基于物理核心素养创设问题情境导入教学的设计研究

李红红 郭金珂

摘   要：在倡导全面落实物理学科核心素养的形势下，创设问题情境得到了广泛应用。在新授课的导入环节中，此方法可以快速吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣、好奇心和求知欲，引导学生高效地学习与思考，有利于后面整个教学活动的顺利开展。

关键词：创设问题情境;导入教学;核心素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）1-0028-3

随着《中国学生发展核心素养》《全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》以及《新课程方案》和《新课程标准》等一系列文件的颁布，课堂教学模式在发生变化，课堂教学正从传统的“以知识为本”的教学转变为“以素养为本”的教学。普通高中物理学科核心素养包含“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。在倡导全面落实物理学科核心素养的形势下，创设问题情境在教学中得到了广泛的应用。创设问题情境是指教师根据课程内容和特点，联系生产或生活实际设计出有利于学生理解知识、提高能力的问题情境来指导教学的方法。在新授课的导入环节，应用此方法可以快速吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣、好奇心和求知欲，引导学生高效地学习与思考，有利于后续教学活动的顺利开展。下面以人教版必修一第三章第五节《力的分解》为例，设计了多种方案用于新授课的导入环节，创设问题情境教学。

方案一：教师“一掌断钢丝”

首先，教师准备好两根完全相同的钢丝。为了验证钢丝的质量，先让班里力气较大的一名学生拉两端均固定的钢丝，看能否将其拉断。一名学生拉不断，然后两名或多名学生一起拉。（预测结果：一种可能是多名学生也没有拉断;另一种可能是在多名学生的努力下，将钢丝拉断。）

然后，如图1所示，教师拿出事先准备好的活页板，用相同的钢丝，借助活页板来演示如何实现“一掌断钢丝”。在学生惊讶之余，教师马上提出问题：是老师的力气很大吗？为什么老师借助活页板就可以轻松将钢丝拉断呢？

这样的情境体验与现象观察，既可以很快地吸引学生的注意力，也能使学生带着疑问进入到新课学习中。

方案二：汽车“轻松”出泥坑

教师播放汽车在泥坑中打滑的视频（图2），学生观看并思考汽车如何脱离泥坑？

预测学生的回答：打道路救援电话等待救援、找拖车公司、在车轮底下垫砖头等等。

教师继续附加条件，如果只能依靠司机自己，能摆脱困境吗？

预测结果：学生感到迷惑。

教师：欲知后事如何，请学习《力的分解》。

通过视频激发学生的好奇心，然后自然地引入到新课学习。讲完按力的作用效果分解后，进行揭秘：司机借助一根绳索和一棵树即可“轻松”自救。

方案三：“手劈苹果”大揭秘

教师事先准备一个大苹果，问学生能否用手劈开？预测学生回答：当然不能，但可以用手掰或用刀劈。然后，教师事先在手掌内隐藏一把小刀，拿着苹果假装做“劈”状，苹果一分为二。眼尖的学生会发现教师手中的秘密。

教师顺势提问：为什么我们平时将苹果一分为二时用“刀劈”而不是用“手劈”，这其中隐藏着什么物理原理呢？通过这样的提问把学生的注意力吸引到对日常生活中最常见问题的思考当中。要想弄明白“刀劈苹果”的物理原理，就要学习本节《力的分解》。然后，在学习完按力的作用效果分解之后，进行分析：为什么刀不但可以很轻松地劈苹果，而且还可以用来劈木柴（图3）。

方案四：“大力士”究竟是谁

两名男生拔河，力气大的男生获胜，然后一名瘦弱的女生帮助输的男生拉，仍然没有拉动对方。最后，瘦弱的女生换个位置，在绳子中间向垂直于绳子方向突然用力拉。预测结果：两名男生都被拉动了。

教师提出问题：女生的力气比两个男生的力气都大吗？到底谁是“大力士”呢？男生还是女生？

预测结果：学生有的回答是男生，有的回答是女生。

教师继续提问：对回答“男生”的学生提问，为什么女生能拉动他们呢？对回答“女生”的学生提问，为什么开始的时候两个同学（一名女生和一名男生）都没有拉动对面的男生呢？

通过该问题情境的创设，学生对谁是“大力士”产生了疑问，也顺理成章地将学生引入到新课的学习中。

小结：上述四种不同的方案设计，所描述的物理情境都是我们日常生活中熟悉的场景，而实验所用的器材或视频资料中所提供的场景也是我们身边常用的物品或熟悉的场景，这让学生感觉到一种熟悉感，明白物理实验并不是必须用实验室里的器材才能完成，而是“物理来源于生活”，“生活中处处有物理”。

同时，我们可以发现，四种方案虽然表现形式不同，实则都依据相同的物理原理，即在合力不变的情况下，两分力之间的夹角越大，则分力越大。同时，这四种不同方案都是利用“小合力瞬间产生的大分力”的方式创设情境，从而来激发学生的好奇心。通过课堂导入环节激疑设问，学生带着问题学，不但学到了理论知识，还了解到生活中哪些场景巧妙地用到了“力的分解”。

方案五：“狗尾草”间的较量

如图4所示，为了活跃课堂气氛，增加物理的趣味性，教师准备多根几乎相同的狗尾草。然后，让班上一个力气大的男同学和一个瘦小的女同学拿着狗尾草相互勾住。男同学使用两只手，“狗尾草”两端的张角大，女同学使用一只手，“狗尾草”两端并在一起，然后让同学们猜哪根会先断？

预测结果：男同学手里的那根先断。教师马上提问猜测准确的学生，请他们阐明判断的依据。

教師就可以根据学生的回答情况合理引入《力的分解》。

当然，这个方案趣味性比较强，而严谨性差一些，即：学生所用的两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？先断的那根狗尾草是否有可能本身承受力就差呢……这些问题都是无法精确得出的，所以如果想更严谨一些的话，我们可以改为下面的方案。

方案六：哪种情况更易断

教师事先准备几个钩码，一根细线，然后提出问题：用一根细线提钩码和用两根细线提钩码，哪种情况细线更容易断？

预测结果：学生按直觉分析，会认为用一根细线的时候更容易断。

教师演示或请学生上台演示：先用一根细线将钩码提起来，再将此细线穿过刚才的钩码，两端上提并慢慢分开，直到细线断开。

實验结果与学生的认知发生了冲突，学生会很想知道这是为什么？于是也就很自然地引入到《力的分解》的学习中。

这个方案比上个方案更严谨，因为两次实验用的是完全相同的细线和钩码，不存在承受力不同的问题。

也可以用两个弹簧测力计来拉钩码，在实验之前让学生预测在两个弹簧测力计夹角增大的过程中，弹簧测力计的示数如何变化？然后让学生观察实验现象。通过认知冲突激发学生的探索欲望。

上述方案还可以设计成：先用一根绳子提一桶水，然后将此绳穿过水桶变成两根绳子来提水桶，两名学生各持绳子的一端提起这桶水，逐渐增大绳子间的夹角，让学生分享感受，从而营造课堂学习气氛，顺利引出学习的主题。

小结：方案五和方案六中的情境创设也来源于生活，虽然这些方案中所用的实验物品不同，但原理仍然相同，即在保持合力不变的情况下，逐渐增大两分力之间的夹角，分力也会增大。通过参与实验，学生体验到两分力夹角变化过程中力的变化情况，并联系身边的实际生活情景，如：男同学都做过的引体向上，两臂应该保持什么样的角度最省力等。

上述多种创设问题情境导入新课教学的方案，都是把《力的分解》与常见的现象相联系，并在课堂上重新展现，让学生置身于特定的情境之中，深入挖掘其内涵。当学生的经验认知与实验结果相冲突产生疑问时，激发学生的好奇心和探索的欲望，此时教师适时引导学生进入新课的学习，既可以激发学生学习的积极性，又可以提高学习效率。

正所谓“学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进”“良好的开端是成功的一半”。疑问是思维的开端，是学习的动力，是探索的源泉，通过创设问题情境导入教学，使学生心中产生困惑，然后在疑问的驱动下积极主动地参与到后面整个物理课堂的学习中来，带着疑问经历知识的构建过程，能提高学生发现问题、提出问题、分析问题与解决问题的能力，能有效锻炼学生的物理思维，从而提高学生的核心素养。因此，在教学中我们需要在新课导入环节就创设富有挑战性的问题情境，激起学生强烈的好奇心与求知欲，提高学生参与学习的积极性与主动性。

教师在创设问题情境时，需要注意以下问题：

首先，要符合学生的认知发展水平。在创设问题情境时，要充分了解学生的具体学情，设计的问题既不能过于简单，让学生没有思考的欲望，也不能过于复杂，让学生望而却步。最好的问题情境创设是让学生既能够解决却又无法在短时间之内解决的。

其次，以提高学生的问题意识为前提。问题情境只是学生思维的出发点，而让学生针对情境提出问题是创设情境的目标。通过教学实践发现，学生提出问题的数量、质量与学生的思维活跃度、学习积极性成正比。所以，高质量的问题情境可以使教师在与学生的讨论和交流中教学相长。

最后，留给学生充足的时间思考与交流。最好能够通过问题情境的创设引发学生的深度思考与讨论。

综上所述，创设问题情境在高中物理新授课的导入环节具有极其重要的意义。教师要从实际的学情出发，设计出巧妙而且适宜的问题情境，从而提高学生学习的兴趣，调动学生学习的主动性，以实现学生物理学科核心素养的培养。

参考文献：

[1]黄春勇.“三环节有效教学法”教学案例研究——以“力”的分解为例[J].物理教学探讨，2016，34（04）：74-77.

[2]余超.“力的分解”教学设计[J].中小学实验与装备，2010（04）：17-18.

[3]周衡.《力的分解》教后记[J].新课程（上），2012（10）：63-64.

[4]徐安然，杨晓杰.创设问题情境在高中生物课堂的应用[J].高师理科学刊，2018（05）：104-107.

（栏目编辑    邓   磊）