吴志明

(江苏省太仓市实验中学，江苏 太仓 215400)

当今基础教育改革已进入核心素养时代,提升学生核心素养成为教育的根本目标．在核心素养视域下审视并研究课堂教学,蕴含着现有教与学的方式必须发生变革以适应新的要求．基于问题驱动或项目引领的学习方式,能够让学生经历体验、合作、探究、实践应用等学习过程,实现有意义、有深度的建构式物理学习,是提升学生物理核心素养行之有效的学习方式．

1 概念内涵与教学架构

1.1 核心素养

核心素养是对教育总体目标的具体化．落实在物理学科教育中,物理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,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生科学素养的关键成分．物理核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面要素构成．[1]

核心素养视域下研究物理教育教学问题,就是以物理核心素养为导向,培养学生具有良好的科学态度和情感,掌握物理的基本概念和原理,具有基本的科学探究能力和科学思维能力,以及对事物所做出的各种解释的能力和相关决策的能力等．[2]

1.2 问题驱动学习

问题驱动学习是以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案的一种学科活动方式．它通过一个核心问题,一个研究项目,或一个问题系列,来引导和推动持续性的学科学习活动．它的特点是:让学生深度参与教学的全过程,以学生的学习为中心,以学生的问题为线索,以学科的问题为载体,以教师的问题为引导,通过有层次、有内在逻辑、可扩展、可迁移的问题系统来贯穿并优化学习过程,帮助学生建构合理的知识体系,实现有质量的学习,从而提升学生的能力及品格．[3]

问题驱动学习遵循了学生思维的发展规律．因为学生的思维活动总是由问题引起,又在不断分析问题、解决问题的过程中得到发展．物理课堂教学应该把学生的学习设置到真实的、有意义的问题情境中,让学生直面问题、独立思考、协助学习,在教师恰当而有效地辅导帮助下,运用物理学的思想方法和学科知识,去分析和解决问题．伴随着这一过程,逐步形成终身发展所需的关键能力与必备品格．

1.3 课堂教学架构

物理核心素养具有高度的概括性和指导性,落实到日常的物理教学之中,必须将其具体化,实现可操作性的转化．核心素养视域下的问题驱动学习,其课堂教学的实施,由3个层面融合而成,整体推进:一是思想、理念和目标层面,就是以学科核心素养为统领,起目标导向与引领作用;二是教师学生教与学的活动层面,以学生的学习为中心,将培养学科核心素养落实在教与学的各个环节之中;三是学习的载体——问题,伴随着问题的提出、分析、执行与解决过程,培育学生相关品格和关键能力,实现既定的教学目标．课堂教学架构如图1所示．

图1 课堂教学架构

2 教学案例与实施策略

以苏科版物理8年级下册“综合实践活动:制作简易的密度计”的教学为例．

2.1 创设情境,提出物理问题

图2

教师把一个鸡蛋放入水中,加入一定量的盐后,鸡蛋上浮,漂浮在水面上．学生们观察到鸡蛋只露出水面很小一部分．继续加盐,鸡蛋露出水面部分的体积逐渐增大,排开水的体积逐渐减小,如图2所示．

师:加盐过程中鸡蛋排开盐水的体积逐渐减小,由此可以推测:对于同一个物体而言,它漂浮时排开液体体积的多少,由什么因素决定的?

生:液体密度．

师:根据漂浮物体排开液体体积的多少,如何计算或测定液体密度?

2.2 启发思维,形成物理观念

教师启发学生对图3鸡蛋漂浮情况进行受力分析．根据二力平衡条件,漂浮时有F浮=G,代入阿基米德原理,得G=ρ水V排g．

图3 图4

2.3 合作学习,经历实验探究

设计问题解决方案:制作简易密度计,用以测定液体密度．

教师提供实验器材:饮料吸管,水笔芯(圆珠笔芯),2B铅笔,长试管,细铁丝,细沙,蜡烛,火柴,烧杯,水,天平,砝码,量筒,刻度尺等．

(1) 如何使吸管在水中竖直漂浮?

实验:学生小组协助,选用不同的材料制作密度计．有的点燃蜡烛,用蜡烛油把吸管的一端密封好,在吸管内放入细沙,使吸管能竖直漂浮在烧杯的水面上;有的尝试用细铁丝绕在铅笔一端;有的在长试管中加入细沙．

(2) 如何给自制密度计标上刻度?

实验:细管竖直漂浮在水面上,标出水面所在位置,用刻度尺测量浸入水中的深度H,根据以上推导出的公式计算出液体密度与表1中的密度值相等时,简易密度计浸入的深度h．

表1 标注刻度

在细管相应位置处标注密度值:0.8;0.9;1.0;1.1;1.2(g·cm-3).

(3) 如何检验刻度的误差?

实验:取适量饱和食盐水,用天平、量筒测量这些盐水的密度．再用自制简易密度计进行测量，比较两次测量的误差值．

2.4 实践应用,检验学习成果

教师拿出准备好的几种常见液体,各学习小组同学用自制的密度计测量多种液体密度,记录在表2中，同时发现并搜集测量过程中存在的问题．

表2 测量常见液体的密度

2.5 交流评价,培养科学态度

学生进行展示与交流:有的小组制作的密度计在测量密度较小的液体时沉底了;有的在测量密度较大液体时不能保持竖直漂浮,发生倾倒现象;有的标注的刻度线较密,但能够全部测量以上5种液体的密度．大家标注刻度的方法也各不相同,有直接用笔画的,有小刀刻划的,也有在管内塞长纸条的．

教师引导学生进行相互评价,分析各组制作的密度计的优点与不足．教师拿出实验室中的密度计,重表与轻表两种,让学生仔细观察其构造,与自制的密度计进行比较,分析讨论其不同构造的原因与优点,再对以上液体密度进行实际测量．学生在教师引导下,发现并讨论两个新的问题:一是如何改进自制的密度计,提高它的测量精确度?二是如何增大它的量程?课后各组撰写实验报告,提出改进方案．

3 教学反思与展望

反思问题驱动学习,展望未来的物理教学,我们认为教学实践中应立足3个基本点．

一是立足于创设真实的问题情境．问题往往产生于具体的情境之中,产生于对事物或现象的仔细观察与深刻思考之中．“21世纪的工作,知识植根于情境,且分布于共同体之中,而非抽象的、孤立于个体的．”[4]倘离开真实情境,可能会有熟练的知识与技能,断无核心素养的发展．问题情境作用于学生,能激发需要、引发动机、吸引注意、唤起积极思维,能让学生感受、发现和提炼问题,激活已有的物理观念、思想与方法,感知新的物理世界,体验科学探究．问题驱动学习要求教师为学生创设真实的、未知的、有意义的问题情境,让学生像科学家那样去发现和研究问题,在不断解决问题的过程中,开拓视野、获取知识、发展能力,体验科学探究的乐趣和科学精神,养成科学态度与责任．

二是立足于促进学习方式的转变．核心素养本身不是知识,知识的积累不必然带来学生核心素养的发展;但培育核心素养离不开知识,没有知识,素养就成为是无源之水．怎样让知识学习过程成为核心素养形成的过程?关键在于学习方式的科学与有效．如果用应试的方式教学物理,把学习内容分割成许多知识点,再变成不同的题型,教师传授解题技巧,学生死记硬背公式,那么物理教学将走进死胡同．我们倡导探究学习与协作学习,促进深度学习的发生,在知识学习的过程中,培养学生分析和解决问题的逻辑思维方式,用运动变化的观点看待和分析问题的方法,以及实验检验真理的哲学理念,这才是通过物理学习内化的、带有物理学科特性的品质与能力,才是物理教育的核心．

三是立足于提高教师自身的专业素养．教师作为课堂教学的具体实施者,其教育理念、教学方式和课堂行为,在学生核心素养的发展过程中,发挥着不可替代的重要作用．因此,基于学生发展核心素养,研制相应的教师通用能力和标准,是促进教师专业发展,提高教学转化效率的重要举措．[5]在学生物理学习的过程中,离不开教师的启发、引领与示范,离不开教师的组织和帮助,这其中教师的学科素养、教学素养、人文素养、数字化素养,以及情感态度价值观等,都会产生直接而显著的影响．我们教师要加强教学研究,深刻理解核心素养,努力提升自身专业素养,才能担当起学生核心素养发展的转化者和促进者的重要角色．