基于物理核心素養的“進階式問題驅動”教學探索

王如明

【摘要】基于物理核心素養的“進階式問題驅動”教學探索，介紹學習進階、進階式問題驅動等名詞，同時以平面鏡成像一節教學實踐為例，闡述基于物理核心素養的“進階式問題驅動”教學，并從物理核心素養的四個要素來闡述促進學生物理核心素養發展實踐探索和思考.

【關鍵詞】初中物理；核心素養；進階式問題驅動

物理教學不僅要傳授物理知識，更要培養學生學會思考問題的方法和解決問題的能力，提升學生的物理核心素養.也就是要讓學生通過物理學科的學習獲得適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力［1］.

學生的學習需要經過許多個不同的“階”，一個個連續的“階”將學習的起點和終點連接起來［2］.進階式問題驅動可以表述如下：基于學生的已有認知水平和課程標準，在教學過程中圍繞物理核心概念、重要規律或科學探究主題，創設具有物理特色的教學情境，設計出連貫的、逐級遞進的問題鏈，以進階問題為學生學習搭建攀升的“臺階”，搭建一條“清晰”的學習路徑，驅動學生的認知思維向著更高的水平逐級前進.

下面以人教版八年級物理上冊“平面鏡成像”為例，談一談基于物理核心素養的“進階式問題驅動”的教學探索.

1 進階分析

1.1 進階起點分析

對于平面鏡成像現象學生已有豐富的感性認識，但他們已有的認識中還有很多的錯誤.比如，物體離平面鏡越遠像越大，物體離平面鏡越近像越小；平面鏡成的像是光實際會聚形成等.光的直線傳播和光的反射定律內容的學習為學生探究平面鏡成像的學習積累了一定的“學習經驗”，所以本節的學習過程中需要教師為學生搭建較好的學習進階“臺階”，讓學生通過觀察、探究、討論等多種方式參與學習，才能落實本節的學習目標.

八年級的學生，喜歡動手，好奇心強，對探究有濃厚的興趣，但是很多學生缺乏自主學習的能力，動手能力也比較差，所以探究任務需要通過老師的指導和小組合作才能完成.

1.2 進階終點目標

通過實驗探究總結得出平面鏡成像的特點；通過實驗探究理解等效替代法的思想；會利用平面鏡成像的特點解釋解決生活中的簡單問題.

1.3 進階層級預設

1.4 進階策略預設

學生要正確認識平面鏡成像的特點，澄清錯誤認識，必須要對平面鏡成像的特點進行實驗探究.以生活中照鏡子現象引入新課，激發學生探究的興趣，通過照鏡子的再次體驗，提出與物理有關的問題，對問題進行猜想，猜想后再討論設計實驗方案、進行探究、分析實驗數據和現象.總結結論、利用評估交流環節對實驗過程出現的一些問題、解決的方法進行研討.整個教學設計和安排讓學生經歷探究的完整過程，為以后獨立探究學習“積累經驗”.

本課的重點是：在設計和探究的過程上，怎樣比較像與物的大小→找一個跟物體完全相等的物體（替代物）與像比較大小→怎樣才能同時觀察到像與替代物→把平面鏡換成玻璃板，通過有針對性地引導和思考來提高學生思維的縝密性，讓學生學會思考問題的方法［3］.

2 教學實踐及分析

2.1 發現問題

創設情境：讓學生利用桌上的平面鏡觀察自己在鏡中的像，當遠離和靠近平面鏡時，觀察自己的像大小和位置有什么變化.提出問題：平面鏡成像時，像的大小、位置與物體的大小和位置有什么關系呢？

分析 新課標的基本理念提倡“從生活走向物理”，物理的教學應貼近學生生活，符合學生的認知特點，激發并保持學生的學習興趣［4］.用在課堂上照鏡子來引發學生對平面鏡成像特點的思考，既調動了學生學習的積極性又為學習新知做好準備，引導學生對日常的物理現象進行更深層次的思考.

2.2 做出猜想

問題 通過照鏡子活動和生活經驗，你能不能猜一猜平面鏡成像的特點？學生猜想：平面鏡成像時，人靠近平面鏡時像變大，人遠離平面鏡時像變小；像的位置會隨著人遠離而遠離，隨著人靠近而靠近.

分析 學生根據生活經驗感覺平面鏡成像時“近大遠小”“物近像近，物遠像遠”的猜想，教師追問學生做出猜想的依據，對學生提出的猜想先不急于給出評價.

2.3 設計實驗

猜想是否正確，需要用實驗來進行驗證，怎樣設計實驗呢？設計實驗前還有幾個問題需要解決：

問題一 平面鏡成像的位置在哪？大部分學生認為平面鏡成的像在鏡子里.

教師通過演示“澆不滅的蠟燭火焰”實驗來幫助學生解決平面鏡成像在哪里的問題.

問題二 怎樣確定像的位置？平面鏡雖然能成清晰的像，但成在鏡后的像位置怎么確定呢？

問題三 怎樣比較像與物的大小關系？

可以用一個和物體相同的物體放到觀察到的像的位置進行比較.

解決了以上三個問題后，讓學生分組討論實驗需要什么器材？如何進行實驗？討論完成后再進行交流展示，確定實驗方案.

分析 學生的設計實驗能力需要“日積月累”有意識地培養，學生的實驗設計不是“胡思亂想”，應該有設計方向的引領和指導.通過實驗設計前進階段問題的引領思考討論，澄清了學生的認識，也使得學生的實驗設計有了明確的方向.

2.4 實驗探究

通過學生的討論，得出實驗器材選用玻璃板、兩個相同的物體（一對相同的跳棋子、一對相同的電池，一對相同的蠟燭……），坐標紙、刻度尺.還有哪些需要注意的事項呢？讓學生理解為了便于找到像的位置，通過播放“實驗器材如何組裝”的微課，應該保證玻璃板和坐標紙垂直，所以還需要有三角板.

分析 對于八年級的學生來說，探究實驗從設計到實驗都有許多困難，這就需要教師精心為學生開展探究實驗搭建起較為適宜的“進階”臺階，通過進階問題驅動學生的學習能夠沿著正確的方向進行.

2.5 分析論證

學生實驗結束后，引導學生分析實驗數據，并對數據進行簡單的處理，選取不同的小組發言交流實驗數據，匯報實驗得出的初步結論，借助實物投影展示.

分析 這一環節，充分發揮學生小組的作用，給予學生一定的空間，讓學生通過交流展示相互學習實驗數據的處理和分析方法，進一步培養學生數據分析能力，通過數據總結歸納的能力.

2.6 交流評估

前面的探究實驗學生經歷了科學探究過程，找到了平面鏡成像的特點，澄清了日常生活中對平面鏡成像的一些錯誤認識，實驗探究過程中遇到哪些問題呢？又是怎樣解決的呢？請學生暢所欲言，共同交流.

分析 通過交流，再現學生探究過程存在的問題，如玻璃板與坐標沒有紙垂直時，不能做到像和物完全重合，測量像距和物距時，沒有選擇好標注的參照點等問題.通過交流和評估讓學生的思維進行碰撞，提高學生發現問題的能力，在交流中相互學習，在思維碰撞中得到提高.

通過探究，學生知道了平面鏡成像特點，也澄清了許多日常生活中的錯誤認識，那學生是否想過：平面鏡為什么會成像呢？平面鏡所成的像是由實際光會聚而成的嗎？接著教師出示平面鏡成像的光路圖，和小孔成的像做對比，小孔成像是實像，平面鏡成像就應該叫虛像.教學至此，平面鏡成像的特點全部得出，同時也弄清了平面鏡成像的原理—光的反射.

3 “進階式問題驅動”促進學生物理核心素養發展

3.1 促進學生物理觀念的形成

物理核心素養是物理學科育人價值的體現，也是學生通過物理課堂學習過程逐步形成的.教學中教師要創設與生活密切聯系的教學情境，引發學生的認知沖突，并讓學生通過科學探究和思維加工，形成正確的物理觀念.

本節課的教學中采用進階式問題驅動的方法為學生形成物理觀念搭建了較好的平臺.進階式問題的設計為學生順利完成探究實驗和形成平面鏡成像的正確認識搭建了較好的“腳踏點”，也為學生形成正確的物理觀念打下了堅實的基礎.

3.2 促進學生科學思維的提升

人教版教材對于探究平面鏡成像實驗的探究實驗中只是說用一塊玻璃板作為平面鏡來試驗，可為什么要用玻璃板來進行實驗呢？教材中沒有任何交代，這必將給學生造成困擾，明明平面鏡成像清晰明亮為什么用成像不怎么清晰的玻璃板來實驗呢？所以，探究平面鏡成像實驗之前，筆者通過以下的教學策略來解除學生的疑惑：演示平面鏡能成蠟燭清晰的像后，提問：平面鏡成像在哪里？學生答：在平面鏡里.真的在平面鏡里嗎？再演示“澆不滅的火焰”，通過觀察學生發現：平面鏡成像在鏡后，弄清了成像的位置后，再思考：怎樣確定成在鏡后的像的位置呢？需要玻璃鏡要透光，也就是要把平面鏡的涂層刮掉一部分，這樣既能成像還能觀察到鏡后的“世界”，用一個物體放到鏡后去就能確定像的位置了.所以要想確定鏡后像的位置，需要將平面鏡的涂層刮掉，也就是用玻璃板來代替平面鏡成像可以確定像的位置.通過進階式問題的引領讓學生明白了用玻璃板替代平面鏡的目的，也促進了學生科學思維的提高，達到了知其所以然的目的.用相同的蠟燭來替代像也是同樣的思路.

3.3 促進學生科學探究能力的提高

“科學探究”是物理核心素養的核心部分，它是學生學習物理過程中探索和了解自然的主要方法.本節的探究活動主要是探究平面鏡成像的特點中像和物的大小、位置的關系.從提出問題到得出結論，探究環節緊湊，環環相扣.明確了成像位置、如何確定像的位置、怎樣比較像和物的大小的問題之后，筆者讓學生自己選擇實驗器材、設計實驗方案后再進行分組探究，最后處理實驗數據，交流得出平面鏡的成像的特點，既提高了學生的科學探究能力，又讓學生像科學家一樣體驗了科學探究的過程［5］.

3.4 促進學生科學態度和責任的形成

“科學態度與責任”是學生通過物理學習形成的關鍵品格，對于學生形成正確的價值觀和社會責任感有重要的價值.要讓學生形成科學態度和價值觀，教師在課堂教學過程中要有正確的態度和責任心，要尊重客觀事實，尊重學生，為學生構建積極有序的課堂學習氛圍.

4 結語

本節課的教學中，筆者以三個進階核心問題引領，在三個核心問題的引領下每個核心問題下又通過進階子問題展開學習，整個教學過程注重了學生物理核心素養的提升，較好地落實了物理課標的教學要求.

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2012.

［2］何春生，郭玉英.基于學習進階的課堂教學設計與實踐［J］.物理教師，2016，36（10）：23-24.

［3］魏洪軍.科學探究平面鏡成像教學設計［J］.中學物理，2022（8）52-55.

［4］陳國榮.初中物理教學生活化的認識與實踐［J］.學周刊，2017（31）29-30.

［5］王永剛.基于問題鏈的初中物理實驗教學設計——以“探究平面鏡成像的特點”為例［J］.物理之友，2022（5）：48-50.