基于物理核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)問題情境導(dǎo)入教學(xué)的設(shè)計(jì)研究

李紅紅 郭金珂

摘? ?要：在倡導(dǎo)全面落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形勢下，創(chuàng)設(shè)問題情境得到了廣泛應(yīng)用。在新授課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，此方法可以快速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生高效地學(xué)習(xí)與思考，有利于后面整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)問題情境;導(dǎo)入教學(xué);核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）1-0028-3

隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》《全面深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見》以及《新課程方案》和《新課程標(biāo)準(zhǔn)》等一系列文件的頒布，課堂教學(xué)模式在發(fā)生變化，課堂教學(xué)正從傳統(tǒng)的“以知識(shí)為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙运仞B(yǎng)為本”的教學(xué)。普通高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)包含“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。在倡導(dǎo)全面落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形勢下，創(chuàng)設(shè)問題情境在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。創(chuàng)設(shè)問題情境是指教師根據(jù)課程內(nèi)容和特點(diǎn)，聯(lián)系生產(chǎn)或生活實(shí)際設(shè)計(jì)出有利于學(xué)生理解知識(shí)、提高能力的問題情境來指導(dǎo)教學(xué)的方法。在新授課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，應(yīng)用此方法可以快速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生高效地學(xué)習(xí)與思考，有利于后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。下面以人教版必修一第三章第五節(jié)《力的分解》為例，設(shè)計(jì)了多種方案用于新授課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)問題情境教學(xué)。

方案一：教師“一掌斷鋼絲”

首先，教師準(zhǔn)備好兩根完全相同的鋼絲。為了驗(yàn)證鋼絲的質(zhì)量，先讓班里力氣較大的一名學(xué)生拉兩端均固定的鋼絲，看能否將其拉斷。一名學(xué)生拉不斷，然后兩名或多名學(xué)生一起拉。（預(yù)測結(jié)果：一種可能是多名學(xué)生也沒有拉斷;另一種可能是在多名學(xué)生的努力下，將鋼絲拉斷。）

然后，如圖1所示，教師拿出事先準(zhǔn)備好的活頁板，用相同的鋼絲，借助活頁板來演示如何實(shí)現(xiàn)“一掌斷鋼絲”。在學(xué)生驚訝之余，教師馬上提出問題：是老師的力氣很大嗎？為什么老師借助活頁板就可以輕松將鋼絲拉斷呢？

這樣的情境體驗(yàn)與現(xiàn)象觀察，既可以很快地吸引學(xué)生的注意力，也能使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入到新課學(xué)習(xí)中。

方案二：汽車“輕松”出泥坑

教師播放汽車在泥坑中打滑的視頻（圖2），學(xué)生觀看并思考汽車如何脫離泥坑？

預(yù)測學(xué)生的回答：打道路救援電話等待救援、找拖車公司、在車輪底下墊磚頭等等。

教師繼續(xù)附加條件，如果只能依靠司機(jī)自己，能擺脫困境嗎？

預(yù)測結(jié)果：學(xué)生感到迷惑。

教師：欲知后事如何，請學(xué)習(xí)《力的分解》。

通過視頻激發(fā)學(xué)生的好奇心，然后自然地引入到新課學(xué)習(xí)。講完按力的作用效果分解后，進(jìn)行揭秘：司機(jī)借助一根繩索和一棵樹即可“輕松”自救。

方案三：“手劈蘋果”大揭秘

教師事先準(zhǔn)備一個(gè)大蘋果，問學(xué)生能否用手劈開？預(yù)測學(xué)生回答：當(dāng)然不能，但可以用手掰或用刀劈。然后，教師事先在手掌內(nèi)隱藏一把小刀，拿著蘋果假裝做“劈”狀，蘋果一分為二。眼尖的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)教師手中的秘密。

教師順勢提問：為什么我們平時(shí)將蘋果一分為二時(shí)用“刀劈”而不是用“手劈”，這其中隱藏著什么物理原理呢？通過這樣的提問把學(xué)生的注意力吸引到對日常生活中最常見問題的思考當(dāng)中。要想弄明白“刀劈蘋果”的物理原理，就要學(xué)習(xí)本節(jié)《力的分解》。然后，在學(xué)習(xí)完按力的作用效果分解之后，進(jìn)行分析：為什么刀不但可以很輕松地劈蘋果，而且還可以用來劈木柴（圖3）。

方案四：“大力士”究竟是誰

兩名男生拔河，力氣大的男生獲勝，然后一名瘦弱的女生幫助輸?shù)哪猩?，仍然沒有拉動(dòng)對方。最后，瘦弱的女生換個(gè)位置，在繩子中間向垂直于繩子方向突然用力拉。預(yù)測結(jié)果：兩名男生都被拉動(dòng)了。

教師提出問題：女生的力氣比兩個(gè)男生的力氣都大嗎？到底誰是“大力士”呢？男生還是女生？

預(yù)測結(jié)果：學(xué)生有的回答是男生，有的回答是女生。

教師繼續(xù)提問：對回答“男生”的學(xué)生提問，為什么女生能拉動(dòng)他們呢？對回答“女生”的學(xué)生提問，為什么開始的時(shí)候兩個(gè)同學(xué)（一名女生和一名男生）都沒有拉動(dòng)對面的男生呢？

通過該問題情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生對誰是“大力士”產(chǎn)生了疑問，也順理成章地將學(xué)生引入到新課的學(xué)習(xí)中。

小結(jié)：上述四種不同的方案設(shè)計(jì)，所描述的物理情境都是我們?nèi)粘Ｉ钪惺煜さ膱鼍?，而?shí)驗(yàn)所用的器材或視頻資料中所提供的場景也是我們身邊常用的物品或熟悉的場景，這讓學(xué)生感覺到一種熟悉感，明白物理實(shí)驗(yàn)并不是必須用實(shí)驗(yàn)室里的器材才能完成，而是“物理來源于生活”，“生活中處處有物理”。

同時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)，四種方案雖然表現(xiàn)形式不同，實(shí)則都依據(jù)相同的物理原理，即在合力不變的情況下，兩分力之間的夾角越大，則分力越大。同時(shí)，這四種不同方案都是利用“小合力瞬間產(chǎn)生的大分力”的方式創(chuàng)設(shè)情境，從而來激發(fā)學(xué)生的好奇心。通過課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)激疑設(shè)問，學(xué)生帶著問題學(xué)，不但學(xué)到了理論知識(shí)，還了解到生活中哪些場景巧妙地用到了“力的分解”。

方案五：“狗尾草”間的較量

如圖4所示，為了活躍課堂氣氛，增加物理的趣味性，教師準(zhǔn)備多根幾乎相同的狗尾草。然后，讓班上一個(gè)力氣大的男同學(xué)和一個(gè)瘦小的女同學(xué)拿著狗尾草相互勾住。男同學(xué)使用兩只手，“狗尾草”兩端的張角大，女同學(xué)使用一只手，“狗尾草”兩端并在一起，然后讓同學(xué)們猜哪根會(huì)先斷？

預(yù)測結(jié)果：男同學(xué)手里的那根先斷。教師馬上提問猜測準(zhǔn)確的學(xué)生，請他們闡明判斷的依據(jù)。

教師就可以根據(jù)學(xué)生的回答情況合理引入《力的分解》。

當(dāng)然，這個(gè)方案趣味性比較強(qiáng)，而嚴(yán)謹(jǐn)性差一些，即：學(xué)生所用的兩根狗尾草是否完全相同？每根狗尾草的最大承受力是否相同？先斷的那根狗尾草是否有可能本身承受力就差呢……這些問題都是無法精確得出的，所以如果想更嚴(yán)謹(jǐn)一些的話，我們可以改為下面的方案。

方案六：哪種情況更易斷

教師事先準(zhǔn)備幾個(gè)鉤碼，一根細(xì)線，然后提出問題：用一根細(xì)線提鉤碼和用兩根細(xì)線提鉤碼，哪種情況細(xì)線更容易斷？

預(yù)測結(jié)果：學(xué)生按直覺分析，會(huì)認(rèn)為用一根細(xì)線的時(shí)候更容易斷。

教師演示或請學(xué)生上臺(tái)演示：先用一根細(xì)線將鉤碼提起來，再將此細(xì)線穿過剛才的鉤碼，兩端上提并慢慢分開，直到細(xì)線斷開。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生了沖突，學(xué)生會(huì)很想知道這是為什么？于是也就很自然地引入到《力的分解》的學(xué)習(xí)中。

這個(gè)方案比上個(gè)方案更嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)閮纱螌?shí)驗(yàn)用的是完全相同的細(xì)線和鉤碼，不存在承受力不同的問題。

也可以用兩個(gè)彈簧測力計(jì)來拉鉤碼，在實(shí)驗(yàn)之前讓學(xué)生預(yù)測在兩個(gè)彈簧測力計(jì)夾角增大的過程中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如何變化？然后讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過認(rèn)知沖突激發(fā)學(xué)生的探索欲望。

上述方案還可以設(shè)計(jì)成：先用一根繩子提一桶水，然后將此繩穿過水桶變成兩根繩子來提水桶，兩名學(xué)生各持繩子的一端提起這桶水，逐漸增大繩子間的夾角，讓學(xué)生分享感受，從而營造課堂學(xué)習(xí)氣氛，順利引出學(xué)習(xí)的主題。

小結(jié)：方案五和方案六中的情境創(chuàng)設(shè)也來源于生活，雖然這些方案中所用的實(shí)驗(yàn)物品不同，但原理仍然相同，即在保持合力不變的情況下，逐漸增大兩分力之間的夾角，分力也會(huì)增大。通過參與實(shí)驗(yàn)，學(xué)生體驗(yàn)到兩分力夾角變化過程中力的變化情況，并聯(lián)系身邊的實(shí)際生活情景，如：男同學(xué)都做過的引體向上，兩臂應(yīng)該保持什么樣的角度最省力等。

上述多種創(chuàng)設(shè)問題情境導(dǎo)入新課教學(xué)的方案，都是把《力的分解》與常見的現(xiàn)象相聯(lián)系，并在課堂上重新展現(xiàn)，讓學(xué)生置身于特定的情境之中，深入挖掘其內(nèi)涵。當(dāng)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相沖突產(chǎn)生疑問時(shí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索的欲望，此時(shí)教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)，既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又可以提高學(xué)習(xí)效率。

正所謂“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)”“良好的開端是成功的一半”。疑問是思維的開端，是學(xué)習(xí)的動(dòng)力，是探索的源泉，通過創(chuàng)設(shè)問題情境導(dǎo)入教學(xué)，使學(xué)生心中產(chǎn)生困惑，然后在疑問的驅(qū)動(dòng)下積極主動(dòng)地參與到后面整個(gè)物理課堂的學(xué)習(xí)中來，帶著疑問經(jīng)歷知識(shí)的構(gòu)建過程，能提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題與解決問題的能力，能有效鍛煉學(xué)生的物理思維，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，在教學(xué)中我們需要在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)就創(chuàng)設(shè)富有挑戰(zhàn)性的問題情境，激起學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心與求知欲，提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。

教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，需要注意以下問題：

首先，要符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平。在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，要充分了解學(xué)生的具體學(xué)情，設(shè)計(jì)的問題既不能過于簡單，讓學(xué)生沒有思考的欲望，也不能過于復(fù)雜，讓學(xué)生望而卻步。最好的問題情境創(chuàng)設(shè)是讓學(xué)生既能夠解決卻又無法在短時(shí)間之內(nèi)解決的。

其次，以提高學(xué)生的問題意識(shí)為前提。問題情境只是學(xué)生思維的出發(fā)點(diǎn)，而讓學(xué)生針對情境提出問題是創(chuàng)設(shè)情境的目標(biāo)。通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生提出問題的數(shù)量、質(zhì)量與學(xué)生的思維活躍度、學(xué)習(xí)積極性成正比。所以，高質(zhì)量的問題情境可以使教師在與學(xué)生的討論和交流中教學(xué)相長。

最后，留給學(xué)生充足的時(shí)間思考與交流。最好能夠通過問題情境的創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)生的深度思考與討論。

綜上所述，創(chuàng)設(shè)問題情境在高中物理新授課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)具有極其重要的意義。教師要從實(shí)際的學(xué)情出發(fā)，設(shè)計(jì)出巧妙而且適宜的問題情境，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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（欄目編輯? ? 鄧? ?磊）