摘 要：基于挑戰(zhàn)性任務(wù)的物理問題鏈教學(xué)，利用挑戰(zhàn)性任務(wù)，設(shè)置相應(yīng)的問題鏈引發(fā)學(xué)生思考，發(fā)展學(xué)生的分析能力、應(yīng)用能力，最終在一定程度上發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。如何設(shè)計(jì)好物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈?zhǔn)俏锢斫處熤档醚芯康膯栴}。教師可以依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)與教材，在準(zhǔn)確把握學(xué)情的基礎(chǔ)上，以幫助學(xué)生突破易錯點(diǎn)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生知識水平與學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，與現(xiàn)實(shí)情境相結(jié)合，難度適中，具有一定開放性的問題鏈。

關(guān)鍵詞：高中物理；挑戰(zhàn)性任務(wù)；問題鏈；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）05-0123-06

當(dāng)前，在新課標(biāo)理念的指導(dǎo)下，課堂教學(xué)的模式也相應(yīng)地發(fā)生了變化。但是大多數(shù)學(xué)生針對開放性問題和情境問題的建模能力依然薄弱，解決問題的能力沒有得到本質(zhì)的提升。物理挑戰(zhàn)性任務(wù)是一種特定的物理任務(wù)，將物理知識轉(zhuǎn)化為挑戰(zhàn)性任務(wù)，通常以真實(shí)情境作為背景，以問題鏈的形式驅(qū)動學(xué)生去思考問題，解決生活當(dāng)中的實(shí)際問題。本研究聚焦物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，探索提升學(xué)生解決問題能力、發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的途徑。

一、高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)依據(jù)

（一）依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）是教師開展課堂教學(xué)活動的“航標(biāo)”，它要求教師在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)目標(biāo)時(shí)，從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度出發(fā)，通過課堂教學(xué)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。設(shè)計(jì)物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈應(yīng)依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的核心素養(yǎng)理念，精心設(shè)計(jì)基于情境的問題鏈，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中解決物理問題，拉近物理與生活的距離，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新教材中的“STSE”“科學(xué)漫步”等板塊，為教師設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性任務(wù)提供了素材，教師要善于利用這些素材培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）依據(jù)學(xué)情

教學(xué)設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)就是學(xué)情分析。設(shè)計(jì)物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈要求教師充分了解學(xué)生現(xiàn)有的知識水平、認(rèn)知的障礙點(diǎn)及心理特點(diǎn)等，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)滿足以下三個條件的問題鏈。

一是問題鏈的設(shè)計(jì)必須符合學(xué)生現(xiàn)有的知識水平。設(shè)計(jì)的問題不能太難，否則學(xué)生難以接受；設(shè)計(jì)的問題也不能太簡單，否則學(xué)生又覺得沒有探究的必要。教師可以將物理挑戰(zhàn)性任務(wù)分解成學(xué)生能夠接受的多個子任務(wù)，然后針對子任務(wù)再設(shè)計(jì)子問題，驅(qū)動學(xué)生一步步去解決這些問題，進(jìn)而在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

二是問題鏈的設(shè)計(jì)要幫助學(xué)生突破易錯點(diǎn)。學(xué)生做題時(shí)易出錯的原因主要有兩個：概念理解不透，認(rèn)知出錯；或是建模能力較差，碰到新情境問題不知所措。物理挑戰(zhàn)性任務(wù)理應(yīng)依據(jù)這些問題進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行任務(wù)分解，致力幫助學(xué)生攻克易錯點(diǎn)。

三是問題鏈的設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。教師不僅要有比較豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還要具備相關(guān)的心理學(xué)知識。物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，由易到難、由簡到繁，讓學(xué)生“跳一跳”就能“摘到桃子”。

二、高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)策略

（一）問題鏈與現(xiàn)實(shí)情境相結(jié)合

物理學(xué)科與生產(chǎn)生活息息相關(guān)，物理問題鏈的設(shè)計(jì)要與現(xiàn)實(shí)情境相結(jié)合。教師通過將現(xiàn)實(shí)中的生產(chǎn)生活問題轉(zhuǎn)換成對應(yīng)情境下的物理問題，培養(yǎng)學(xué)生將情境和知識聯(lián)系起來的意識，引導(dǎo)學(xué)生解決這些實(shí)際問題，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）問題鏈的難度要適中

高中物理學(xué)習(xí)是有一定難度的，部分學(xué)生容易產(chǎn)生畏難心理。教師設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的難度要適中，并且可以將物理挑戰(zhàn)性任務(wù)分解為一系列子任務(wù)，這些子任務(wù)之間要相互關(guān)聯(lián)。在形式上它們是環(huán)環(huán)相扣的，在難度上它們是逐漸加深的，通過完成這些子任務(wù)推動挑戰(zhàn)性任務(wù)順利解決。問題具有一定難度但又在學(xué)生可以接受的范圍，可以更好地鼓勵學(xué)生完成任務(wù)，使學(xué)生獲得成長和進(jìn)步，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（三）問題鏈要有一定的開放性

問題鏈的設(shè)計(jì)，可以預(yù)設(shè)一定的開放性問題，觸發(fā)學(xué)生交流、思考和討論，營造良好的課堂氛圍，鍛煉學(xué)生的表達(dá)交流能力。由于是開放性問題，所以解決辦法不是唯一的，可以留給學(xué)生很多思考空間，從而能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和發(fā)散思維。

三、高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)流程

高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)主要有四個步驟。首先是設(shè)計(jì)好挑戰(zhàn)性任務(wù)的主題。高中物理概念比較抽象，綜合性強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度大，教師要認(rèn)真研讀教材，剖析教學(xué)內(nèi)容，準(zhǔn)確把握本節(jié)課所學(xué)知識之間的邏輯關(guān)系，將這些知識內(nèi)容有機(jī)整合起來，從而確定挑戰(zhàn)性任務(wù)的主題。

其次是設(shè)計(jì)好挑戰(zhàn)性任務(wù)的子任務(wù)。將挑戰(zhàn)性任務(wù)拆解成若干子任務(wù)，可以據(jù)此構(gòu)建起整個課堂的教學(xué)框架，將任務(wù)一個一個完成。這樣符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，學(xué)生更易于理解和接受，教學(xué)效果會更好。

再次是設(shè)計(jì)好問題鏈的過程導(dǎo)向和關(guān)聯(lián)知識。挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的過程導(dǎo)向和關(guān)聯(lián)知識關(guān)系著整節(jié)課要達(dá)到什么樣的教學(xué)效果。問題鏈的過程導(dǎo)向和關(guān)聯(lián)知識要緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮學(xué)生已有的知識、認(rèn)知障礙和心理發(fā)展特點(diǎn)，使學(xué)生能一步一步地去解決問題，最終完成預(yù)設(shè)的任務(wù)。有學(xué)者研究指出，教師可以圍繞“WPHE”設(shè)計(jì)問題鏈的過程導(dǎo)向。其中“W”指“What”，即物理挑戰(zhàn)性任務(wù)的主題；“P”指“Possess”，即學(xué)生的現(xiàn)有知識水平；“H”指“How”，即怎么去設(shè)置課堂教學(xué)的問題鏈；“E”指“Effect”，即挑戰(zhàn)性任務(wù)要達(dá)到的效果。

最后是教學(xué)實(shí)施和效果檢驗(yàn)。經(jīng)過前面三個步驟，一節(jié)課的物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的開發(fā)就基本完成了，最后需要實(shí)施教學(xué)和檢驗(yàn)效果。在實(shí)施課堂教學(xué)時(shí)，教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，營造良好的課堂氛圍，合理把握課堂的各個環(huán)節(jié)，保證課堂教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和收獲預(yù)期教學(xué)效果。堅(jiān)持發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生成為課堂的主人。引導(dǎo)學(xué)生討論和探究，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生成長，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈設(shè)計(jì)案例

現(xiàn)根據(jù)前文提出的挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用流程，以“速度變化快慢的描述——加速度”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)闡述高中物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略。

（一）教學(xué)分析及設(shè)計(jì)

1.教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容選自人教版高中物理教科書必修第一冊第一章第四節(jié)，重難點(diǎn)是加速度概念的建構(gòu)與理解。加速度是描述速度變化快慢的物理量，是在參考系、位移、速度等概念基礎(chǔ)上進(jìn)一步描述質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動的物理量。從運(yùn)動與相互作用的角度看，加速度是建立運(yùn)動與相互作用關(guān)系的橋梁，描述力對物體的作用效果；從核心素養(yǎng)的角度看，經(jīng)歷加速度概念建構(gòu)過程，有利于學(xué)生形成運(yùn)動與相互作用的觀念?？梢?，加速度是運(yùn)動與相互作用中的重要概念，加速度概念的建構(gòu)及對加速度概念內(nèi)涵的理解是教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容。

2.學(xué)情分析

本節(jié)課是針對高一的學(xué)生來設(shè)計(jì)的。從概念本身分析，加速度描述速度變化的快慢，即速度變化量與時(shí)間的比值，采用比值定義比較抽象，而高一學(xué)生抽象思維能力較弱，不易理解比值定義式；加速度又是矢量，需要考慮大小和方向，分析難度大。從數(shù)學(xué)知識角度分析，高一學(xué)生沒有系統(tǒng)學(xué)過向量運(yùn)算的相關(guān)知識，不具備矢量運(yùn)算能力，不容易掌握速度變化量的矢量特征，使得速度變化量和加速度的方向問題成為教學(xué)中的難點(diǎn)。加速度概念與速度、速度變化量等概念有關(guān)聯(lián)，加速度大小與速度變化率有關(guān)，加速度方向又由速度變化量的方向決定，因而學(xué)生對加速度的理解存在困難。

3.教學(xué)目標(biāo)

物理觀念：通過分析生活中的一些運(yùn)動實(shí)例，理解加速度表示的是速度變化的快慢；通過分析加速度與速度方向的關(guān)系來判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)。

科學(xué)思維：經(jīng)歷加速度概念的建構(gòu)過程，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握類比的方法，提升科學(xué)推理能力；通過歸納多種直線運(yùn)動中速度、速度變化量和加速度的方向，總結(jié)出判斷物體運(yùn)動性質(zhì)的方法，發(fā)展綜合分析能力與推理論證能力。

科學(xué)探究：通過小組合作，探究加速度方向與速度方向的關(guān)系，判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)，培養(yǎng)交流、合作、探究等能力。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識引入加速度概念的必要性，認(rèn)識加速度與生活的聯(lián)系，形成探索科學(xué)的動力。

4.教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：建構(gòu)和理解加速度概念；理解加速度與速度、速度變化量、速度變化率的聯(lián)系與區(qū)別；分析速度—時(shí)間圖像。

教學(xué)難點(diǎn)：用極限思想建立瞬時(shí)加速度概念。

5.教學(xué)方法

運(yùn)用建構(gòu)物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈的教學(xué)方法，通過發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維來突破重難點(diǎn)。

（二）教學(xué)過程

教師先讓學(xué)生自主閱讀教材中“科學(xué)漫步”和“STSE”板塊的內(nèi)容，充分利用教材中的信息調(diào)動學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建生活化的場景來創(chuàng)設(shè)相關(guān)問題情境，讓學(xué)生感受到運(yùn)動的物體不僅位置變化有快慢之分，而且速度變化也有快慢之分。隨后引出問題：如何描述速度變化的快慢呢？學(xué)生通過類比速度的比值定義方法，得出加速度的定義，從而經(jīng)歷概念的建構(gòu)過程，發(fā)展運(yùn)動觀念。由于學(xué)生欠缺矢量運(yùn)算能力，需類比位移的合成，將知識遷移至討論速度的矢量運(yùn)算，得出速度變化量的方向，從而得出加速度的方向。如何判斷物體做加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動，可以利用多種情境對比分析，通過歸納總結(jié)形成結(jié)論。

挑戰(zhàn)性任務(wù)：如何描述物體速度變化的快慢？

為順利完成該挑戰(zhàn)性任務(wù)，教師將其分解成五個子任務(wù)，再圍繞這五個子任務(wù)設(shè)計(jì)若干個邏輯清晰、相互關(guān)聯(lián)的子問題，這些子問題具有內(nèi)在的聯(lián)系，構(gòu)成問題鏈。

1.子任務(wù)1：建構(gòu)一個什么樣的物理量來描述速度變化的快慢？

教師活動：創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生思考。自然界中羚羊4 s內(nèi)速度可由0達(dá)到25 m/s，獵豹4 s內(nèi)速度可由0達(dá)到30 m/s，雖然運(yùn)動的時(shí)間一樣，但是二者的運(yùn)動情況并不同。再如，小汽車在10 s內(nèi)，速度從0達(dá)到100 km/h，一列火車在300 s內(nèi)速度也從0達(dá)到100 km/h。雖然小汽車和火車的速度都從0達(dá)到100 km/h，但是它們的運(yùn)動情況顯然也不同。

問題1.1：上述情境中，你如何比較羚羊和獵豹速度變化的快慢？又如何比較小汽車和火車速度變化的快慢？比較方法有何不同？

問題1.2：如果兩個不同物體運(yùn)動的[Δ]v和[Δ]t都不同，如何比較速度變化的快慢呢？

問題1.3：速度是描述物體位置變化快慢的物理量，類比速度的定義，請你給出新的物理量（加速度）的定義式。

問題1.4：運(yùn)用[ΔtΔv]來描述速度變化快慢，可以嗎？如果可以，相對于[ΔvΔt]，你傾向采用哪個比值？為什么？

問題1.5：加速度的單位是什么？

問題1.6：若物體在沿著直線運(yùn)動的過程中，它的加速度大小為3 m/s2，其物理意義是什么？

設(shè)計(jì)意圖：如何比較速度變化的快慢？讓學(xué)生從相同[Δ]v比較[Δ]t或者相同[Δ]t比較[Δ]v出發(fā)，拋出如果[Δ]v和[Δ]t二者都不相同如何比較的問題，通過類比速度的定義來建構(gòu)加速度的定義式。問題1.4具有開放性，能夠拓展學(xué)生的思維。通過解決上述系列問題，學(xué)生能夠得出加速度的定義式和單位，初步建立加速度概念。

2.子任務(wù)2：加速度是矢量還是標(biāo)量？如何確定它的方向？

問題2.1：如圖1所示，物體初始的位置在x1，經(jīng)過一段時(shí)間之后物體移動到了x2，那么位移[Δx]可以表示為[Δx=x2-x1]。如何在圖1中畫出[Δx]？

問題2.2：類比位移作圖方法，分析速度變化量。如何在圖2中畫出速度變化量[Δv]？

問題2.3：一輛汽車在10 s內(nèi)速度由0增加到72 km/h，汽車在這5 s內(nèi)速度的變化量以及加速度是多少？

問題2.4：一輛汽車以72 km/h的速度勻速行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，急忙踩下剎車，汽車經(jīng)2.5 s停了下來（司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間忽略），求汽車開始減速到停下來的速度變化量和加速度。

問題2.5：如圖3所示，分析乒乓球在碰撞過程中，速度的變化量和加速度分別是多少？（設(shè)碰撞時(shí)間為0.01 s）

設(shè)計(jì)意圖：通過類比位移的合成，再遷移知識討論速度的矢量運(yùn)算。教師引導(dǎo)學(xué)生正確作圖，利用作圖法分析位移的大小和方向，然后遷移到分析速度當(dāng)中。通過具體題目分析同方向的加速運(yùn)動和減速運(yùn)動中速度變化量，體會加速度方向與速度方向無關(guān)、與速度變化量方向有關(guān)。通過小組交流和師生互動，學(xué)生認(rèn)識到矢量運(yùn)算要注意方向，進(jìn)而加深對速度變化量方向與加速度方向相同的理解。

3.子任務(wù)3：如何利用加速度的方向分析物體的運(yùn)動情況？

教師活動：展示物體不同方向的加速直線運(yùn)動和減速直線運(yùn)動（如圖4所示），引導(dǎo)學(xué)生利用加速度來分析物體是做加速運(yùn)動還是做減速運(yùn)動。

問題3.1：請計(jì)算出4種情況物體的加速度，然后回答a＞0時(shí)物體加速，a＜0時(shí)物體減速，對嗎？

問題3.2：加速運(yùn)動的加速度一定為正值嗎？加速度的方向與速度方向相同嗎？

問題3.3：加速度的正、負(fù)代表的是什么？

問題3.4：什么情況下物體加速，什么情況下物體減速？

設(shè)計(jì)意圖：由于高一學(xué)生剛接觸矢量，不清楚矢量運(yùn)算法則，為突破加速度方向這個難點(diǎn)，本部分進(jìn)行了進(jìn)階設(shè)置。問題設(shè)置的情境從同向加速、同向減速到反向加速、反向減速，讓學(xué)生通過分析多種情況中加速度的方向，歸納出加速度與速度方向相同時(shí)加速、加速度與速度方向相反時(shí)減速的特點(diǎn)，深化對直線運(yùn)動中加速度方向的理解。

4.子任務(wù)4：加速度與速度、速度變化量、速度變化率的聯(lián)系與區(qū)別是什么？

教師活動：創(chuàng)設(shè)情境。播放電動方程式賽車與卡塔爾航空客機(jī)在多哈機(jī)場進(jìn)行別開生面的速度比拼的視頻。電動賽車重880 kg，可以在3 s內(nèi)從0加速到100 km/h。一開始賽車比客機(jī)快，但之后，客機(jī)的速度漸漸超過賽車。比賽過程中，賽車最大速度為225 km/h，客機(jī)在高空中最大速度為944 km/h。賽車速度從0到100 km/h用時(shí)3 s，客機(jī)速度從0到100 km/h用時(shí)29 s。

問題4.1：剛啟動時(shí)，賽車的速度為0，加速度是不是也為0？

問題4.2：客機(jī)能夠達(dá)到的最大速度很大，加速度是不是也很大？

問題4.3：比賽中客機(jī)的速度變化量大，還是賽車的速度變化量大？

問題4.4：賽車和客機(jī)的加速度分別是多少？

問題4.5：“速度大”“速度變化大”“速度變化快”分別指的是什么？

問題4.6：請判斷是否存在下列運(yùn)動情況并舉例。速度很大，加速度為0；速度變化很大，加速度很??；速度變化很快，加速度很小。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過計(jì)算后會發(fā)現(xiàn)，速度為0時(shí)，加速度不一定為0；加速度為0時(shí)，速度也不一定為0。速度變化大，加速度不一定大；速度變化小，加速度不一定小。問題4.6進(jìn)一步觸發(fā)學(xué)生思考，加深學(xué)生對速度、速度變化量、加速度概念的理解。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠總結(jié)出加速度與速度、速度變化量之間沒有必然的聯(lián)系。

5.子任務(wù)5：如何利用速度—時(shí)間圖像來獲取加速度的信息？

問題5.1：圖5中圖線1、2說明速度隨時(shí)間如何變化？誰的加速度大？

問題5.2：圖6中圖線3、4說明速度隨時(shí)間如何變化？誰的加速度大？

問題5.3：回顧x-t圖像（如圖7所示），圖線A的斜率是多少？它的物理意義是什么？圖線B為在x1處的切線，它斜率的物理意義是什么？

問題5.4：將圖7縱軸坐標(biāo)x改為速度v（如圖8所示），圖線C的斜率是多少？它的物理意義是什么？圖線D為v1處的切線，它斜率的物理意義是什么？

設(shè)計(jì)意圖：本部分從勻加速直線運(yùn)動到勻減速直線運(yùn)動，再到非勻變速直線運(yùn)動，由淺入深搭建臺階，通過類比分析x-t圖像和v-t圖像，使學(xué)生深入理解速度、速度變化量和加速度的聯(lián)系與區(qū)別，一步一步突破難點(diǎn)問題，提升學(xué)生利用圖像獲取和處理信息的能力，培養(yǎng)科學(xué)思維。

本教學(xué)設(shè)計(jì)基于加速度概念的建構(gòu)，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平，在多個子任務(wù)中設(shè)置問題鏈，循序漸進(jìn)，從為什么要建立加速度概念，到如何定義與表述加速度概念，到加速度與已有物理概念（速度、速度變化量）之間有什么關(guān)聯(lián)，再到應(yīng)用拓展，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷運(yùn)用極限的思想?yún)^(qū)別平均加速度和瞬時(shí)加速度，幫助學(xué)生深化對加速度概念的理解，掌握類比分析方法，理解極限思想，提升通過圖像獲取信息的能力，發(fā)展科學(xué)思維，涵育物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

五、依托挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈開展高中物理教學(xué)的成效與反思

為檢驗(yàn)物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈教學(xué)的效果，課題研究過程中，課題組設(shè)置了試驗(yàn)班和對照班對比教學(xué)效果，使用SPSS 26.0軟件對試驗(yàn)班和對照班的前測成績和后測成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（一）試驗(yàn)班和對照班前測物理成績分析

試驗(yàn)班和對照班的前測物理成績及相關(guān)情況如表1、表2所示。由表1可知，試驗(yàn)班和對照班的前測物理成績平均分接近，標(biāo)準(zhǔn)差相差不大，說明兩個班的前測物理成績是相當(dāng)?shù)?。在?中，兩個班級數(shù)據(jù)結(jié)果的萊文方差等同性檢驗(yàn)，F(xiàn)=0.198，p=0.657＞0.05，因此不能拒絕原假設(shè)，兩個數(shù)據(jù)樣本的方差是相等的，此時(shí)可以采用等方差t檢驗(yàn)。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在方差相等時(shí)，p=0.710＞0.05，故接受原假設(shè)。說明兩個班級的前測成績沒有顯著差異，對照班的選取是合理的。

（二）試驗(yàn)班和對照班后測物理成績分析

試驗(yàn)班依托挑戰(zhàn)性問題鏈展開教學(xué)，對照班采用常規(guī)教學(xué)，經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)，期末考試成績的分析對比如下。從表3可以看出，試驗(yàn)班和對照班的平均分都有提高，試驗(yàn)班提高得更多。但成績是否有差異需要進(jìn)一步檢驗(yàn)。根據(jù)表4的萊文方差等同性檢驗(yàn)的結(jié)果，F(xiàn)=1.153，p=0.285＞0.05，故可以認(rèn)為兩樣本方差相等，采用等方差t檢驗(yàn)。t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，p=0.041＜0.05，說明實(shí)驗(yàn)班和對照班物理成績的平均值有顯著性差異。這說明在高中物理教學(xué)中設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈，能夠有效提升課堂教學(xué)效果。

雖然挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈在高中物理教學(xué)中取得了一定的效果，但在實(shí)施過程中也發(fā)現(xiàn)了一些困難和不足。對教師而言，最大的困難在于分解教學(xué)任務(wù)和設(shè)計(jì)問題，這需要教師具有較高的理論素養(yǎng)和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。對自主學(xué)習(xí)能力弱、不善于思考的學(xué)生來說，挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈讓他們倍感壓力，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)抵觸的情緒。因此，挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈教學(xué)的推進(jìn)需要師生相互配合才能取得更好成效。接下來，課題組將在培養(yǎng)學(xué)生知識探究能力、思維能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步關(guān)注學(xué)生心理情感活動，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的信心，持續(xù)發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

［1］錢毓平.高中物理課堂教學(xué)“問題鏈”的設(shè)計(jì)原則及其實(shí)驗(yàn)初探［J］.物理教師，2016，37（10）：32-34.

［2］方林，陶士金，許新勝.淺議高中物理單元教學(xué)問題鏈的設(shè)計(jì)與實(shí)施：基于“靜電場”單元教學(xué)案例［J］.物理教學(xué)探討，2020，38（03）：77-80.

［3］居津，臧濤成.基于物理挑戰(zhàn)性任務(wù)問題鏈教學(xué)的實(shí)踐研究：以人教版新教材“拋體運(yùn)動的規(guī)律”教學(xué)為例［J］.物理教學(xué)探討，2021，39（11）：64-68.

［4］彭前程.高中物理教科書教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 必修 第一冊［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2022.

注：本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度科學(xué)教育專項(xiàng)課題“基于挑戰(zhàn)性任務(wù)的問題鏈在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐研究”（2023ZJY806）的研究成果。

（責(zé)編 劉小瑗）

作者簡介：吳高年，1977年生，廣西靖西人，在職研究生，高級教師，主要研究方向?yàn)楦咧形锢斫虒W(xué)。