核心素养背景下高中物理问题导学教学研究

蒋贵明

摘  要：新时期的物理教学改革更注重培养学生的物理核心素养。同时，课程改革要求教师在核心素养培养背景下改进传统教学模式。问题导学教学是一种以学生为本、以问题为主线的教学模式，便于学生在解决问题的过程中培养物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等，建立良好的物理认知，提高核心素养发展水平。基于此，文章对问题导学教学及核心素养背景下高中物理问题导学教学策略进行深入研究。

关键词：高中物理；核心素养；问题导学教学

传统的物理教学模式大多数是教师讲、学生听。在传统教学模式中，教师教得累，学生学得苦，物理教学效果不理想。课程改革倡导教学以学生为本，要求教师改进传统的教学模式。《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《标准》）在课程结构中指出，注重物理课程对立德树人根本任务的落实，切实将物理学科核心素养的培养贯穿在物理课程的设计和实施中。同时，《标准》在基本理念中提出，引导学生自主学习，提倡教学方式多样化。在《标准》的指引下，高中物理教师可以实践以生为本的教学模式——问题导学教学。

一、问题导学教学概述

问题导学教学是一种以生为本，以问题为主线，以师生、生生互动为主的具有探究性的教学模式。整个教学模式是以问题为媒介，驱动学生自主、合作地探究和解决问题。在解决问题的过程中，学生可以发挥主观能动性，由表及里、层层递进，从问题到知识，从知识到生活，由浅入深地建立认知，发展物理核心素养。学生也会因此产生学习兴趣，主动投身物理学习活动中，有利于提高核心素养发展水平。

问题导学教学的基本结构是“创设问题情境—引发学生思考—推动学生交流—迁移应用知识—随堂总结归纳”。高中物理教师在开展问题导学教学时应当遵循适宜的原则，以其基本结构为依托，联系具体的教学内容，使用恰当的策略引导学生与问题互动，促进学生获得良好发展。

二、问题导学教学的实施原则

1. 民主和谐原则

问题导学教学注重让学生由始至终地参与教学。学习兴趣是学生参与教学活动的动力和保障。师生关系、教学环境是影响学生学习兴趣的关键因素。在实施问题导学教学时，教师应当遵循民主和谐原则，在尊重学生的学习主体性的基础上，平等地与学生互动，引导学生大胆猜想、探究，营造轻松、自由的教学环境，潜移默化地让学生产生学习兴趣。

2. 启发探究原则

物理课程改革主张引导学生自主、合作、探究。问题是学生自主、合作、探究的“驱动者”。在实施问题导学教学时，教师应当遵循启发探究原则，剖析教学内容和学生学习情况，精心设计具有启发性和探究性的问题。在课堂上，教师应当根据学生的学习表现，把握时机提出探究性问题，启发学生自主、合作地体验探究活动。

3. 面向全体原则

物理课程改革强调面向全体学生，让每名学生获得应有的发展。学生是问题导学教学的参与主体。教师应当遵循面向全体原则，尊重所有学生的学习情况和学习差异，精心设计难度不同的问题。在课堂上，教师可以采用分层教学法，面向不同的学生提出不同的问题，确保每名学生都能获得探究的机会。通过不断探究，每名学生都会“跳一跳，摘到桃子”，进一步提高自身发展水平，为实现全面发展奠定坚实的基础。

4. 思维发展原则

问题是学生活跃思维的起点，也是学生发展思维能力的助力。在缺乏思維积极性的情况下，学生很难有效地探究、解决问题。在实施问题导学教学时，教师应当遵循思维发展原则，依据学生的思维发展水平和具体教学内容精心设计问题、提出问题，让学生在产生思维积极性的同时，沉浸在良好的问题解决氛围中，始终发挥思维作用解决问题，顺其自然地串联知识，建构知识结构，同时发展学生的科学思维能力。

三、问题导学教学的实施策略

下面以人教版《普通高中教科书·物理》必修第二册“万有引力定律”这节课为例，在遵循民主和谐原则、启发探究原则、面向全体原则和思维发展原则的基础上实施问题导学教学。

1. 创设问题情境

创设问题情境是物理问题导学教学的第一步，是教师根据教学需要，有目的、有意识地创设相应的教学情境，促使学生质疑问难。有效的问题情境具有趣味性和探究性，容易激发学生的探究兴趣。学生在体验问题情境的过程中会活跃思维，走进物理课堂，主动获取知识。

例如，在教学“万有引力定律”这节课时，教师可以在电子白板上播放微视频“牛顿的苹果”。当学生看到苹果砸在牛顿头上时，教师可以扮演牛顿这一角色，露出疑惑的表情，发出疑问：为什么苹果会从树上掉下来？砸到头后，这个苹果为什么会落到地上？实际上，在体验生活的过程中，大部分学生早已了解了“牛顿的苹果”这一故事背后的科学道理。在体验问题情境时，学生会迁移已有认知，轻松地联想到万有引力。基于此，教师可以引导学生思考：通过学习地理知识，我们知道太阳系中的八大行星均在各自的椭圆轨道上绕太阳运动，八大行星可以脱离太阳吗？太阳与行星之间的引力与哪些因素有关？学生会开放思维，站在物理学角度分析、探究物质的运动与相互作用，解决问题的同时发展物理观念。当学生提及万有引力时，教师可以追问：怎样推断太阳与八大行星之间万有引力的大小？大部分学生会陷入迷茫状态。教师可以趁机引导学生回归微视频，与学生一起经历牛顿发现万有引力定律的思维过程。

2. 引发学生思考

引发学生思考是物理问题导学教学的第二步，贯穿教学始终。学生在不断思考的过程中，会逐步走进物理课堂深处，有利于激发课堂学习兴趣。问题串是一组有关联的问题，是问题导学教学的重要构成。有效的问题串可以使学生获得思考机会。为此，教师应当围绕重点和难点内容设计、提出问题串。

例如，“万有引力定律”这节课的重点内容之一是月球与地球、太阳与地球之间的吸引力。教师可以先演示实验：将一个空心塑料球放在自己的头顶上，静止地松开手，让空心塑料球下落。当学生观察小球运动时，教师可以提出以下问题串：（1）为什么这个空心塑料球会落在老师的脚下？而不是落在其他学生的脚下？（2）在空心塑料球下落的过程中，其所受到的重力是怎样产生的？（3）地球对空心塑料球产生了作用力，这种作用力与太阳、八大行星之间的作用力是一样的吗？有什么关系？倘若是同一性质的作用力，那么依据万有引力公式可以知道，当物体距离地球表面越远时，地球对物体的吸引力越小。联想一下我们的爬山经历，从山脚到山顶的过程是不是地球对我们的作用力减小的过程？

学生会自觉进行头脑风暴，从不同角度分析、解决问题，锻炼科学思维能力，同时发现地球与其他事物之间有一种相互作用力，并主动提出疑问：地球与月亮、地球与太阳、地球与地球表面附近物体之间的运动规律是否相同？教师可以趁机组织检验活动，继续提出问题：将两个物体分别放在月球所在的轨道和地球表面上，它们所受到的吸引力之间有怎样的关系？在月球所在的轨道处的重力加速和在地球表面附近的重力加速度之间是什么关系？在问题的驱动下，学生始终保持思考的积极性，通过解决问题来掌握重点内容，提高科学思维发展水平。

3. 推动学生交流

推动学生交流是物理问题导学教学的重头戏，也是学生解决问题的重要方式。受物理认知水平、学习能力、学习兴趣等因素的影响，不同学生建构了不同水平的物理认知。在不同认知水平的作用下，学生会互帮互助地解决物理问题。教师应当在尊重学生认知差异的基础上提出问题和任务，推动学生交流。

例如，在教学“引力常量”这一知识点时，教师可以在电子白板上播放卡文迪什实验，重点展现扭秤装置构造。基于此，教师提出问题：（1）对比现代科学所测的G值和卡文迪什实验测得的G值，想一想卡文迪什实验所测得的G值有哪些妙处？（2）对万有引力常量的测量有什么实际意义？同时，教师可以提出交流任务：与小组成员一起解决这两个问题。学生获得合作探究机会。在探究的过程中，小组中的部分成员彰显自身的认知优势，逻辑清晰地分析问题、归纳答案。其他小组成员在认真倾听的过程中提出不同的看法，碰撞出思维的火花，建立一定的认知，同时提高科学思维发展水平。教师则可以在小组解决问题后组织讲评活动，帮助学生完善认知。

4. 迁移应用知识

迁移应用知识是物理问题导学的第四个环节，是学生在真实情境中迁移应用所学知识解决问题的环节。解决真实情境中的问题是学生查漏补缺、强化物理认知的途径。同时，学生在解决问题的过程中了解物理与生活之间的密切关系，便于形成科学态度与责任。为此，教师应当关注学生的课堂学习情况，创设真实情境，引导学生解决问题。

例如，在学生了解了“万有引力定律”“引力常量”等内容后，教师可以让同桌二人背靠背地站立，前后进行三次靠拢、分开。在学生体验以后，教师可以引导他们判断有没有感受到万有引力。学生普遍反映没有感受到万有引力。此时，教师趁机提出问题：（1）如果同桌二人的体重都是50 kg。在两人相距1 m的情况下，他们之间的万有引力有多大？（2）地球表面的重力加速度是9.8 m / s2，其中一人所受到的重力是多少？学生会积极思考，联想课堂学习内容，列出算式进行运算，得出正确结果。同时，学生会意识到：任何物体之间都存在万有引力，当物体之间的万有引力很小时，可以忽略；但是物体和地球之间的万有引力很大，是不能忽略的。

5. 随堂归纳总结

随堂归纳总结是物理问题导学教学的收束环节，是学生深化认知的环节。在参与问题导学教学的过程中，学生不断解决物理问题，逐步认知了不同的物理知识点，锻炼了科学思维能力，发展了物理观念。教师应当从知识、方法、能力等方面入手提出问题，为学生指明归纳总结的方向。

例如，在“万有引力定律”课堂教学的最后环节，教师可以引导学生思考：这节课涉及了哪些知识点？你是怎样获取这些知识点的？在获取每个知识点的过程中，你解决了哪些问题？是如何解决这些问题的？你有没有遇到一些学习问题？学完这节课，你有哪些疑惑？这样的问题很容易调动学生的思维积极性。大部分学生会在脑海中回想整节课的学习过程，梳理每个知识点及其探究方法。当自主归纳总结后，有学生明确了自己的学习所得，同时发现了自己的学习漏洞。教师可以搭建平台，鼓励学生描述学习漏洞，同时指导其他学生发挥自身的认知优势，有针对性地讲述相关的知识点和学习方法。最后，教师可以从整体角度建立思维导图，系统展现本节课的知识点和学习方法，助力学生建构较为完善、系统的知识结构。

四、問题导学教学的反思

1. 问题导学教学可以助力教师转变传统的教学观念

在传统的物理教学中，部分教师秉持为人师者的教学观念，将教学权力掌握在自己手中，单向地向学生灌输知识，影响了学生建立深刻的认知。而在实施问题导学教学的过程中，教师可以真正地将学生作为教学主体，以学生的发展为起始点和落脚点，灵活地将问题贯穿教学始终，促使学生不断分析、探究，掌握学习内容，发展核心素养。

2. 问题导学教学可以重塑过程和结果的关系

过程和结果的关系实际上是知识、方法、能力、素养的关系。传统的物理教学重知识，轻方法、能力、素养。而问题导学教学为学生提供了探究知识的机会。在探究知识的过程中，学生会积极思考，迁移已有认知，发展多种能力，运用适宜的知识、方法等解决问题，由此深刻地理解知识，达到掌握方法、锻炼能力、发展素养的目标。

在经历高中物理问题导学教学研究后，物理的教与学发生了显著的变化，物理教学质量也因此得到提高。在新课程理念的指引下，高中物理教师可以将问题导学教学作为教学工具，遵循民主和谐原则、启发探究原则、面向全体原则、思维发展原则，结合具体教学内容，沿着“创设问题情境—引发学生思考—推动学生交流—迁移应用知识—随堂总结归纳”这一过程，驱动学生不断分析、解决问题，使学生在掌握学习主动权的同时理解知识，获取方法，锻炼能力，发展核心素养。

参考文献：

［1］翟长海. “问题导学式”教学模式在高中物理教学中的实践研究［J］. 高考，2023（10）：24-27.

［2］王永威. 问题导学教学模式在高中物理教学中的实践研究：以石河子市某中学为例［D］. 石河子：石河子大学，2022.