曹师川
摘 要:探究行之有效的教学法一直以来是教育者重点关注的课题。新时代背景下,问题教学法受到关注,实践证明其运用于教学是可行的。新政策规定各阶段教师应将核心素养培养视为教育核心要务,以问题教学法培养学生核心素养值得全体教师探究。物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科,高中物理教学必须注重核心素养培养,方可体现学科的教育价值。通过对物理核心素养内涵分析,本文认为问题教学法有助于激发学生求知欲望,有助于学生习得学习方法与实践运用知识。故此从掌握问题设计原则,强化学生探究意识;结合生活设计问题,培养学生核心素养;借助信息技术教学,引导学生自主质疑;缩小问题教学范围,贯彻以生为本思想四方面详细论述教学策略,进而结合策略做出持续优化问题设计、拓展问题设计空间、构建线上教育平台的反思。
关键词:设计问题;引导思考;高中物理;核心素养
新课标的出台与推行改革了传统教育现状,为教学工作的开展指明了方向。核心素养培养是课标重点强调的内容,将其贯穿于教育全程势在必行。问题教学法是以问题为指向引导学生逐层思考,是循序渐进开启学生思维空间的一种教学模式。物理学科具备知识量大、理论性、实验性与抽象性强的特点,以问题启发学生,与之建立互动桥梁,更符合学科教育特点,进而为核心素养培养夯实基础。因此,高中阶段物理教师应严把教育质量关,从学生学情出发设计问题,在一问一答、一来一往中帮助学生内化知识。
一、高中物理核心素养内涵
核心素养,是以学科能力为核心的综合素养,是新课标重点强调的教育项目,落实这一目标是全体教师亟须研究的课题。物理核心素养在不同阶段各有定义,根据《普通高中物理课程标准(2017版2020修订)》,高中物理核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个层面[1]。物理观念主要包括物质观念、能量观念及其应用等要素,是指从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识,是物理概念和规律等在头脑中的凝练与升华。科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素,是指从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式,是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化;是基于事实证据和科学推理对不同观念提出的质疑、批判,进而提出创造性见解的能力和品质。科学探究是指个体用以获取知识、领悟科学的思想观念和方法而进行的各种活动和能力,是物理核心素养的重要方面。科学态度与责任是在认识科学本质,理解科学、技术、社会、环境的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。其主要包括科学本质、科学态度、科学伦理等[2]。
二、问题教学法在培养学生物理核心素養中的作用
问题教学法,简单来讲就是将教材中的知识以问题的形式呈现出来,让学生结合问题思考、质疑、探究、总结的一种教学过程。在问题设计中,课堂成为学生主动求知的场地,不再是教师灌输知识的课堂。将其渗透至高中物理教学中,无疑是为学生提供了一个互动交流、合作思考、探索实践、发展自身的平台,使学生在后期学会思考,运用知识,掌握基本解决问题的能力并学会创造,潜移默化地提升其物理学科综合能力。宏观来讲,问题教学法在物理核心素养培养中的作用有三,但不限于此。
(一)问题教学有助于激发学生求知欲望
求知欲望是探究知识的前提,而主动探究知识正是培养学生核心素养的先决条件。高中物理知识学习难度较大,假设教师以理论讲解的方式,或难以引起学生的共鸣,而通过有趣的问题简化知识,引导学生逐层思考,反而可以激发学生的知识探究欲望。在学生主动学习的同时,恰好实现了新课标指出的以生为本理念。例如,在教学高一必修“摩擦力”时,教师可设计一些问题:摩擦力的大小和什么有关?同一物体的摩擦力会变吗?在问题设计中,实现了教师与学生地位的互换,使其主观能动地学习。在学生求知欲望的驱使下,教与学实现了契合。同时还能促使学生在主动探究中思维能力与创造能力迎来发展机遇。
(二)问题教学有助于学生习得学习方法
上述提到,核心素养是以学科能力为核心的综合素养,培养学生学科学习能力,正是为核心素养培养提供了可能性[3]。而问题教学法恰好有助于学生习得学习方法,对于其物理核心素养的提升大有裨益。具体来讲,在问题引导中,学生可以逐步掌握每一节知识的重难点,进而有效整理归纳,形成系统性学习知识的能力。同时,在问题的作用下,学生的学习思路更加清晰,目标更加明确,过程更加严谨,实践技能更强。久而久之,学生物理学科的学习能力在问题的指导中逐步提升。习得学习能力,不仅有助于学生掌握教材中的知识,还能促使其课外知识中掌握相关技能,为更好地学习物理打下地基。在有效的学习方法支撑下,学生的核心素养也会不断提升。
(三)问题教学法有助于学生实践运用知识
学习的目的并非是将教材知识刻进脑子,而是通过内化之后可以有效运用,用知识解决现实世界存在的问题,这就强调了学以致用的重要性。培养学生核心素养,仅要求其掌握知识远远不够,而是要求其将这些知识践行于生活,在运用中强化学科素养。问题教学法可以打开学生实践运用知识的途径,是落实这一目标的关键所在。问题可以帮助学生理清知识,总结与归纳其中的规律,这些规律与生活中的万事万物息息相关。学生在规律总结中,会下意识地将其融入生活理解,或在实验中思考分析[4]。在理论与实践结合中,学生的知识内化与运用空间更广,能力也会随之提升。长此以往,学生在物理学习中,实践运用知识的习惯会逐步养成。
三、问题教学法在培养高中生物理核心素养中的实践运用
上述对问题教学法在高中生物理核心素养培养中的作用展开了分析,可见在高中物理教学中运用这一教学法具有有效性与可行性。为落实学生核心素养培养目标,本文以人教版高中物理教材为例详细论述如何有效运用问题教学法,希望对全体教师有参考价值。
(一)掌握问题设计原则,强化学生探究意识
掌握问题设计原则,以原则为导向创设问题,才能体现这一教学法在核心素养培养中的积极作用。尤其是高中学生,具备独立思考能力,教师应围绕学生学情设计问题,使其在问题中掌握物理学习技能,更好地体验学习过程,树立正确学习观念。一般来讲,教师应遵循两项基本原则:第一,问题设计应遵循科学性与合理性原则。部分教师受到传统应试教育思想禁锢,教学中多以知识掌握为准,对学生其他方面的能力缺乏关注。问题教学法需要改变这一思路,尝试从不同角度设计问题,确保教育对于学生的知识掌握、能力与综合素质均有助益,才能充分发挥问题教学法的意义与价值[5]。第二,问题设计应遵循循序渐进的原则。即问题应从简单到复杂,使学生逐层掌握物理知识,为其内化与运用夺取优势。或鼓励学生自发提出问题,结合自己的问题探究实践。
例如,在教学高一必修第二册“抛体运动的规律”时,其中涉及“平抛运动”这一知识。教师要想借助问题培养学生核心素养,必须遵循上述提及的两项基本原则。即问题需具备科学性、合理性与递进性特点,只有如此,才能使学生在问题中完成学习。关于这节知识,提问应借助实物情境,使学生直观地理解知识,进而走进知识。如:教师准备一个篮球与气球,先抛出篮球,让学生观察篮球在空中的运动形态;再抛出气球,让学生继续观察气球在空中的运动形态。在展示之后,提问:篮球与气球在空中的运动有何不同?气球为何难以抛出?篮球在空中是否存在阻力?如果有阻力,如何精准计算?在情境展示与问题引导中,由学生总结与概括平抛运动的概念,再结合教材给出的概念深入理解。同时,设计课后作业,要求学生实践展示,总结基本规律。如此既能帮助学生掌握本节知识,又能养成其后期践行知识的习惯,周而复始,学生的核心素养将会在探究、总结与实践中得到发展。
(二)结合生活设计問题,培养学生核心素养
观察生活不难发现,其中存在丰富多样的物理现象,如电学方面,电饭锅煮饭是将电能转化为内能、排气扇将电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换等。又如力学方面,菜刀通常是刀刃薄,刀背厚,是为了增大压强,减少受力面积、火铲送煤时,是利用煤的惯性将其送入火炉[6]。这些知识都是学生学习物理需要掌握的基本内容。教师根据生活中常见的现象开展教学,既能提升学生的物理学习积极性,又能使其主动观察生活中的物理现象,如此对于培养其物理观念、科学思维等素养做出了巨大贡献。结合生活设计问题,教师应从两方面展开探究:第一,将生活中的现象与教材知识相互关联,打通学生的学习与积累、实践与运用关节。第二,在提问题的同时,应在适当时机引导学生将生活中的知识融入教材理解,或将教材中的知识渗透生活。陶行知指出了“生活即教育”的思想,足以证明生活在教学中的重要性。
例如,在教学高一必修第一册“摩擦力”时,教师可以从路面状况展开,使学生分析摩擦力相关概念。可以提问:人在干净的路面、洒水的路面、积雪结冰的路面上行走,哪一种路况更容易摔跤?车辆在积雪路段行使会打滑,是什么原因造成的?如何避免车辆打滑,在雪天正常行驶?假设同学们走在结冰路面,如何避免摔跤?这些都是生活中常见的现象,尤其是东北地区,寒冷的冬季如何加大与地面的摩擦是一个值得研究的课题。将教材知识与生活结合起来,可以帮助学生将掌握的物理知识运用于实践中,解决一些生活中的难题。同时在生活情境创设中,教师还应结合摩擦力知识渗透牛顿力学定律更多知识,以此丰富学生思考空间。或者将学生置于课堂主体地位,由学生在课前预习,自主提出问题,结合问题主动探索。在课堂教学中,教师鼓励学生将自己的学习过程小组合作讲出来,随机邀请几名学生上台讲解。在师生地位转换中,树立学生正确学习观念,强化学科核心素养。
(三)借助信息技术教学,引导学生自主质疑
信息技术的发展为教育工作的开展带来了优势,现阶段,信息技术已在教学中普及,体现了新时代教育的先进性、开放性与全面性优势。在高中物理教学中,教师应借助信息技术资源,实现学科融合教育,拓展学生质疑空间。如物理与数学的融合、物理与化学的融合等。多媒体是集音频、视频、文字、图像一体化教学的信息设备,以此为载体可以增强学科融合教育的实效性,进而最大化发挥问题教学法在物理学科中的教育优势,实现核心素养培养目标。物理知识与数学关联较多,如带电粒子在有界磁场中的运动类问题,物体的变力分析经常要用到相似的三角形法、作图法等,与圆有关的几何知识在力学部分和电学部分的解题中均有应用[7]。
例如,在教学高一必修第三册“带电粒子在电场中的运动”时,教师借助线上精品课件制作PPT,将本节知识与数学内容关联起来,进而发出提问,使学生核心素养在物理与数学的结合中实现培养。同时借助多媒体技术展示大型粒子对撞机,并引导学生尝试运用数学中学到的作图法绘制对撞机图形。此时教师结合媒体展示引导学生设计问题:带电粒子在电场中受到哪些力的作用?带电粒子在电场中运动时,电场力对粒子的运动有什么效果?带电粒子在均强电场中运动有什么特点?在问题引导下,学生可以思考带电粒子在电场中运动的条件,围绕其主动提出疑问。同时,自主搜集相关的知识点,如物理中的圆周运动,数学中的直线与圆、圆与圆的位置等相关知识。在丰富知识的堆积中,对于本节内容展开提问,并结合自己的提问做出假设、思考、分析与总结。整个过程对于培养学生的科学思维、科学探究与科学态度具有较大意义,是辅助核心素养培养目标落地的根本。
(四)缩小问题教学范围,贯彻以生为本思想
传统大班教学面向整体学生,教育缺乏针对性。问题教学法虽然在教学中有较大的影响力,但是笼统提问,也难以充分发挥问题教学的优势,或导致核心素养培养陷入窘境。因此高中物理教师在实践教学中,应尝试整体教学与因材施教相结合,提升问题教学法的教育价值[8]。新课标要求教育应贯彻以生为本思想,即教师将学生视为核心地位,例如,将学生划分为不同的小组,围绕小组学生设计问题,缩小问题指导范围,提高学生课堂参与感。在小组合作学习中,教师除了设计基本的问题,还应倡导各组自由组织实践性活动,在活动中内化与理解知识,在运用中提升学生综合能力。如何以小组为单位设计问题,构建高效课堂,接下来笔者以高一必修第二册“机械能守恒定律”为例。
在课堂初始阶段,教师可以提出几个问题,由小组学生自主选择问题。随即借助多媒体展示课件,让学生清晰直观地感受能量守恒原理和运动轨迹。接下来小组合作讨论知识,在资源共享与经验互换中开发学生思维空间。在小组合作学习过程中,教师则做好监督与记录,掌握每组学生的实际情况,在作业设计或课后练习中,重点围绕学生尚未完全掌握的知识点为主。合作讨论之后,由小组长汇报小组选择的问题与学习成果,教师则结合成果做出总结。如此一来,可以有效提升教学的针对性。实践活动是辅助学生理解理论知识的关键,是培养学生核心素养的基础。教师应鼓励小组课后合作实践,准备细线、小球、弹簧振子、铁架台等材料,在反复实践中总结成果,内化理论知识。学生在实践过程中,可以根据实践过程提出问题,并结合线上资源、教辅资料进一步掌握。为激发学生的实践兴趣,教师可以结合各组的实践成果做出评选,对于表现较好的小组进行嘉奖。小组学习弥补了大班教学的不足,提高了学生的参与感与主动性,为核心素养培养奠定了基础。
四、问题教学法在高中生物理核心素养培养中的实践反思
问题教学法在物理教学中的运用成果较为理想,将其贯穿于教学是培养学生核心素养的根本条件。但是教学方法并非一劳永逸,需要教师在教学中结合实际情况改进,确保教育满足学生的学习需求,符合新时代教育要求。为确保问题教学法在高中物理教学中发光发亮,辅助教学取得理想化成果,笔者从三方面进行反思:
(一)持续优化问题设计
问题教学法在高中物理教学中的运用需要教师定期反思教学成果,总结教学中存在的问题,并以问题为导向及时改进,确保问题教学法在核心素养培養中具备导向性作用。学生作为学习主体,在问题教学法运用过程中,应对于自己的课堂表现做出评价,同时对于教师的教学做出评价,分析问题教学法在课堂中运用的基本情况,在师生信息反馈中,问题教学法存在的弊端一目了然,改革方向更加明确。物理学科具备实践性特点,教师在问题优化过程中,应注重问题与教材知识、与学生学情之间相互协调,实现教师、学生与教材相互融合。持续优化问题教学法可以确保学生核心素养培养目标逐步落实,并为提升课堂教学实效性夯实基础。因此现阶段高中教师在后期教学中,应深入钻研问题教学法,或建构教学专题研究组,以问题教学法为对象,整合教师教学力量,为更好地实施教学保驾护航。
(二)拓展问题教学空间
问题教学法重在引导学生理清学习思路,建构知识框架,习得学习能力等,因此不能局限于课堂,而是要渗透至教学方方面面。如在理论教学中,教师可以借助提问、互动等方式,与学生展开交流,使其在思考中内化与理解知识;在实践教学中,教师应结合具体过程渗透一些问题,帮助学生在问题中更好地完成实践,实现理论与实践的统一;在日常生活中,教师在观察到一些物理现象时,应面向学生展开提问,使其将掌握的知识运用于实际生活中,在实践运用中强化其核心素养。韩愈说“道之所存,师之所存也”。即道理存在的地方,就是教师存在的地方。换言之,任何可以发出提问的现象或场景,都是教育的实践平台。尤其是对于知识积累关键阶段的高中生而言,教师应不断拓展问题教学空间,开辟育人新路径。
(三)构建线上教育平台
线上教育平台弥补了线下教学课时的不足,为学生钻研新知识提供了资源。在问题教学法运用中,教师应借助线上平台育人优势,与学生实时互动,传递一些物理常识,丰富学生知识储备。举例来讲,教师可以构建公众号,每周发布一些教材上没有的物理知识,并引导学生主动探究,借助掌握的知识攻克新知识,潜移默化地培养学生的学科学习能力,为核心素养培养提供保障。学生可以围绕教师发布的知识提问,并借助线上资源解答,与同学交换意见,在思维碰撞中开发学生智力空间。线上教育资源丰富,教学途径广泛,可辅助问题教学法顺利进行,协助核心素养培养目标有效落地。
结束语
综上所述,问题教学法的实践运用足以证明其在核心素养培养中的重要性。在高中物理教学中,教师应站好教育岗位,探究与学生学情相符的问题设计模式与内容,力求在核心素养培养中体现该教学法的育人作用。同时,不同学校教育现状各有差异,教师需要结合本校实际情况实施教学。
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