巧用“問題串”教學(xué)法提升物理核心素養(yǎng)

【摘

要】為了有效地提高物理課堂效率，培育高中學(xué)生物理核心素養(yǎng)，本文結(jié)合教學(xué)實踐、新課程標(biāo)準(zhǔn)等方面闡述了“問題串”教學(xué)法的定義及實施流程，探討了如何在高中物理概念或規(guī)律的教學(xué)中采用“問題串”教學(xué)法提高物理觀念、在習(xí)題（復(fù)習(xí)）課中如何采用“問題串”教學(xué)法落實科學(xué)思維能力的培養(yǎng)、在實驗探究課中如何采用“問題串”教學(xué)法提高學(xué)生科學(xué)探究能力以及在物理學(xué)史教學(xué)中如何組織“問題串”培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；“問題串”；高中物理教學(xué)核心素養(yǎng)下的高中物理課堂以“立德樹人”為宗旨彰顯新課程的育人功能，為此高中物理教師在課堂教學(xué)中有意識地用到了“問題式”教學(xué)法，但有些教師設(shè)計問題過于隨意，缺乏層次性和整體性，注重結(jié)果而忽視生成過程，嚴(yán)重影響課堂教學(xué)質(zhì)量，束縛學(xué)生思維的發(fā)展。因此，在課堂教學(xué)中要正確使用“問題串”，由表及里有機整合問題，達成提問的整體效果，提高課堂教學(xué)效率。一、“問題串”教學(xué)法的定義及實施的一般流程（一）“問題串”教學(xué)法的定義“問題串”教學(xué)法是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是指教師圍繞某一教學(xué)目標(biāo)或主題，遵循知識點之間特定的邏輯結(jié)構(gòu)，精心設(shè)計一個個由淺入深、由易到難的“問題串”的教學(xué)方法。（二）“問題串”教學(xué)法實施的一般流程①教師設(shè)置一系列有針對性的問題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考并回答。②教師在識別學(xué)生回答問題的基礎(chǔ)上采取有效指導(dǎo)，進一步提出問題。③教師對回答不全或回答錯誤的學(xué)生進行適當(dāng)引導(dǎo)，讓他們積極反思自我糾正，同時關(guān)注并共享其他同學(xué)正確的觀點，通過不斷自我建構(gòu)實現(xiàn)學(xué)生對自己元認(rèn)知策略中漏洞的修補，進而最終達成教學(xué)目標(biāo)。二、“問題串”教學(xué)法的實踐探究（一）利用概念或規(guī)律課中的“問題串”設(shè)計，提升物理觀念物理觀念是人們對物理現(xiàn)象或過程的理性認(rèn)識，高中物理觀念包含物質(zhì)與運動觀念、相互作用與能量觀念等。這些觀念通常以概念或規(guī)律的形式表現(xiàn)出來，一般較為抽象，因此，在課堂教學(xué)中若教師能創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)“景”，就能很好地激發(fā)學(xué)生的“情”，就能幫助學(xué)生更好地理解概念和規(guī)律，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如，在講授高中物理魯科版必修一第三章第3節(jié)“摩擦力”中的“靜摩擦力方向”這一概念時，筆者這樣創(chuàng)設(shè)情境并設(shè)計了以下幾個問題：問題1：人向前走路時兩腳受到的摩擦力是滑動摩擦力還是靜摩擦力？問題2：只有一只腳受到靜摩擦力，還是兩只腳都受到靜摩擦力？問題3：先探討后腳受靜摩擦力的方向？此時后腳有沒有離開地面？問題4：前腳受到的靜摩擦力方向又在哪里？問題5：根據(jù)剛才人走路時腳受到的靜摩擦方向，你們能總結(jié)出靜摩擦力方向判斷的方法嗎？問題6：相對運動趨勢中的“相對”是相對誰而言呢？問題7：那前后腳是只有一只腳充當(dāng)動力，還是雙腳都是？師：這個問題大家可以聯(lián)想騎自行車時的情景就可以知道答案。后輪是主動輪提供動力，而前輪是從動輪。同理，人走路時也是后腳提供動力。通過人走路這個生活情景引入，設(shè)計了一連串生動形象和有趣的“問題串”，因此，學(xué)生很快就理解了“靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反”這個概念（規(guī)律），讓學(xué)生從生活走向物理，然后又從物理走向生活，深刻感受到物理與生活緊密相連，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，從而主動參與到課堂教學(xué)中。（二）利用復(fù)習(xí)（習(xí)題）課中的“問題串”設(shè)計，提升科學(xué)思維能力高中物理核心素養(yǎng)提到的科學(xué)思維能力包含建構(gòu)模型、分析與歸納、質(zhì)疑創(chuàng)新等能力。復(fù)習(xí)（習(xí)題）課教學(xué)能鞏固學(xué)生所學(xué)知識，幫助他們解決實際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力，同時學(xué)生的思維能力也得到提升。筆者在復(fù)習(xí)魯科版選擇性必修一第二章《機械振動》時，從彈簧振子這個常見物理模型開始復(fù)習(xí)并設(shè)置問題，然后不斷地進行啟發(fā)式發(fā)問、變式發(fā)問，從而將高二學(xué)生必須掌握的物理思維方法充分體現(xiàn)出來?，F(xiàn)把設(shè)置的“問題串”展示如下。問題1：什么樣的振動系統(tǒng)被稱為彈簧振子？問題2：彈簧振子是一種理想化的物體模型嗎？問題3：什么叫簡諧運動？簡諧運動滿足的條件是什么？生活中還有哪些振動屬于簡諧運動？振動的彈簧振子屬于簡諧運動嗎？問題4：本章還學(xué)習(xí)了單擺這種典型的簡諧運動，請寫出證明其屬于簡諧運動的思路過程。問題5：單擺的周期公式T等于多少？這個T與振幅A有關(guān)嗎？問題6：彈簧振子的周期與什么有關(guān)？能不能說彈簧振子系統(tǒng)振幅A越大周期T就越大？問題7：什么樣的振動稱為受迫振動？部隊過橋時為什么不能齊步走？問題8：共振的條件是什么？生活中哪些現(xiàn)象是共振的應(yīng)用，哪些情況要防止共振的發(fā)生？通過這一連串的問題，能積極啟發(fā)學(xué)生的思維，有效地幫他們復(fù)習(xí)、理解基礎(chǔ)知識。學(xué)生能在熟悉的問題情景中運用“彈簧振子”或“單擺”等簡諧運動物理模型解決機械振動問題；使學(xué)生能在陌生的問題情景如“共振篩”問題中，通過分析聯(lián)想到該問題與機械振動有關(guān)，通過推理得到要使共振篩振幅增大，必須使共振篩做受迫振動的頻率接近其固有頻率，進一步得出“當(dāng)f固=f驅(qū)時發(fā)生共振，此時物體振幅A達到最大”這一重要結(jié)論。因此，在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，教師一定要把“知識串”設(shè)計成“問題串”，用問題激活學(xué)生思維的方向，用問題串培養(yǎng)學(xué)生抽象與概括能力、比較與分類能力及邏輯推理等思維能力。（三）利用實驗教學(xué)中的“問題串”設(shè)計，提升科學(xué)探究能力科學(xué)探究是人們探索并了解自然、獲取科學(xué)知識的重要方法。一般流程包括：設(shè)置物理情景，提出問題，形成猜想與假設(shè)，制訂方案并獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出合理解釋。在物理實驗探究課中，教師以設(shè)定的實驗主題為中心，有目的地設(shè)計一系列“問題串”，既可以讓學(xué)生明白科學(xué)探究的一般流程，又可以通過啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計方案并進行實驗操作。接下來，筆者以魯科版物理3-1第六章第一節(jié)“探究磁場對電流的作用”中的“安培力方向的探究”為例，來談?wù)劰P者是如何在實驗探究課中設(shè)計“問題串”的。[演示實驗設(shè)置物理情景]：[演示實驗]神奇的舞者——燈絲如圖1所示讓強磁體分別靠近不通電的燈泡和通電的燈泡，引導(dǎo)學(xué)生觀察并提出問題。提問：燈絲是靠什么神奇的力量使它們動起來的？[引導(dǎo)學(xué)生猜想并提出問題]：安培力的方向可能與哪些因素有關(guān)呢？[引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案]：問題1：研究一個物理量與多個變量關(guān)系用什么方法？問題2：怎樣直觀判斷安培力的方向？問題3：實驗中如何改變電流和磁場的方向？問題4：那大家想一想，根據(jù)剛才的討論，探究安培力的方向規(guī)律至少要做幾次實驗？請大家分組探討并設(shè)計實驗方案。生：至少做四次，分別是當(dāng)磁場方向豎直向下（上）時，電流方向分別垂直紙面向里（外）。師演示：磁場方向豎直指向下、電流方向垂直紙面向里時線圈在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，師生共同得出實驗結(jié)果：即F←

安培力方向水平向左?！鼴問題5：各小組繼續(xù)探究另外三次實驗，然后總結(jié)看一看有什么規(guī)律？15分鐘后請各小組派代表上臺展示你們的成果。[實驗探究并得出結(jié)論]問題6：通過各小組的成果展示，大家得出安培力方向與磁場方向及電流方向三者關(guān)系有什么規(guī)律？生：安培力方向既垂直于磁場方向（F⊥B），又垂直于電流方向（F⊥I），故安培力方向垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所決定的平面，即F⊥（B、I）。通過以上將難點問題分解成若干小問題層層探究，同時精心設(shè)計相對應(yīng)的情景信息，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生由景生情、層層深入。這樣做不僅可以使學(xué)生實驗操作目的性更強、實驗思路更清晰、效率更高，而且能讓學(xué)生很好地鍛煉自主、合作、探究的能力，真正體現(xiàn)教師只是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主人。（四）利用物理學(xué)史設(shè)計“問題串”，提升科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指人們在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)、社會、技術(shù)、環(huán)境之間的關(guān)系基礎(chǔ)上，努力形成對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的態(tài)度和責(zé)任感。世界各國的課程標(biāo)準(zhǔn)都強調(diào)科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。因此，高中物理課堂教學(xué)中教師也要充分利用現(xiàn)有教材的物理學(xué)史精心設(shè)計“問題串”，以提升學(xué)生對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的認(rèn)識。筆者在教授魯科版必修一第二章第五節(jié)“自由落體運動”中第3部分“自由落體運動規(guī)律探索回眸“時，設(shè)計了以下幾個“問題串”。問題1：亞里士多德認(rèn)為“重物比輕物下落得快”伽利略贊同這個觀點嗎？問題2：伽利略如何從亞里士多德的理論出發(fā)，推理得出兩個相互矛盾的結(jié)論的？問題3：“關(guān)于落體運動遵循怎樣的規(guī)律”，在伽利略之前有許多著名科學(xué)家進行過探討，提出了一些不同看法，伽利略有沒有向權(quán)威屈服？如果沒有，他是用什么方法來驗證自己的猜想的？問題4：你從伽利略身上學(xué)到了什么？通過以上“問題串”的設(shè)計，學(xué)生通過閱讀教材、交流討論，深刻體會到伽利略從亞里士多德的悖論入手，運用“提出假設(shè)—數(shù)學(xué)推理—實驗驗證—合理外推”的研究方法，體會科學(xué)家不畏權(quán)威的探索精神。因此，教師應(yīng)重視教材中的物理學(xué)史的教育，通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生保持對歷史事件或自然現(xiàn)象的好奇和探究熱情，實事求是、不迷信權(quán)威、敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新。三、對有效“問題串”設(shè)計的反思（1）“問題串”設(shè)計要基于學(xué)生生活實際，適合學(xué)生的認(rèn)知水平，既要關(guān)注全體學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，又要尊重學(xué)生的個體差異。（2）問題設(shè)計要以核心素養(yǎng)為目標(biāo)，突出教學(xué)的重難點，能引起學(xué)生認(rèn)知沖突、激發(fā)學(xué)生積極思考。（3）師生互動中，教師應(yīng)留給學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r間思考，能給予學(xué)生適當(dāng)引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生自我反思及反饋生成新問題，教師要把生成的新問題作為課堂的生長點繼續(xù)組織完成課堂教學(xué)，為學(xué)有余地的學(xué)生充分發(fā)展個性提供平臺。（4）堅持兩個中心即以“生”為中心、以“學(xué)”為中心的新課程教學(xué)理念，踐行學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師只是學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人。四、結(jié)