【摘要】在人工智能迅猛發(fā)展的時代背景下，學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已成為物理教學的核心目標.本文在問題鏈教學理論的基礎上，結(jié)合物理教學，提煉出促進核心素養(yǎng)提升的問題鏈物理教學模式的一般流程，并指出其核心——問題鏈設計應遵循最近發(fā)展區(qū)理論.并以“靜電的防止與利用”為例，立足學生實際學情，以聚焦性、遞進性、邏輯性、系統(tǒng)性的問題鏈為教學支架，驅(qū)動學生深度思維，同時完成教學目標，進而有效地促進學生物理核心素養(yǎng)的提升.

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；問題鏈教學

1 引言

在人工智能迅猛發(fā)展的今天，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)已成為全球教育改革的共識.為促進核心素養(yǎng)的提升，要求教學從關(guān)注“知識型”走向關(guān)注“思維型”，從關(guān)注教師“教”走向?qū)W生“學”.問題鏈教學內(nèi)涵與其很好契合.

問題鏈教學是一種以問題為紐帶、以知識形成發(fā)展和培養(yǎng)學生思維能力為主線的教學模式.通過邏輯關(guān)聯(lián)、層次遞進的問題的設計與提出，引導學生深度思考，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、評估交流，從而最終解決問題的過程，積極建構(gòu)物理知識和規(guī)律，有效提升物理核心素養(yǎng).問題鏈教學模式一般流程圖如圖1所示.

問題鏈教學的有效性關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)性問題鏈的設計.教育部制訂的《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中明確指出：“課堂問答應在學生原有基礎與課堂學習的目標之間搭起橋梁，幫助學生克服學習障礙，糾正原有的錯誤觀點或模糊認識，達到新的思維高度和探究水平.”可見問題鏈的設計應該遵循以下原則：立足學生的學情（現(xiàn)有發(fā)展水平），通過問題鏈驅(qū)動，在學生最近發(fā)展區(qū)搭建教學支架，實現(xiàn)教學目標（學生可能發(fā)展水平）的達成.問題鏈為思維路徑，搭建教學支架渡過最近發(fā)展區(qū)2示意如圖2.

2 促進核心素養(yǎng)提升的問題鏈設計

本文以人教版高中物理必修三第九章第四節(jié)“靜電的防止與利用”為例，具體闡述如何立足學生實際學情，基于最近發(fā)展區(qū)理論，設計聚焦性、遞進性、邏輯性、系統(tǒng)性的問題鏈，驅(qū)動學生深度思維進而完成教學目標，整個過程中有效地促進學生物理核心素養(yǎng)的提升.

2.1 基于情境激發(fā)思考，喚起學生學習興趣

物理源于生活.關(guān)于靜電學生在生活中有很多體會和認識，筆者選擇了央視《加油！向未來》節(jié)目中特別震撼的“閃電秀”引入新課.

創(chuàng)設情境1 在特斯拉線圈產(chǎn)生的高壓電場中，實驗員身穿“特殊”服裝，表演“閃電”秀.

問題1 實驗員能將閃電玩弄于股掌之間依靠什么？

問題2 你覺得這套特殊的衣服是什么材質(zhì)做的？

問題3 金屬是導體，為什么實驗員穿上“金屬衣”后反而不怕電呢？這種“超能力”背后有什么物理規(guī)律呢？

設計意圖 問題1引導學生觀察實驗細節(jié)；問題2在細致觀察實驗的基礎上，各抒己見，提出自己的觀點和理由；在此基礎上，學生自發(fā)提出問題3就水到渠成了.這個環(huán)節(jié)的設計通過震撼人心的實驗，引發(fā)學生認知沖突，喚起學生學習興趣，讓學生整堂新課學習都處于主動的積極思維中.

2.2 應用遷移已有知識，自主生成新課知識

引導學生通過簡化、抽象等方式將真實情境建構(gòu)成物理情境，通過問題導向，驅(qū)動學生主動遷移應用已有的靜電感應等靜電場相關(guān)知識，有層次地建構(gòu)靜電平衡這一重要的物理模型.

建構(gòu)模型1 對于穿著金屬網(wǎng)衣的人在特斯拉線圈產(chǎn)生的高壓電場中這一真實情境，忽略次要因素，抓住主要矛盾，簡化抽象成金屬塊處于最簡單的勻強電場的物理情境.然后通過問題鏈，層層驅(qū)動，引導學生應用遷移已有知識，自主建構(gòu)靜電平衡模型，生成新知識.

問題1 金屬的微觀結(jié)構(gòu)模型如何？

問題2 在靜電場中，金屬中的自由電子怎樣定向移動？

問題3 自由電子會在哪里聚集？

問題4 電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？

問題5 導體內(nèi)自由電子的定向移動會一直進行下去嗎？

問題6 導體達到靜電平衡時有怎樣的特點？

設計意圖 問題1、2、3是引導學生遷移已有知識來解決新問題，用已學過的靜電感應的知識就能輕松解決.然后立足在學生知識的最近發(fā)展區(qū)，設計問題4、5作為通向新知識的腳手架，遞進式推動學生的思維，從而建立靜電平衡這個模型，知悉其特點就水到渠成了.

2.3 引發(fā)新舊認知沖突，推進物理觀念建構(gòu)

在靜電平衡模型基礎上，筆者選擇有趣、神秘、現(xiàn)場效果好的隔空取電魔術(shù)，喚醒學生探究新知識的內(nèi)驅(qū)力，并結(jié)合問題導向，促進學生在掌握靜電屏蔽知識的同時，建模、推理、論證和質(zhì)疑等核心素養(yǎng)有效提升.

創(chuàng)設情境2 在一個黑箱邊上，表演者手持一個節(jié)能燈，并將其由遠及近靠近黑箱，節(jié)能燈竟然變亮了.給節(jié)能燈套上一個金屬網(wǎng)罩，節(jié)能燈熄滅；給節(jié)能燈套上一個透明塑料罩，節(jié)能燈仍舊保持亮度.器材如圖3所示.

問題1 家里的節(jié)能燈需要電源點亮，魔術(shù)中使得節(jié)能燈亮的“電源”在哪里？

問題2 為什么塑料罩不能熄滅節(jié)能燈，而金屬網(wǎng)可以？說說你的猜想.

問題3 閃電秀中的實驗員、魔術(shù)中的節(jié)能燈，都是穿了金屬服從而被“與電隔絕”，我們?nèi)绾谓⒛Ｑ芯浚?/p>

建構(gòu)模型2 在模型1的基礎上，根據(jù)需要，將金屬塊進一步細化為中空的金屬殼，使其置于最簡單的勻強電場中.設計有層次的問題鏈，引導學生在分析靜電平衡的過程中自然而然地生成新知識、構(gòu)建新模型——靜電屏蔽.

問題4 根據(jù)金屬的微觀結(jié)構(gòu)，在靜電場中，金屬殼中的自由電子怎樣定向移動？

問題5 金屬殼內(nèi)自由電子的定向移動會一直進行下去嗎？兩端的感應電荷會無限增加嗎？

問題6 金屬殼達到靜電平衡時有怎樣的特點？

問題7 什么是靜電屏蔽？其實質(zhì)是什么？

設計意圖 通過不可思議的隔空取電魔術(shù)，引發(fā)學生認知沖突.問題1引導學生將魔術(shù)現(xiàn)象和生活常見經(jīng)驗聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象抓事物本質(zhì)的素養(yǎng).問題2對比魔術(shù)現(xiàn)象，引導學生提出自己的觀點，并交流、質(zhì)疑.在此基礎上，問題3推進學生遷移靜電平衡模型建構(gòu)的過程，水到渠成地通過問題4，5，6，7讓學生自主建構(gòu)了靜電屏蔽模型，并掌握了靜電屏蔽的相關(guān)知識.這個環(huán)節(jié)針對不可思議的魔術(shù)，設計引發(fā)學生認知的沖突的問題鏈，喚醒學生學習新知識內(nèi)驅(qū)力，通過模型再建構(gòu)、推理、論證等思維過程促進學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.

2.4 依據(jù)反饋及時診斷，促進批判思維培養(yǎng)

問題鏈不僅是全盤預設，更要在實施過程中根據(jù)學生的真實反饋再作即時調(diào)整和補充.問題鏈也不僅是教師對學生的單向問話，在課堂中問題也能激發(fā)學生生成問題，形成師生之間問答的閉環(huán).在情境3的教學中，根據(jù)學生的反饋，筆者對問題進行了如下的補充和調(diào)整.

創(chuàng)設情境3 “電風”吹蠟燭的實驗.

問題1 根據(jù)電荷分布特點，解釋為什么會形成電風.

補充1 請描述你聽到、看到的物理現(xiàn)象.

補充2 靜電平衡時，導體的尖端表面電荷如何分布？

學生（質(zhì)疑提問） 會不會是風吹動蠟燭？

問題2 什么是尖端放電？生活中有哪些應用？

設計意圖 因為學生已經(jīng)了解了導體表面電荷分布的特點，對“電風”吹蠟燭的實驗，筆者一開始預設了問題1.但實際課堂上學生回答很費勁，不少學生甚至不知道實驗要關(guān)注什么.所以，在課堂上調(diào)整了課堂節(jié)奏，補充了兩個問題作鋪墊，學生解決問題就順暢多了.聽到的啪啪聲，看到燭焰被吹動，增強學生的具身體驗，并和脫毛衣等放電現(xiàn)象聯(lián)系起來.由表及里，通過補充問題層層深入思考，自然收獲尖端放電的知識.學生提出的質(zhì)疑，要肯定，并乘勢引導學生思考解決疑問的方案，如通過對比試驗解決，通過提問、討論、論證、實驗和解決問題，培養(yǎng)學生的批判性思維.

2.5 歷經(jīng)實際問題解決，促進探究能力培養(yǎng)

創(chuàng)設情境4 冬天我們常常受到霧霾天的困擾，生產(chǎn)生活中常常用到除塵裝置.

問題1 學習了靜電吸附的相關(guān)知識，我們能不能用提供的銅絲、1.25升可樂瓶、高壓發(fā)生器制作一個靜電除塵器.

問題2 如何在可樂瓶子空間內(nèi)產(chǎn)生一個可控的電場？

問題3 如何讓電中性的煙塵帶上電？

問題4 瓶壁作為集塵極，應該與電源的哪一極相連？

設計意圖 學生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題.問題1驅(qū)動學生積極思考，通過交流、論證.如果學生不得要領(lǐng)，可通過問題2，3將問題分割、細化，經(jīng)歷分析問題、評估交流從而一步步致力問題的解決，有效促進學生物理核心素養(yǎng)提升.學生最終成果如圖4所示.

3 結(jié)語

本文依據(jù)新課標，基于最近發(fā)展區(qū)理論，以“靜電的防止與利用”為例，立足學生實際學情，設計聚焦性、遞進性、邏輯性、系統(tǒng)性的問題鏈，驅(qū)動學生深度思維，從而有效地促進學生物理核心素養(yǎng)的提升.問題鏈教學能有效促進學生深度學習和提升學生的物理核心素養(yǎng)，符合時代和新課標的需求而被廣泛應用.根據(jù)問題鏈教學理論，結(jié)合教學實踐提煉出的問題鏈教學模式的一般流程，其核心在于如何有效設計問題鏈.

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[s].北京：人民教育出版社，2020.

[2]張飛.問題驅(qū)動：通往物理深度學習的動力引擎[J].福建基礎教育研究，2023（10）：100-105+131.

[3]楊旭峰，梁旭.核心素養(yǎng)視域下“相對論時空觀和牛頓力學的局限性”教學策略[J].物理教師，2024，45（04）：25-29.

[4]徐文杰.基于情境問題解決培養(yǎng)模型建構(gòu)能力——以“彈簧振子和單擺”為例[J].物理教師，2024，45（03）：11-16.