、打開學生思維空間、激發學生學習興趣的重要載體.問題的提出很重要，但在學習過程中，問題的解決更加重要，因為問題解決本身就是一個完整的知識累積與運用過程，因此有人將問題解決理解為學生個體建構知識的過程、質疑與試錯的過程、批判與反思的過程.基于這樣的理解，不難發現其與核心素養以及物理學科核心素養之間的關系.

其一，問題解決與核心素養之間的關系.核心素養強調兩點：一是必備品格；二是關鍵能力.實際上在教學中，教師是先關注關鍵能力而后關注核心素養的，因為只有在關鍵能力形成的過程中，必備品格才能逐步生成.而問題解決本身既是一個學習過程，又是一種學習方法，同時也是能力生成的重要途徑.

例如，在探究“向心力大小與哪些因素有關”的教學中，固然將本內容的教學方式確定為科學探究，但實際上就是在解決“向心力大小與哪些因素有關”這一問題，因此就是一個問題解決過程.這個過程中，學生需要明確實驗方法(控制變量法)，需要思考如何控制變量相同或不同，需要思考如何體現向心力的大小，這些問題的提出與解決，構成了問題解決的核心過程.而在此過程中，學生的能力也得到了相應的提升，比如說有學生認識到：控制變量法的運用，不只是簡單地知道要控制哪些變量相同，哪些變量不同，還要知道如何控制變量相同或不同.在筆者看來，這就是關鍵能力的提升！也就是說，核心素養的培育過程，就孕育在問題解決的過程中.

其二，問題解決與物理學科核心素養之間的關系.

物理學科核心素養由科學觀念、科學思維、科學探究以及科學態度與責任等組成.問題解決的過程，必然是科學觀念引領下的學生利用科學思維進行科學探究的過程，并在此過程中形成相應的科學態度與責任認識.上面例子中，影響向心力大小的因素不再是胡思亂想，而是基于體驗或實驗的判斷——如通過向心力演示儀感受向心力大小與物體質量與做圓周運動速度的關系等.這種基于事實、經驗、邏輯推理進行的猜想，才是正確的猜想態度的產物，也是實實在在的猜想能力的體現.

二、在問題解決中培育學生核心素養

當我們研究問題解決與核心素養培育的時候，一個重要的基礎，就是將學生作為研究對象.這是因為核心素養原本就是“學生應具備的”，而問題解決的過程一定是學生解決問題的過程，因此在實施主體上，問題解決與核心素養是一致的.也因此，在問題解決中培育學生的核心素養，幾乎就是一種必然的選擇.這里可以從探究“向心力大小與哪些因素有關”的問題解決過程中的一些細節來梳理：

細節一：什么時候將向心力演示器介紹給學生？

實際教學中，是不宜直接跟學生介紹向心力演示器的.這是因為問題解決中應當有一個學生自主思考、思維突破的空間.根據經驗，學生在基于控制變量法思路思考如何具體控制變量的時候，他們的思維是非常開放的，但他們不可能設計出像演示器這樣完善的實驗儀器，因此在不同學生的思路不同、思維結果不同(這意味著要給學生足夠的思考時間)時，再給學生介紹演示器(如圖)，并理解其是如何巧妙地控制變量相同或不同的，這個時候往往容易讓學生產生豁然開朗的感覺.

從學習心理角度來看，在學生充分思考、思維結果多元的情況下再介紹，學生就完成了一個主動建構知識的過程；如果沒有思維空間，直接介紹給學生，那學生只能是被動接受.顯然，前者才能真正培育學生的科學思維能力與探究能力，也更容易形成科學觀.

細節二：從定性到定量的過渡.

向心力公式是量化表達，其在探究過程中卻是先定性設計、后定量實驗的，即設計實驗的時候更多的是基于定性思路進行的，只有在具體實驗過程中才由轉動速度之比、質量之比等，得到向心力之比的關系.經驗表明，高中學生并不喜歡定量實驗，因此這里需要引導學生有效過渡，具體實驗就可以分成定性與定量兩步，先讓學生感知向心力與質量、速度大小的關系，然后進一步控制質量、速度之比，去得出向心力之比.這樣的過渡，相當于給學生的思維設計了臺階，學生的能力更容易生成，于是核心素養培育也就得到了保證.

三、問題解決的潛力仍需要重點發掘

問題解決并不是一個新生事物，核心素養背景下，需要發掘問題解決更多的價值.高中物理教學中，教師的教學研究著力點之一，應當放在對問題解決過程的“解構”上，通過解構問題解決過程，尋找其與核心素養培育對應的地方，然后在問題解決的過程中，重點就這些對應環節進行施力，這是核心素養落地的重要保證.

同時，問題解決作為物理教學研究中的一個重點，其已經在諸多物理教師心中扎根，因而基于其去培育核心素養，實際上是在教師的經驗系統中尋找核心素養培育的生長點，應當說這是符合教師的教學需要的，是可以得到廣大一線教師支持的，其比基于破立關系的教學理解要現實、可靠、可行得多.