基于探究問(wèn)題發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)

摘 要：物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理觀念，科學(xué)思維，科學(xué)探究，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，如何在物理課堂教學(xué)中落實(shí)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，筆者認(rèn)為，就物理學(xué)科的特點(diǎn)而言，基于情景發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以問(wèn)題為導(dǎo)向展開(kāi)探究，通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在探究中發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)探究能力，在探究中提煉物理概念和規(guī)律，促進(jìn)物理觀念的形成，在探究實(shí)踐中形成科學(xué)態(tài)度，樹(shù)立科學(xué)責(zé)任，是物理教學(xué)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基本路徑，要使這一教學(xué)過(guò)程發(fā)揮最大化效益，問(wèn)題的提出要情境化，問(wèn)題的探究要深度化.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);問(wèn)題設(shè)計(jì);情境化;深度化

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2021）20-0070-02

收稿日期：2021-04-15

作者簡(jiǎn)介：陳敬華（1967-），男，廣西北海市合浦人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事中學(xué)物理教學(xué)研究.

問(wèn)題是學(xué)生思維的引擎，學(xué)生的思維是圍繞問(wèn)題展開(kāi)的，好的問(wèn)題能直指課堂的核心知識(shí)，啟迪學(xué)生思維，為探究過(guò)程指明方向，如何讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)物理情景，問(wèn)題的提出要情景化，是基于物理學(xué)概念、規(guī)律、理論的形成特點(diǎn).所以基于物理情景發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，基于情景中的問(wèn)題展開(kāi)探究，在探究中形成和理解物理概念和規(guī)律，在探究中發(fā)展科學(xué)思維，利用所學(xué)的概念和規(guī)律通過(guò)科學(xué)思維解決情景化的問(wèn)題，形成物理觀念，是物理課堂教學(xué)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基本路徑，必然要求;物理情景化的特質(zhì)與要求告訴我們，物理情景的創(chuàng)設(shè)要基于生活與自然、體現(xiàn)物理學(xué)科特點(diǎn)、內(nèi)含問(wèn)題，簡(jiǎn)明扼要，要做到歷史性與時(shí)代性相結(jié)合，要能激發(fā)學(xué)生的興趣;其具體策略是：（1）通過(guò)聯(lián)系生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，（3）通過(guò)動(dòng)畫(huà)、視頻創(chuàng)設(shè)情境，（4）通過(guò)回顧物理學(xué)發(fā)展史創(chuàng)設(shè)情境，（5）通過(guò)復(fù)習(xí)舊知識(shí)創(chuàng)設(shè)情境.

一、閉合電路的歐姆定律的教學(xué)的情景創(chuàng)設(shè)

設(shè)計(jì)如圖1所示的右側(cè)電路，當(dāng)燈泡接上兩節(jié)干電池時(shí)，燈泡發(fā)光，但還不是最亮，為使燈泡更亮怎么辦呢？（學(xué)生討論）多數(shù)學(xué)生認(rèn)為接上電壓更大的電池，接著展示左側(cè)電路，接上9V（舊）電池會(huì)怎么樣？此時(shí)多數(shù)學(xué)生認(rèn)為燈泡會(huì)燒掉，結(jié)果燈泡更暗，為什么？測(cè)出此時(shí)的燈泡的電壓只有0.5V左右，是否舊電池的電壓太低了，斷開(kāi)燈泡與電池的連接，測(cè)出此時(shí)電池的電壓約7.5V，提出核心問(wèn)題，7V的電壓到哪里去？通過(guò)學(xué)生的討論分析得出只能是電池的內(nèi)部分掉那7V的電壓，接著圍繞丟掉的7V的電壓到哪里去對(duì)電池展開(kāi)探究.

點(diǎn)評(píng) 上述情景的創(chuàng)設(shè)簡(jiǎn)明扼要，沒(méi)有一點(diǎn)的花架子，很容易讓學(xué)生提出要探究的問(wèn)題：9V的舊電池給燈泡供電不如3V的電池亮的原因是什么？問(wèn)題打破了學(xué)生的原有認(rèn)知，引起認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探求欲望，樸素而高效，直指本課的教學(xué)核心.

物理問(wèn)題的探究要深度化，即探究問(wèn)題的結(jié)論要觸及學(xué)科知識(shí)的內(nèi)核，要能讓學(xué)生通過(guò)探究過(guò)程及結(jié)果建立正確的物理概念，規(guī)律，及概念規(guī)律間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而形成體系化的學(xué)科核心知識(shí)架構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、能量觀的建構(gòu)，探究問(wèn)題的過(guò)程要凸顯科學(xué)思維和方法，要具有層次性，由淺入深，層層遞進(jìn)，由低階思維到高階思維，突出模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、等科學(xué)思維的體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的深度探究，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，使學(xué)生的思維是基于事實(shí)和證據(jù)的，獨(dú)立而不盲從，具有創(chuàng)新和多元，敢于質(zhì)疑;探究過(guò)程要致力于培養(yǎng)學(xué)生解析、分析物理現(xiàn)象、過(guò)程、結(jié)論的意識(shí)、角度和眼光，使學(xué)生學(xué)會(huì)猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)，分析論證、評(píng)估、交流與合作，基于物理現(xiàn)象和過(guò)程，構(gòu)建物理模型，運(yùn)用分析綜合、推理計(jì)算，聯(lián)想與遷移，形成物理學(xué)科的概念、命題、理論的思維方式、認(rèn)識(shí)模式和觀念、思想，形成物理學(xué)科文化和物理學(xué)科本質(zhì)的人文精神、科學(xué)精神、科學(xué)責(zé)任，形成物理學(xué)科的精氣神，并能感悟到物理學(xué)科獨(dú)特的魅力，產(chǎn)生對(duì)物理學(xué)持久的熱愛(ài)和興趣.

二、歐姆定律的探究過(guò)程設(shè)計(jì)如下

基于實(shí)驗(yàn)提出7V的電壓到哪里去后，接著圍繞這一問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)探究，設(shè)計(jì)學(xué)生的活動(dòng)程序如下：

活動(dòng)1：學(xué)生給如圖2所示的電路中的電壓傳感器標(biāo)上正負(fù)極，后按電路圖連接好電路;

活動(dòng)2：學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)外電壓的關(guān)系;

活動(dòng)3：選取其中的兩組進(jìn)行分析、討論，數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)如下兩個(gè)問(wèn)題：

（1）等效電路如圖3所示由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得內(nèi)外電壓之和為一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)有何物理意義呢？引導(dǎo)學(xué)生先從能量守恒的角度去探究常數(shù)的意義，對(duì)問(wèn)題（1）的探究路徑可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)如下階梯問(wèn)題：①設(shè)電路的電流為I，經(jīng)時(shí)間Δt，通過(guò)電路的電荷量q是多少？②外電路消耗多少電能？?jī)?nèi)電路又消耗多少電能？消耗的電能從何而來(lái)？③由實(shí)驗(yàn)結(jié)論U外+U內(nèi)=常數(shù)（k）兩邊同乘q后你有何發(fā)現(xiàn)？由此可得常數(shù)k表示什么意思？由qU外+qU內(nèi)=q·k

及能量守恒可得：k表示單位電荷循環(huán)一周的過(guò)程中，電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的數(shù)值，即單位電荷循環(huán)一周的過(guò)程中非靜電力所做的功，從而建立電動(dòng)勢(shì)概念及歸納總結(jié)出閉合電路的歐姆定律;再讓學(xué)生利用移動(dòng)探針按如圖4所示的電路沿電流方向，測(cè)出各點(diǎn)的電勢(shì)，并在坐標(biāo)系中畫(huà)出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的電勢(shì)，（設(shè)A點(diǎn)的電勢(shì)為0，結(jié)果如圖5所示），學(xué)生從圖像中容易得到k=ΔU1+ΔU2，且沿閉合電路一周，電勢(shì)的總升高等于電勢(shì)的總降落，使學(xué)生從另以側(cè)面理解閉合電路歐姆定律，這樣對(duì)定律的理解更完整、全面.

（2）內(nèi)外電壓隨外電阻的變化如何變化？對(duì)此問(wèn)題的探究可解析7V的電壓到哪里去，回答開(kāi)始提出的問(wèn)題.

點(diǎn)評(píng) 把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)突出學(xué)生在探究問(wèn)題的主題地位，通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，數(shù)據(jù)獲取及分析討論，能多維度提升學(xué)科素養(yǎng)，從能量守恒的角度對(duì)U外+U內(nèi)=常數(shù)（k）中常數(shù)物理意義的探究，設(shè)計(jì)階梯型問(wèn)題可以降低探究的難度，培養(yǎng)學(xué)生利用能量觀點(diǎn)分析物理問(wèn)題的習(xí)慣，利于能量觀念的形成，通過(guò)作電勢(shì)分布圖像，使學(xué)生更能深刻理解閉合電路歐姆定律，對(duì)概念、規(guī)律達(dá)到深度化理解.

學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的過(guò)程，物理概念、規(guī)律的教學(xué)過(guò)程要運(yùn)用問(wèn)題模型，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)問(wèn)題化，經(jīng)歷情景—問(wèn)題—探究—結(jié)論（概念與規(guī)律）的實(shí)踐過(guò)程，形成物理觀念，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)探究能力，樹(shù)立科學(xué)責(zé)任和態(tài)度.

參考文獻(xiàn)：

[1]梁沛林.STEM活動(dòng)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的價(jià)值探討——以閉合電路歐姆定律為例[J].物理通報(bào)，2018（12）：23-26.

[2]葉成貴.淺談基于核心素養(yǎng)的物理課堂教學(xué)——以閉合電路歐姆定律教學(xué)為例[J].中學(xué)理科園地，2018，14（03）：24-25+27.

[責(zé)任編輯：李 璟]