基于物理核心素養的問題式教學方法

王同杰

【摘要】隨著新課程改革的不斷推進，落實培養學生核心素養已成共識.核心素養的落實需要依托適當的教學方法.問題式教學法就是用“問題”引領課堂活動，將學生置于生動形象的問題情境之中，突出學生學習的主體地位，強化教師在教學中的主導作用，以問題為依托，引導學生通過自主學習或合作探究的形式解決問題，從而促進科學思維的發展、探究能力的提高、科學態度的形成.本文闡述了問題式教學法的概念、問題設計原則及教學策略.

【關鍵詞】核心素養;問題式教學;教學策略

新一輪的課程改革，呼喚物理教育本性的回歸，實現物理課堂的有效教學，將培養“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”、“科學態度與責任”四個維度的核心素養作為課堂教學的終極目標.新課程標準明確提出“物理規律的探究，需要創設問題情境”，“通過問題解決促進物理學科核心素養的達成”，“在解決問題中進一步提高探究能力，增強實踐意識，養成科學態度，促進物理學科核心素養的形成”，這闡明了問題式教學法是進行課堂教學改革的重要方法，也是必備方法，是培養學生物理學科核心素養的重要途徑和方法.因此，物理教師理應結合教學實際情況，積極地進行思考與探究，在教學活動實踐中有效地融入問題式教學法，促進物理學科核心素養的達成.

1 問題式教學法的概述

問題式教學法是一種啟發探究式的教學形式.教師應以學生的認知能力和水平為基礎創設問題情境，提出一系列能活躍學生思維、激發學生探究欲望的科學性問題，調動學生學習的主動性，促使學生進行自主探究或合作探究，自主能動地去尋找解決問題的方法、總結歸納問題的結論.問題式教學法也是一種互動的教學形式.通過師生之間的互動學習，引導學生交流研討、合作探究，又在教師的言傳身教、親身示范的過程中，逐步滲透著物理觀念，幫助學生形成科學的學習方法.

2 問題式教學法與核心素養的關系

為了落實國家的教育方針，教育部將核心素養作為基礎教育課程改革的出發點和歸宿.物理學科核心素養的落實，需依托適當的教學形式方法，讓學生在參與課堂活動的過程中不斷地提高學習能力.新課程標準明確指出，無論是物理知識的教學，還是物理問題的解決，都要引導學生發現和提出問題，根據解決問題的需要，收集和選擇有用信息，基于證據和邏輯對問題作出合理的解釋，這就為問題式教學法提供了理論基礎和政策支持.

問題式教學法以生動形象的問題情境激發學生學習的欲望，以層層遞進的問題增強學生學習的驅動力，提高學生參與課堂活動的深度和廣度，訓練學生的推理能力、思維能力，逐漸提高學生的綜合能力.在高中物理教學過程實施問題式教學法，能有效地培養學生物理學科的核心素養.

3 核心素養下問題的設計原則

“問題”是問題式教學法的靈魂.在教學過程中教師要將物理學科的核心素養融于問題之中.問題要有可操作性，可以引發學生的思考，可以促使學生進行探究.設計有效的問題應遵循以下原則：

3.1 緊扣課程標準與核心素養設問

課程標準是教學設計的重要參考依據，問題的設計更要以課程標準為標準，為完成課程標準的目標要求服務.教師應將課程標準與學科的核心素養進行對照分析，結合課程標準與核心素養設計問題，將核心素養內化于問題之中.首先依照核心素養的四個維度，將課程標準分解成不同的層次，再設計出不同層次的問題.各層次的問題要從不同的側面體現核心素養.這樣設計出的問題始終圍繞課程標準，又能培養學生的核心素養，實現為國家培養高素質的優秀人才的目的.

3.2 把握學生整體認知水平，適度設問

學生整體的認知水平和知識基礎是設計問題的起點.設計問題的目的是激發全體學生的學習積極性，活躍全體學生的思維，促使全體學生都能積極思考問題.教師設計的問題不能只針對少數優秀學生，但也不是每個問題都要求所有學生都能回答，而是每個問題都能引發學生思考、激發學生對問題進行深入探究，這樣學生才真正是學習的主體.要想設計出這樣的問題，教師必須準確把握學生的知識水平和認知能力基礎，在原有認知和新認知的結合點上設計問題，使學生的認知結構不斷地得到補充和完善，使學生的知識能力逐步提高，學生在原有認知和新認知不斷碰撞、不斷作用下獲得新知，提高能力和素養.

3.3 在情境的基礎上激發性設問

新課程標準指出“創設情境進行教學，對培養學生的物理學科核心素養具有關鍵作用”.興趣是最好的老師，學生內心的好奇心、求知欲是進行探究學習的原動力.教師應在實際生產生活的各種情境下設計問題，充分調動學生學習的積極性，激發學生主動解決問題的動機，激發學生的發散思維，使其積極參與課堂教學活動，積極地對問題進行分析思考.在教學過程中，教師可以利用網絡、多媒體技術，實驗器材等多種方式創設問題情境，將學生感興趣的情境問題化，制造懸念，形成認知上的沖突.這樣學生會產生強烈的求知欲，會應用物理的相關知識，構建物理模型，會創新思維方式，積極主動地探究結果.

3.4 思維層次化下邏輯性設問

教學過程是一個循序漸進的過程，不可能通過設計一個問題或幾個問題就能完成教學任務.為了達到良好的教學效果，教師應將教學內容設計成一個個、一組組彼此關聯的問題鏈，把大問題分解成若干小問題.前一個問題是后一個問題的鋪墊，后一個問題是前一個問題的繼續和發展.問題鏈中各問題要層層遞進，由淺入深，由易漸難，使每個問題得到解決，讓學生“掂掂腳”“伸伸手”都能夠得著、做得到.學生思考探究不同的問題，就處于不同的思維層次上，每個問題都能成為學生思維能力提高的墊腳凳、登山梯.問題鏈的各問題間要存在著嚴密的邏輯關系，做到首尾呼應、有理有據，能夠啟發思考.學生在問題鏈的指引下，通過自主探究、合作學習，實現思維層次的提升，思維能力的提高.

3.5 知識系統結構下體系性設問

高中物理知識是一個龐大的系統.重要的物理觀念如“物質觀”，重要的規律如“牛頓運動定律”，重要的思維方式如“建立理想化模型”，最基本的科學探究流程如“觀察現象——建立模型——大膽猜測——實驗探究——歸納結論”，全都始終貫穿于各部分物理知識之中，使各部分物理知識相互關聯，形成一個有機的整體.教師應圍繞某個具體的知識點，設計出符合概念的形成、規律的得出等邏輯關系的問題鏈，再依據章節內容將各知識點的問題鏈關聯在一起，形成能體現各知識點結構關系的問題組.在此基礎上將各章節的問題組有機整合在一起，構成問題體系，與復雜的知識系統相對應，以問題體系的完整性長時間地不間斷地強化物理觀念的樹立、科學思維的發展、科學探究能力的提高，使核心素養的培養更加有效.

4 以問題式教學法促進核心素養提升的策略

4.1 營造趣味情景，促進學生樹立物理觀念

在高中物理學科素養的四個要素中，物理觀念是其他幾個要素的基礎.教師在教學過程中應多采用“在情境的基礎上激發性設問”的原則.在實際生產生活的各種生動形象、興趣盎然的情境下設計問題，可使學生積極地歸納分析，充分地感知物理概念和規律的形成過程，并逐漸地完成物理概念和規律的內化和建構，最終促使學生樹立正確的物理觀念.

例如 在學習平拋運動時，課堂上引入柯受良駕駛汽車飛越黃河的壯舉，可以成功吸引學生的注意力，有效激發學生的學習興趣.在此基礎上再提出問題：“汽車有沒有初速度，方向向哪？”“汽車的軌跡是直線還是曲線？”再進一步利用平拋豎落儀等實驗儀器，在實驗的情景下提出問題：“同一高度下自由下落的小球與平拋的小球哪一個先落地？”若兩球總是同時落地，說明了什么？”“同一水平初始位置下勻速的小球與平拋的小球是否會相碰？”“若兩球總是相碰，說明了什么？”在教師創設的這些問題情境下，學生逐步建立起了“平拋運動”的概念，逐步樹立起了“化曲為直”的物理觀念.

4.2 優化問題鏈條，引導學生發展科學思維

科學思維是物理學科核心素養的重要內容，是高中物理教學的核心.在高中物理教學中，宜采用設計一系列環環相扣、科學合理的問題鏈的方法，有效地促使學生不斷地進行抽象概括、分析比較、歸納綜合、演繹推理等一系列的思維活動.教師在設計問題鏈時，要注意優化各問題間的邏輯關系，以各問題間的科學嚴密的邏輯關系，提高學生的思維品質，發展學生的科學思維.

例如 在學習“歐姆表原理”時，可設置如下問題鏈：（1）請利用閉合電路歐姆定律，根據提供的實驗器材，設計一個簡單的電路測出幾個待測電阻的阻值？（2）開關斷開時兩接線柱間的電阻是多少？指針在什么位置？（3）若用一根導線將兩接線柱直接連接，說明兩接線柱之間的電阻是多少？指針在什么位置？（4）如何更換刻度盤上的數值，可以直接讀數不用計算？（5）如何改進電路，將零刻度值移至刻度盤的最邊界刻度線處，進而用到全部的刻度線？（6）若指針分別剛好指向滿偏刻度的16、13、12、34處，該處的刻度值分別標為多少？（7）用歐姆表測量電阻前，為什么要進行歐姆調零？

4.3 進行科學實驗，推動學生開展科學探究

物理是一門以實驗為基礎的學科，無論是物理概念、物理規律的形成，還是科學思維、科學態度等核心素養的培養，都需要通過物理實驗來實現.物理實驗更是科學探究的重要平臺.科學探究能力的培養需要學生親身經歷實驗探究的過程.教師應設計一系列激發性問題，促使學生做出猜測與假設，設計實驗探究的方案，進行實驗操作，獲取實驗數據，處理實驗數據，歸納得出實驗結論，并與其他同學進行交流探討，推動學生開展科學探究.

例如 驗證機械能守恒定律的實驗設計如下問題：（1）哪些情境可以用于驗證機械能守恒定律？（2）根據自選的情境進行實驗，需要哪些實驗器材？需要測量那些物理量？（3）根據實驗原理，如何處理實驗數據？如果采用圖象處理實驗數據，應該做什么圖象？（4）請總結歸納誤差的來源，得出實驗的結論.

4.4 時刻滲透，幫助學生形成科學態度

物理學科核心素養四個方面的要素是相互依賴，共同發展的.在設計問題培養學生物理觀念、科學思維和科學探究的過程中，教師應時時刻刻不間斷地滲透科學態度的素養.

例如 在“平拋運動”的學習過程中，通過平拋豎落儀等情境設計問題，引導學生養成了多角度比較衡量的方法習慣.又如在“歐姆表原理”的教學中，在問題鏈的引導下，學生養成了科學嚴謹的思維習慣.再如“驗證機械能守恒定律”的教學中，培養了學生客觀收集并如實處理實驗數據的實事求是的精神.在與其他同學交流研討共同操作的過程中，學會了團隊合作.

5 結語

高中物理教學實踐證明，問題式教學法能行之有效地培養學生物理學科的核心素養，是一種順應教育改革潮流、符合新課程標準的高效的教學方法.在新課程改革的大背景下，教師實施問題式教學法時，要深入理解問題式教學法與核心素養的關系，在此基礎上依據問題設計的原則，全方位、多角度、多層次地設計出精準高效的問題.長期實施問題式教學法，學生可在問題的激發引導下，積極地進行思考分析、自主探究和合作交流，潛移默化地樹立了物理觀念，發展了科學思維，提高了科學探究能力，形成了科學態度，學生的物理學科的核心素養明顯提升.

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