芻議高三物理教學(xué)核心問題的解決與創(chuàng)新

李紅+楊俊

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)既是教育教學(xué)研究的熱點(diǎn)，也是高三物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以高三物理復(fù)習(xí)課“勻速圓周運(yùn)動”的教學(xué)為例，從學(xué)科角度討論核心素養(yǎng)中文化修養(yǎng)之一——“問題解決與創(chuàng)新”的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高三物理教學(xué)；核心問題；問題解決與創(chuàng)新

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）5-0028-4

1 核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與意義

1.1 學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系

此次基礎(chǔ)教育課程改革的教學(xué)目標(biāo)包括“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”。2015年4月教育部組織的相關(guān)課題“我國基礎(chǔ)教育和高等教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)總體框架研究項目”研究成果[1]提出“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系”的總框架包括三個領(lǐng)域、十項指標(biāo)，具體如圖1所示。

1.2 高中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與意義

2015年4月教育部課題“我國基礎(chǔ)教育和高等教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)總體框架研究項目”研究成果中還提出高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，共四個維度：物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任（如圖2所示）。[2]

其中的“科學(xué)思維”主要指高中物理中重要的思維方法，包括建模的思想、理想化方法、分析綜合、抽象概括、批判性思維、推理論證等思維與方法。在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下，既要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，又要挖掘?qū)W生潛力，從而培養(yǎng)物理學(xué)科的拔尖創(chuàng)新人才。

2 高三物理教與學(xué)的困惑與解決

2.1 高三學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

高三學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中存在不少的問題，具體表現(xiàn)如下：（1）學(xué)習(xí)沒有內(nèi)驅(qū)力。學(xué)生對高三所復(fù)習(xí)的物理知識、公式、實(shí)驗和規(guī)律等內(nèi)容，大多是似曾相識或似是而非，但他們卻自以為自己真正弄懂了，從而導(dǎo)致學(xué)生對高三物理的復(fù)習(xí)失去新鮮感。（2）課堂上似懂非懂。高三學(xué)生在物理課堂上精神狀態(tài)不佳，不積極發(fā)言，同學(xué)間不積極探討，當(dāng)然更不會主動提出問題，致使課堂氣氛壓抑、沉悶，課堂效率不高。（3）反復(fù)講和講反復(fù)。高三學(xué)生在課堂上的普遍現(xiàn)象是邊做作業(yè)邊聽課，課堂中師生互動較少，學(xué)生的參與度較低，導(dǎo)致高三物理課堂的有效性較低，從而自然出現(xiàn)了老師反復(fù)講和講反復(fù)而學(xué)生仍然掌握不了的現(xiàn)象。（4）重難題而忽基礎(chǔ)。高三學(xué)生誤認(rèn)為高三復(fù)習(xí)就是一味做題，特別是對所謂的有技巧性的好題，對重點(diǎn)題和難題更感興趣，而恰好忽略了基礎(chǔ)知識，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)不扎實(shí)，基本能力不夠。

2.2 高三物理教師的困惑

學(xué)生在課堂上一聽就懂，一看就會，而實(shí)踐中卻經(jīng)常出錯。這就讓老師感到困惑：物理課標(biāo)、物理教材、高考考題三者間到底存在怎樣的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，物理知識與學(xué)生所做過的試題怎樣才能有機(jī)融合并形成能力。具體表述如下：（1）復(fù)習(xí)課應(yīng)該如何推陳出新。高三物理教學(xué)中，教師應(yīng)如何處理基本概念、公式及實(shí)驗、規(guī)律和習(xí)題的關(guān)系，才能讓高三復(fù)習(xí)真正做到既推陳出新地復(fù)習(xí)了舊知識，又夯實(shí)了學(xué)生的基礎(chǔ)。（2）如何有效提升學(xué)生的能力。教師如何創(chuàng)新習(xí)題課的教法和學(xué)法，才能經(jīng)過教師示范和引導(dǎo)與學(xué)生的糾錯和升華將規(guī)范書寫、解題技巧和方法、計算能力等轉(zhuǎn)化為學(xué)生的綜合能力。（3）經(jīng)典題的改編或原創(chuàng)。教師如何深入仔細(xì)研究課本、考試說明和考綱，特別是它們的一些細(xì)微變化，精選、改編甚至原創(chuàng)出一些既源于課本又高于課本，當(dāng)然也不會超綱的經(jīng)典試題。（4）好題如何講透和學(xué)好。教師怎樣才能通過對這些典型試題的有效教學(xué)和分層教學(xué)以及深入探究，并帶著問題讓學(xué)生真正回歸課本、舉一反三，更重要的是激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)驅(qū)力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們探究和創(chuàng)新問題的能力。

2.3 滿足學(xué)生需求是激活高三物理課堂的關(guān)鍵

要想激活課堂讓課堂高效，教師課前進(jìn)行充分備課顯得尤為重要，一個學(xué)者型教師教學(xué)工作的時間分配大致為——備課：上課：改作業(yè) = 3：1：1，[3]教師備課著重從“備課標(biāo)和考綱”“備教材和作業(yè)”“備學(xué)生和教師”“備教法和學(xué)法”“備課前、課堂和課后”五個維度，有順序、分層次進(jìn)行展開，老師在教學(xué)工作中才能真正做到以學(xué)生為中心。

（1）高三課堂中老師首先要激活學(xué)生的狀態(tài)

如何讓學(xué)生在課堂上真正做到精神投入、動手、動腦，需要教師重點(diǎn)思考“是否真正有效地幫助了學(xué)生” 這一問題。

（2）高三物理教學(xué)的三個基點(diǎn)

以人文關(guān)懷和科學(xué)管理相結(jié)合有效組織課堂，以有效提問和問題創(chuàng)新為線索貫穿課堂，以問題解決和思維碰撞及滿足學(xué)生需求為標(biāo)志激活課堂。

（3）學(xué)生需求是高三物理課堂教學(xué)的靈魂

經(jīng)過課前的充分備課和課中教法與學(xué)法的合理運(yùn)用，教師才能真正知道、解決和滿足不同層次的學(xué)生：從問題到問題的需求——刺激；解決問題的過程性需求——愉悅；問題解決好了后的結(jié)果性需求——成功。換句話說在高三教學(xué)中，教師處理好了不同層次學(xué)生的階梯式需求（見圖3），我們的物理課堂才算得上是高效課堂。

3 高三物理課堂教學(xué)核心問題的確定、解決與創(chuàng)新策略

高三物理教學(xué)要求老師要緊密結(jié)合課本和課標(biāo)、考綱和考題，設(shè)計出源于教材又高于教材的問題與試題，驅(qū)動學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和加強(qiáng)對學(xué)生能力的培養(yǎng)。

3.1 課堂核心問題的內(nèi)涵

課堂核心問題是串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容主線和老師教法以及學(xué)生學(xué)習(xí)活動的重要內(nèi)容，起著統(tǒng)領(lǐng)課堂教學(xué)的關(guān)鍵作用。一節(jié)高效課堂必須有核心問題的有效支撐，才能既夯實(shí)了物理基礎(chǔ)，又突出了學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和突破了難點(diǎn)，同時也促進(jìn)了學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.2 經(jīng)過教師課前的深入研究和信息反饋確定課堂的核心問題

教師課前的深入研究包括：考綱研究、考題研究、教材研究、學(xué)生研究和生成研究，結(jié)合學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)暴露的問題和課標(biāo)及教學(xué)目標(biāo)的要求，準(zhǔn)確確定出本節(jié)課的核心問題。

以“圓周運(yùn)動”為例，高考考綱的要求是勻速圓周運(yùn)動的向心力是Ⅱ級要求。考綱要求的變化是角速度、線速度、向心力加速度由原來的Ⅱ級要求降為了Ⅰ級要求，這種變化突出了向心力的核心地位。教師根據(jù)考綱的變化，有針對性地設(shè)計本節(jié)課上課之前學(xué)生需要完成的自主學(xué)習(xí)單，再通過對學(xué)生完成后的自主學(xué)習(xí)單的分析，得出新課講授所需要解決的核心問題。

3.3 課堂核心問題的沖突性設(shè)計能使問題有效解決

教師要認(rèn)真體會教材知識的邏輯順序，設(shè)計出一條問題主線，使知識以問題為載體而呈現(xiàn)。設(shè)計的問題同時要與學(xué)生的潛意識認(rèn)知相碰撞，才會對學(xué)生造成極大的沖擊與震撼，學(xué)生不得不深入思考其中的差異和產(chǎn)生的原因，從而順利解決了問題。

比如，講解“圓周運(yùn)動的向心力”的概念時設(shè)計的問題有：

問題1：物體所受的合外力就是物體的向心力嗎？

提出這個問題時，很多高三同學(xué)都直接回答“是”，這是學(xué)生認(rèn)知中非常容易犯的一個錯誤。出現(xiàn)這個問題的原因是因為同學(xué)們在解決圓周運(yùn)動實(shí)例時，很多時候都是用F=F列方程，所以同學(xué)們覺得合外力就是物體所需要的向心力。

問題2：請對教材中涉及的物體進(jìn)行受力分析，指出什么力提供向心力？

引導(dǎo)同學(xué)們對教材中涉及到的實(shí)例進(jìn)行受力分析時，同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)物體在做豎直方向圓周運(yùn)動時，并不是在每個位置的合力都提供向心力，這就與同學(xué)們的原有認(rèn)知產(chǎn)生了沖突，在解決問題沖突的過程中，學(xué)生形成了新的認(rèn)知：在解決變速圓周運(yùn)動問題時，我們關(guān)注的往往是某些特殊的點(diǎn)，比如最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。

問題3：在解決圓周運(yùn)動的具體問題時，怎樣進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析和列出正確的方程。

解決了前面兩個問題，第3個問題的提出既升華了前面的問題，又創(chuàng)設(shè)了新的問題沖突，讓學(xué)生對自己原有認(rèn)知中的錯誤進(jìn)行重新審視，從而形成新的認(rèn)知。

【例】 對“圓周運(yùn)動”的合外力與向心力關(guān)系的建議如下：

（1）【產(chǎn)生問題沖突】

關(guān)于向心力的下列說法中正確的是（ AD ）

A.向心力不改變做圓周運(yùn)動物體速度的大小

B.做勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力是不變的

C.做圓周運(yùn)動的物體，所受合力一定等于向心力

D.做勻速圓周運(yùn)動的物體，一定是所受的合外力充當(dāng)向心力

（2）【新的問題沖突】

如圖4所示，小物塊從半球形碗邊的a點(diǎn)下滑到b點(diǎn)，碗內(nèi)壁粗糙。物塊下滑過程中速率不變，下列說法中正確的是（ C ）

A.物塊下滑過程中，所受的合力為零

B.物塊下滑過程中，所受的合力越來越大

C.物塊下滑過程中，加速度的大小不變，方向時刻在變

D.物塊下滑過程中，物體處于平衡狀態(tài)

（3）【沖突的解決】

筆者的教學(xué)建議如圖5所示。

4 問題的創(chuàng)新性設(shè)計能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

由于學(xué)生已經(jīng)對所要學(xué)習(xí)的知識有了一定程度的掌握，課堂上提出的問題要對學(xué)生思維有一定的挑戰(zhàn)性，從而增加學(xué)生的新鮮感。通過學(xué)生的展示和老師的點(diǎn)撥及師生的互動，實(shí)現(xiàn)問題的解決與反思、知識和方法的積累、習(xí)慣的養(yǎng)成，最終激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

比如，“圓周運(yùn)動”教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計：從考綱要求出發(fā)，找到高考對學(xué)生要求的落腳點(diǎn)。采用問題驅(qū)動的方式，通過問題與問題之間的內(nèi)在關(guān)系，利用課堂不斷動態(tài)生成的新問題與解決，達(dá)到課堂教學(xué)環(huán)環(huán)相扣、環(huán)環(huán)相生的目的。具體的教學(xué)流程和內(nèi)容如圖6所示。

以上僅是筆者對物理核心素養(yǎng)中的學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)之一——“問題的解決與創(chuàng)新”所做的一點(diǎn)初步探索和粗淺認(rèn)識。筆者認(rèn)為， 依據(jù)高中物理核心素養(yǎng)體系，國家即將頒布新《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，并重新編寫修訂高中物理教材和面臨新的高考模式，新的課程標(biāo)準(zhǔn)和教育理念要求我們一線教學(xué)工作者，必須與時俱進(jìn)地進(jìn)行教學(xué)改革。

我們只有不斷學(xué)習(xí)，努力探索適合學(xué)生發(fā)展和創(chuàng)新的教育，通過師生合作、生生合作，探究課堂生成的問題，讓整個課堂教學(xué)有效開展，從而滿足學(xué)生的逐漸上升的階梯式需求，落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)體系指標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和終身發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]羅清紅.對“備課在普通高中教師專業(yè)成長中的作用” 的幾點(diǎn)思考[J].物理教學(xué)，2013（10）：33.

（欄目編輯 李富強(qiáng)）