《普通高中物理课程标准2017版解读》指出：“物理的核心素养是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[1]。按笔者的理解，物理核心素养，是通过学习物理知识的过程中形成的学科思维与研究方法，能够解释生活中的现象，对日后的学习及研究达到学以致用的目的。其中，以问题为导向的教学模式对物理核心素养的培养很有帮助。以问题为导向的教学模式，通过设置情境化的问题，引导学生思考并参与到教学中来，在解决问题的过程中学到物理知识。同时还可以调动学生学习的积极性，参与知识的建构过程。
本文以鲁科版（2020年7月）高中物理必修一的第二章第5节“自由落体运动”为例，谈谈如何运用基于问题导向教学模式构建物理模型过程进行的教学设计。
一、创设情境，导入新课
学生实验：请一位学生到讲台，教师用一张8.5厘米长的餐卡，让学生手指呈捏着状态，教师将手松开，让餐卡自由下落，同时学生立即合拢手指捏住下落的餐卡。结果学生不管怎么试都接不住。此时，抛出一个问题：同学们，请思考：你们餐卡接不住的原因。学生思考问题。
教师：学习完这节课，你们就会明白其中的缘由。
（设计意图：通过设计接餐卡的实验，能够激发学生的学习新知识的欲望，同时拉进物理学习与生活的距离。）
二、新课教学
（1）介绍亚里士多德通过日常观察发现重的物体比轻的物体下落的快。2000多年后，伽俐略通过斜面实验，提出物体下落的快慢与物体质量无关。
（设计意图：通过介绍物理学史，让学生明白一种现象的发现是通过观察与实验得到的，同时物理学史的学习，知道前人是怎样研究物理，学习他们的科学探究精神）
（2）教师：接下来，今天在课堂上我们也可以再现亚里士多德的研究历程：
演示实验：比较轻重物体下落快慢
实验一： 硬币与白纸放在同一高度，静止释放，让学生观察这两个物体下落的快慢。实验结果：硬币下落比较快。提出问题：为什么硬币下落得快，白纸下落得慢？引起学生思考。部分学生回答：由于存在空气阻力。
其中仍有一部份学生认为物体的质量大小决定了物体下落的快慢。接下去设计第二个实验。
实验二： 相同的两张白纸，把其中一张纸揉成一团，在同一高度同时释放，让学生观察这两张纸下落的快慢。实验结果：纸团下落比较快。
学生很快发现了物体下落过程中空气阻力的影响很大。
学生观察得出结论：空气阻力影响了物体下落的快慢。
教师提问：同学们思考：若没有空气阻力，重的物体下落还会比轻的物体快吗？
实验三：演示牛顿管实验（课前抽空气，给学生展示实验过程）：真空环境下羽毛与铁片运动的快慢。
结论：在接近真空的条件下，羽毛与铁片下落快慢几乎相同。
打开旋钮，放进部分空气，再比较羽毛与铁片运动的快慢，再现之前的实验过程，结论：铁片下落比羽毛快。（加深学生对落体运动中空气阻力对物体运动快慢的影响的理解）
（设计意图：物理是一门以实验为基础的学科，定义定理的得到往往需要通过实验来论证，用实验事实来说话。这三个实验的引入，要让学生直观体验到真正影响物体下落快慢的因素不是质量，而是空气阻力，为下一个自由落体运动概念的引出做好铺垫）
通过实验的演示，让学生自行归纳概括什么是自由落体运动。
（设计意图：学习是学生的学，教师在课堂上起着引领的作用，学生能做的教师不能替代）
板书：一、自由落体运动
1、定义：物体只在重力下，从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。 （如果从静止开始下落的物体所受的空气阻力很小，可以忽略，那么该物体所做的运动可视为自由落体运动）
学生通过定义，归纳自由落体运动的条件：
2、条件：（1）从静止开始下落（即初速度为零）；
（2）只受重力（当物体的重力远大于所受空气阻力时，物体的运动可看作自由落体运动）
让学生观察课本中的《图2-25 小球自由落体运动的频闪照片》，教师提出问题：自由落体运动是什么性质的运动：匀速？匀变速？非匀变速？
学生通过观察思考后回答：匀变速或非匀变速。
教师提出：对于自由落体运动，我们可以通过叶些方法来分析自由落体运动的性质？
（教师适当做些引导，结合上节课做得测量物体瞬时速度的方法分析物体的运动情况）
学生思考：
教师分析：（1）通过纸带，求出各点的瞬时速度，在v-t图像描点画图，通过点的分布情况判断重物的运动情况；（2）可利用△s=at2 ，相同时间内，相邻两段的位移之差是否相等来判断重物的运动情况；这两种处理方法让学生选择。（学生选择第2种方案，计算量小）
叫两个学生演示实验：重物自由下落，用打点计时器打几条纸带，之后让学生选择点迹比较清晰的纸带。（演示实验过程，教师要观察学生的实验操作是否符合规范，强调注意事项，适时作出指导与点评）
一个学生负责分析纸带，取记数点（相邻记数点间的间隔为一个点比较理想），测量数据，另外一个学生负责填写数据。
（设计意图：学生动手操作实验并记录数据，可以检验学生对上节课《测量物体瞬时速度》的掌握情况，同时可以让全班剩下的同学参与课堂中来，注意实验中的操作）
学生记录好数据后，让全班同学一起计算相邻记数点之间的距离Sn及相邻记数点之间的距离之差，通过数据比对，让学生自行总结：在误差允许的范围内相邻时间内位移之差相等，所以自由落体运动是匀加速直线运动。
教师：自由落体运动的性质为匀加速直线运动，同学们帮教师计算一下其加速度是多少？
学生通过数据分析计算，并求出自由落体运动的加速度。
学生：自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动。
（设计意图：学生通过数据分析计算，加深对自由落体运动的运动性质的理解与掌握，计算△s后信心倍增，有一种成功的喜悦感，再让他们运用上节课求加速度的方法计算自由落体运动的加速度，即是对上一节课知识掌握的检验，又是为下一个环节重力加速度的引出埋下伏笔）
板书： 二、自由落体加速度
在同一地点，物体做自由落体运动中只受重力作用，由重力产生的加速度也叫重力加速度，用g 表示。在通常的计算中， g = 9.8 m/s 2或g = 10 m/s 2 。重力加速度方向总是竖直向下。
教师提问：是不是在地球的任何地方的重力加速度都是9.8m/s2？
表2-3 不同地点的重力加速度[2]
引导学生阅读科本57页科学书屋内容，有什么发现？
学生：物体所在的纬度越高，其重力加速度值越大；纬度越低，其重力加速度值越小。
（设计意图：通过自由落体运动定义当中只受重力作用很巧妙地引出重力加速度，便于学生接受；观察不同纬度重力加速度值不一样，让学生知道重力加速度会因纬度的不同而不同，g=9.8m/s2只是近似取值。另外通过数据比对，让学生明白自由落体运动是一种特殊的运动，是理想化的物体模型）
板书：三、自由落体运动规律（公式表示）
问题：自由落体运动是
，加速度为g的匀加速直线运动，同学们根据之前学过的匀变速直线运动的规律自行推导一下自由落体运动的运动规律。
学生可推导得出
课堂互动：问题：如何求直尺下落的时间？
学生：直尺下落后做自由落体运动，直尺下落的距离，即后者所捏处的刻度值
，根据位移公式可计算出直尺下落的时间。
操作：一个同学拿住刻度尺子的上端，保持刻度尺尺竖直不动，另一个同学张开拇指与食指，刻度尺的零刻度线与手指面相平，前者释放，后者捏住。读出刻度尺下落所捏处的刻度值。g=10m/s2
（1）分析测量依据的规律或原理
（2）若小李在尺下落后所捏处的刻度为15cm，求他的反应时间
例题： 高空坠物常会造成极大的危害。某高楼住户，有一花盆从距地面20m处自由落下。取重力加速度g = 10 m/s2 ，不计空气阻力，花盆经过多长时间落到地面？到达地面的速度有多在？
（设计意图：是对课前捏住餐卡的一个呼应，又是对本节课所学的内容进行巩固，把所学的知识及时运用到日常生活中，能正确解释生活中的高空坠物的危害及如何预防，达到学以致用的目的，增加学生学习的幸福感）
课后反思
以问题为导向设计的教学模式，很好地引导学生积极思考问题并很有效的学到知识，体会到知识的生成过程，同时培养学生实验探究能力，逐步形成学科研究的能力，为今后的学习与研究奠定基础。通过这节课的设计，笔者有几点体会：
1、充分挖掘身边的小实验
物理与实验密不可分，少了实验课堂就会显得枯燥无味。身边的瓶瓶罐罐都可以恰如其分的运用到课堂教学中去，不仅可以演示解释物理现象加强学生对物理知识的理解与认同，同时又把物理与生活拉近距离，让学生明白其实物理就在身边，培养学生的学习兴趣。
2、细心研究课标，挖掘课程资源
课程标准里对本节课中有这一要求：通过实验来探究自由落体运动的性质。这是新课标提出来的。在授课过程中引入实验，很能调动学生学习的积极性，学生很想通过实验能发现物理规律。基于此，教师授课前，对教本与学情深入分析，设计针对性的问题让学生思考，利用重物下落带动纸带的实验帮助学生分析自由落体运动的性质，通过数据分析与计算完成知识的建构，在研究过程中完成对自由落体运动概念与规律的学习，这个过程对学生来说有趣且深刻。
3、与时俱进，采用合适的教学方法，打造高效物理课堂
教师教学过程需要不断学习，不断更新已有的教学理念，同样一节课，不同时段要求不一样，不同时段采取的教学模式也不一样。传统的问答式教学，学生参与教学中的少，更多地是填塞式教学，与当今教学模式不符合。学生的学习须建立在学生能够积极主动的融入课堂教学中去，通过课堂学习真真切切掌握课程知识，懂得科学研究方法，这样的课堂教学效率自然就高。
本节课的问题设计着力点通过以问题为导向，巧妙引入实验，将复杂的问题模型简单化。学生通过自主探究，动手实验，数据处理，合作交流，不仅掌握了本节课的学习内容，还让学生体会到了科学探究的成功地喜悦，提高了学习物理的兴趣。以问题为导向的教学模式值得在教学中进行推广。
参考文献
[1] 廖伯琴，普通高中物理课程标准（2017版）解读［M］.高等教育出版社, 2018年6月第1版
[2] 廖伯琴，普通高中物理教科书必修一［M］.山东科学技术出版社, 2020年7月第1版
