聚焦物理核心素养,提升课堂问题品质

物理学科核心素养，是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生科学素养的关键组成部分，由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个部分组成。

课堂提问是教师通过提出问题来了解学生的学习状态，启发学生理解知识、掌握知识和发展能力的教学行为。新课程改革对问题品质提出了更高的要求：问题的设计要基于学科课程标准，充分挖掘课程标准与核心素养的内在联系，通过问题来体现课程标准中的核心内容，落实核心素养，即通过提出问题、解决问题，促进核心素养的达成。那么，如何才能提高问题品质呢？教师在课堂问题的设计中应注意以下几点。

一、创设问题情境，加强问题的启发性

问题最好的载体是情境，新课程大力提倡通过创设问题情境开展教学。教师设计的问题要与学生的生活经验等结合起来，创设能激发学生兴趣、引发学生有效思考的问题情境。

例如，“电子的发现”是原子物理学的开篇，该部分实验比较少，为了使教学更加直观，为了激发学生有效参与课堂、积极思考问题的兴趣，在引入环节，笔者查阅了相关资料，对实验教具进行了相应的改进，设计了“小风车”实验。学生通过观察发现了新的现象：小风车是靠什么从这一端运动到另一端的？这与学生已有的知识产生了认知冲突，激起了学生进一步探究的好奇心，使他们在分析运动原因的过程中发现了新事物。这种课堂设计不仅激发了学生学习的兴趣，还提升了学生的科学思维水平。

二、明确核心问题，加强问题的针对性

核心问题是在每一节课、每一个教学活动中都要解决的主要问题，它是课堂提问设计的主线。核心问题的确定，一是要关注教学目标的认知层次，即教学目标的设定要求行为主体是学生而不是教师；二是要关注教学内容，要使教学目标与教学内容相对应。

确定核心问题的依据是新课程标准。例如，新课程标准中对“原子与原子核”的要求之一是：了解人类探索原子及结构的历史。据此确定“电子的发现”一节的要求是了解电子发现的过程，本节的核心问题就是：带负电、质量是m=9×10-31kg，那电量e=1.6×10-19C、比荷e/m=1.76×1011C/kg的粒子是如何发现的？只有核心问题得到了确定，才能通过设计问题链解决问题。

三、落实核心素养，加强问题的逻辑性

核心问题的解决需要设计问题链，问题链是指围绕核心问题，设计一系列不同层次、前后连贯的问题，使所有的问题形成一个整体，从不同的认知层次引导学生开启思路，逐步解决核心问题。例如，在“电子的发现”一课，笔者设计了以下8个探究性的问题。

（1）如何用实验判断阴极射线是否带电？

（2）所带是正电还是负电？

（3）阴极射线是高速的带负电的粒子，如何求出其速度？

（4）怎样确定到底是哪种粒子？

（5）如何计算粒子的比荷？出电场时，“速度偏转角的正切”的表达方式是什么？

（6）仅从以上结论是否能说明阴极射线是由电子组成的？通过一个实验、一种材料就能确定吗？如果你是汤姆逊，会进行怎样的研究？

（7）汤姆逊发现电子的伟大意义是什么？

（8）计算出的比荷大约是当时所知的氢离子比荷的2000倍，请猜想一下可能是什么原因造成的？

为了解决这8个问题，先要基于学生的认知水平设计实验。学生已经知道带电粒子在电场、磁场中会发生偏转，利用阴极射线管，未加磁场时，学生观察到的轨迹是一条直线，加磁场以后则观察到的轨迹发生了弯曲。学生根据轨迹的弯曲方向，结合左手定则判断：阴极射线带电且带负电。通过两个成功的演示实验，学生获得了丰富的感性认识，产生了探究的兴趣，引发了新的思考，并成功地解决了阴极射线带负电的问题（问题1-5）。接下来，要利用实验情境找到求速度的方法，进一步引出比荷的概念及求证法。问题6使学生知道只有通过大量的实验才能得出科学的结论，让学生体会从特殊到一般的认识过程、从具体到抽象的思维过程，这也是科学归纳法在教学过程中的渗透；问题7和问题8是为了培养学生严谨的科学态度与高度的责任感。这样，了解“电子的发现”的过程就成为培养学生探究能力的过程。以上8个问题，再现了科学家研究与探索的过程，遵循了物理学科的内在逻辑，有助于学生建立正确的物理观念，提升逻辑思维品质，促进高层次认知的发展。

四、培养科学探究能力，加强问题的引领性

科学探究是学生学习物理要培养的核心素养之一，是指提出物理问题，形成猜想和假设，继而获取和处理信息，然后基于证据得出结论并作出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。科学探究包含了四方面的能力，即提出问题的能力、收集证据的能力、科学解释的能力和交流评估的能力。

物理是一门自然科学，不论是自然现象的发现和对其解释，还是自然规律的总结和应用，都充满了问题。教师进行物理教学的过程，就是发现问题、分析问题和解决问题的过程。有了问题，才能启发学生；有了问题，才有探究的可能。如“摩擦力”要探究的问题之一是：探究滑动摩擦力与压力的正比关系。为了让学生在真实的探究环境中体会科学探究过程的重要环节，笔者设计了以下两个环节，每个环节都有相应的问题为引领，当学生解决了这些问题后，就可以探究出滑动摩擦力与正压力的量化关系。

第一环节是师生讨论设计实验方案。在这个环节中，笔者出示了三个问题引发学生思考：其一，探究摩擦力与压力的关系，需要测量哪些物理量？其二，摩擦力能直接测量吗？其三，若不测量压力的具体数值，应该怎样设计实验？学生们就此展开了热烈的讨论，提出了各自的实验方案并最终得出了正確结论。

第二个环节播放录像，让学生观看教师的操作过程，了解实验注意事项。在此，笔者也出示了三个问题：其一，测力计是如何操作的？其二，在刻度尺与木块上为什么有标记？其三，在实验过程中，木块是什么状态？学生在这些问题的引导下，先有目的地观察实验操作要点，总结实验注意事项，然后才开始在教师的指导下进行实验。

总之，高效的课堂一定是能解决问题的课堂，问题的质量决定了课堂教学的质量。教师要在课前了解学生的认知水平，研究课程标准，聚焦学科核心素养，才能引导学生积极参与课堂，提升课堂实效。

（责任编辑 郭向和）