基于培养学科核心素养的研学问题式驱动教学研究

曹海珍

【摘要】物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中，逐步形成的适应个人终身学习的社会发展需要的基础知识、关键能力、科学态度等方面的表现，是學生通过物理学习集中体现的带有物理特征的品质，是学生科学素养的关键成分，可表述为物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等四个方面的要素构成。本文就如何通过预设和生成研学问题展开驱动教学，实现学科素养培养目标做了一些新的探索与尝试。

【关键词】物理学科;核心素养;研学问题;驱动教学

物理学科教学中无论是对概念的理解、规律的掌握还是对实验的成功、练习的完成，更有对内容的拓展、方法的掌握、体系的形成等，都蕴含丰富的物理核心素养的培养因素，在课堂教学过程中通过预设与之相关的研学问题，通过科学的问题展开驱动教学，引导学生对所学知识多层次、多角度、多手段地开展分析、理解、加工、应用，对学生形成能力，更全面地运用知识、解决问题，达成学生物理素养的提高具有非常现实的意义。

一、核心概念的界定

1.研学问题

学生的思维活动总是由问题引起，在不断分析问题、解决问题的过程中接受、发展外来信息，逐步形成知识网络，完善对客观事物的全面认识，并以此为起点深化、类比达到运用自如的效果。如何把学习任务设置到有潜在意义的问题情境中，让学生面对复杂、陌生的问题进行交流、辨析，克服心理畏惧、突破思维障碍，实现提升学生学习质量，培养优良学习品格具有深远影响。

通常我们把学科的核心知识和学科难点内容设计成适合学生学习的教学问题，或根据学生在学习中存在的共同疑惑生成可供探究的教学问题，即通过合作探究活动建构出有意义和价值的答案的教学问题统称为教学活动中的研学问题。它应具有明显的学科特征，应属于学科的核心知识，并且具有一定价值性，具有探究问题的路径。它的来源可以包括预设的问题和生成的问题。

2.驱动教学

驱动教学是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。

驱动教学强调教学情境的创设，这些情境在物理教学中可以是某些现象、事件，也可以是某个具体的题目，概念。从教师层面来看，教师不直接告之解决问题的手段方法，而是通过精巧的设计提供解决问题的线索。将传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。从学生层面来看，通过完成一个个明确的学习任务，可以大大提高学生独立探索，勇于开拓的自我学习能力，在满足感的驱使下获得学习效率的提高和兴趣。

二、“电路故障分析”课堂教学构建

作为一节中考复习课，电路故障分析在初中电学知识教学体系中是反映学生运用知识解决实际问题的一种综合能力体现。采用传统讲授较难突破物理规律节点。必须通过教师创设合理问题情境，以研学问题驱动课堂，带动学生实现深度学习。以下以本人在广州市番禺区的一节公开课片段为例，呈现以研学问题为线索开展驱动教学做一尝试。

片段1引入新课：教师给出三个电表读数，询问学生在日常实验中是否有碰到这些情况，各自出现了什么问题？是怎么解决的？

学生活动：教师让学生进行实操，通过连接实际电路，把以上三种情况一一呈现，并让学生把造成的原因进行总结。

活动评析：问题虽然简单，但是都是实际操作中非常常见的一些问题，对此类问题，学生应学会即刻判断，熟练解决，扫除学习进程中的旁枝末节，才能更好地直入主题。

片段2教师连接好一个简单的串联电路，如图所示。学生发现两个灯泡的亮度并不相同，此时提出研学问题：如何让其中一个灯泡不亮？同学们能想出几种方法？并给全班同学们演示操作。

学生活动：1.用一根导线与其中一个灯泡两接线柱并联。2.将其中一个灯泡拧松或断开开关。这两种方法学生非常熟悉，并能迅速地说明造成的原因是短路和断路。

接着，老师提出：除了以上两种方法之外，还有没有其他方法实现上述结果呢？同学们几乎都认为没有了。此时，老师做了一个演示，把一个灯泡换成了另外一个灯泡，此时一个灯泡发光，一个不亮。同学们提出应该要借助电压表进行尝试，通过测量，发现不亮灯泡的电压有示数，但是较小，学生立即想到应该是两个灯泡规格不同所造成的。接着，老师循着线索，让同学们分析两个灯泡规格有哪些特点，为什么会造成这样的结果？同学们进一步交流得出：串联电路电阻的分压特点：大电阻分大电压，小电阻分小电压，得出灯泡不亮的原因是由于电阻过小，所分电压过小， 导致灯泡的实际功率偏小，从而不能发光。

活动评析：一个看似再普通不过的灯泡不亮的问题分析，首先教师设计两个灯泡亮度不同，精巧地为后续研学设计伏笔，之后通过教师提供逐层递进式的研学问题展开驱动教学，把串联电路断路、短路故障复习包含其中之余，还将串联电路的特点，实际功率与额定功率的概念复习非常自然地融入问题之中，比直接提问电路断路、短路会造成什么结果显然更能驱使学生开拓思维，激发学生探知其中缘由，也更能培养学生将来在实际生活中运用物理知识解决问题的科学素养（物品不能发挥功效，不一定就是坏了，还可能是规格不合造成），充分让学生认识到物理科学解决问题的多样性，多变性。

片段3如图所示，师生通过描绘电流路径探讨了电表是否有示数的一个基本要求是电流能形成闭合回路，于是提出以下研学问题：灯泡L1断路后，电压表是否有示数？电流表是否有示数？请同学们表述自己的判断依据是什么？

学生活动：同学们在电路图中通过描绘电流的流经路径，发现电流可以流过电压表和电流表并形成闭合回路，很容易地完成了学案填空。但是对于电流表是否有示数的问题上，产生了明显的激烈争执，绝大部分同学认为电流表也有示数，只是示数比较小，甚至有的同学认为电流表只是会有一点颤动。而班里成绩最好的一位同学则坚持认为电流表没有示数。这使得全班同学都对老师讲述的问题感到疑惑。这时，老师提请同学们估算一下流经电流表的电流大小，再来确定这个问题：

3节电池的总电压约4.5V，电压表电阻约几千欧，小灯泡电阻约几欧至十几欧，电流表电阻约几欧，从而估算出流经电流表的电流约0.001A，对比电流表的最小刻度0.02A，因此一致达成了电流表有电流但是没有示数的结论，之后师生通过连接电路实际观察电流表偏转情况印证了以上推理。

活动评析：首先，师生共同探讨电流要求形成闭合回路是电表有示数的一个基本要求（培养物理观念——物理规律），并运用规律解决了电压表是否有示数这一问题（信息同化，形成科学思维），本来作为一个题目就已经达成了教学目的，但是教师又引入电流表是否有示数这个问题，这就使教学上升到了一

个全新高度，不可否认，可能很多高中教师对这个问题都不一定能给出准确的回答，学生的质疑也恰恰反映了这一点，可以说学生开始的分析是有很科学的道理的（示数较小，稍微振动一下），同学们也注意到电压表的电阻较大的问题，但是却不能科学地说出最终结果，这个教学情境的设计可以说非常有意义，也非常有研学价值（激发学生探究意识，培养科学态度和责任），通过教师提过线索，学生展开计算推理（培养科学思维和科学探究），最终得出最后结论并实操验证（体现物理科学育人价值）。这个教学环节很好地诠释了物理学中的一个普遍存在的规律：电表有示数——一定有电流通过形成闭合回路，但有电流通过形成闭合回路不一定电表有示数（教师并没有直白地点明这个问题，而是通过学生自我体验内化，这种润物细无声的教学可以影响学生的一生），这恰是物理规律应用的内涵和外延所产生诸多变化的妙趣所在。东北师大史宁中教授曾有一个著名的教学案例：1+3=4，但4不一定=1+3，在笔者看来这两者之间是否有一种一曲同工之妙呢？

三、研学问题式驱动教学的几点反思

1.结合内容特点，合理选择研学问题

采用研学问题式驱动教学，课题的选择是前提。对于容易掌握的描述性内容一般不采用研学问题式教学，对于某些特定情境选择采用则效果非常好。

（1）运用已知规律拓宽应用时。学生在已经熟悉、习得某一规律、定律、原理后，在新的条件下如何运用它去分析问题，解决问题？教师设计的研学问题必须以这些内容对已熟悉的方法进行有意义的改造为前提。

（2）内容的解决存在多样性，问题的答案存在多变性，方法的选取存在差异性时。学生对知识的理解、掌握最有效的措施是在运用中获取的，而最容易激发学生科学思维的途径也应在知识的实践中产生。研学问题应紧扣运用知识这个核心，并且要求学生应具备起码的基本知识，才能对新的知识领域展开探索。

2.研学探究过程的处理要做到“有控开放”

教学活动总是在一定的时间、空间中进行的，探究过程在时间上的先后序列构成了我们通常所说的教学程序。研学问题式驱动教学也应该特别注意每一个驱动程序设计的合理性，注意控制研学问题的广度与深度，即——有控开放。程序的设计包括教学活动顺序合理和教学内容顺序的合理。

一般的驱动教学活动顺序为：创设情境——提出问题——学生活动——点拨设索——完成活动——再次点拨设索——掌握应用。

教学内容顺序主要可以考虑逐层递进式（简——难），从已知到未知（因——果），从结论到条件（果——因）。

3.研学问题的驱动要体现学生的认知与心理冲突

孔子说：“不愤不发，不悱不发。”研学问题的创设以及点拨设索都要符合学生心理发展规律，说不到学生想知道而不能知道的时候就不要开导他，不到学生想说而又说不出来的时候就不要点化他。驱动式教学应时刻提醒我们老师“给多点时间给学生，再给多点时间给学生”，“润物细无声”式的教学才能迸发出学生思维的火花，才能使学生的认知水平获得螺旋式上升。

总的来说，开展研学问题式驱动教学，首先反映的是一个为师者的科学態度与责任，借助问题情境开展研学，是一种开放式的带有批判性的教学理念。在物理知识传授的接力赛中随时插入这样一段历程，把教师传授知识的态度感染给学生，灌输给学生，这不正是我们贯彻学科核心素养的初衷吗？

参考文献：

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[3]黎奇.新课程背景下的有效课堂教学策略[M].首都师大出版社，2006（4）.

[4]张菁.从“理论联系实践”看初中物理教学方法的创新[J].中学物理，2018（06）.