巧設(shè)情境 引導(dǎo)探究*
——探究課堂中的情境創(chuàng)設(shè)

宋 軍

(南京市梅園中學(xué) 江蘇 南京 210018)

1 引言

科學(xué)探究過程通常在一定情境中進(jìn)行，探究情境的創(chuàng)設(shè)對能否順利、高效進(jìn)行探究有重要作用；如果忽視情境創(chuàng)設(shè)，離開合理的情境，探究往往是低效的，學(xué)生可能會不明確探究方向.

那么，怎樣創(chuàng)設(shè)情境？情境創(chuàng)設(shè)有哪些有效方法？在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)又有哪些地方需要注意？在“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”這節(jié)課中，教師嘗試創(chuàng)設(shè)多種情境探究平拋規(guī)律，并研究情境創(chuàng)設(shè)在探究過程中的作用.

2 案例描述

“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”是一節(jié)規(guī)律探究課，本課的探究思路如圖1所示.

圖1

下面談?wù)劚菊n幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的情境創(chuàng)設(shè).

2.1 借助多媒體技術(shù) 創(chuàng)設(shè)規(guī)律應(yīng)用情境 激發(fā)學(xué)生探究動機(jī)

學(xué)生活動：利用多媒體技術(shù)(Flash課件)，展示水平飛行的飛機(jī)投彈打擊同方向逃跑的敵方船只，設(shè)定飛機(jī)和船的速度，讓學(xué)生親自操縱投彈的時(shí)機(jī)(圖2).

學(xué)生踴躍參加，但由于憑感覺估算投彈時(shí)機(jī)，學(xué)生往往估計(jì)不準(zhǔn)，不能準(zhǔn)確打擊.教師適時(shí)引出話題“如果能準(zhǔn)確計(jì)算投彈的時(shí)機(jī)，那該多好啊!掌握今天這節(jié)課的規(guī)律，你就能準(zhǔn)確打擊敵船！”以激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī).

圖2

情境分析：創(chuàng)設(shè)平拋運(yùn)動的應(yīng)用情境(飛機(jī)投彈)，讓學(xué)生體會物理知識在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識來解決實(shí)際問題的積極性、主動性.

2.2 體驗(yàn)并記錄物理過程 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境 尋找物理規(guī)律

圖3

在課件中，利用電子黑板軟件提供的實(shí)時(shí)書寫、作圖、記錄功能，將不同時(shí)刻小球的位置在同一幅圖中標(biāo)示出來(圖3中一系列的點(diǎn)，由于小球速度越來越快，大約從第3幀開始小球成像位置開始模糊，只可粗略定位)，讓學(xué)生嘗試尋找其中的規(guī)律.

在學(xué)生思考的過程中，提醒學(xué)生回憶我們研究復(fù)雜運(yùn)動的方法——運(yùn)動的合成和分解，提示學(xué)生借助于演示儀中的標(biāo)尺，從水平和豎直兩個(gè)方向來分析問題.

學(xué)生利用電子白板的作圖功能分別從各位置小球的球心作豎直線和水平線，完成作圖后，再次讓學(xué)生尋找平拋運(yùn)動的特征，并猜測水平和豎直可能是什么運(yùn)動.

情境分析：一般情況下，學(xué)生對自身體驗(yàn)得出的結(jié)果是最為信服的.本環(huán)節(jié)利用學(xué)生身邊的記錄器材和常見的實(shí)驗(yàn)儀器，由學(xué)生自己操作，通過實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，在水平和豎直方向上作圖，并對所作圖形進(jìn)行分析，尋找平拋過程的規(guī)律.

2.3 梳理研究方法 創(chuàng)設(shè)理論探究情境 得出問題本質(zhì)

通過實(shí)驗(yàn)分析，學(xué)生粗略得出平拋運(yùn)動的特征，但將實(shí)驗(yàn)得到的粗略結(jié)論作為平拋運(yùn)動的本質(zhì)規(guī)律還不太合適，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論探究.

為了讓學(xué)生了解理論探究的思路，特設(shè)計(jì)以下一系列問題.

設(shè)問1：物體的受力和初狀態(tài)決定了物體的運(yùn)動情況，哪一個(gè)規(guī)律揭示了力和運(yùn)動之間的關(guān)系？

設(shè)問2：平拋運(yùn)動是否也是由特定的力和初狀態(tài)決定的？

設(shè)問3：怎樣用牛頓定律來解釋平拋運(yùn)動？

在此基礎(chǔ)上，提醒學(xué)生對平拋運(yùn)動進(jìn)行受力和運(yùn)動分析，畫出受力和初速度示意圖.

設(shè)問4：受力和初速度不在一條直線上，這樣的運(yùn)動應(yīng)該怎樣分析？

設(shè)問5：你能不能準(zhǔn)確說出水平和豎直兩個(gè)方向的分運(yùn)動？

設(shè)問6：你能不能準(zhǔn)確寫出水平和豎直方向上的速度和位移？

情境分析：學(xué)生在分析平拋運(yùn)動時(shí)，通常不會主動想起用牛頓定律來分析問題.通過教師的設(shè)問，一步步引導(dǎo)學(xué)生回顧物理研究方法，并用所學(xué)方法來研究新的問題，提高知識應(yīng)用和方法遷移能力.

2.4 控制實(shí)驗(yàn)變量 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)對比情境 驗(yàn)證平拋規(guī)律

師生互動：如果利用平拋運(yùn)動演示儀1(圖4)，讓兩個(gè)小球同時(shí)做平拋和自由落體運(yùn)動，同時(shí)設(shè)疑如下.

圖4

(1)猜想將看到的現(xiàn)象.

(2)如果通過觀察不易分辨，還可采用什么方法來驗(yàn)證你的猜想？

(3)這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了平拋哪個(gè)方向的分運(yùn)動？

(4)如果離地高度變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否會改變？

如果利用平拋運(yùn)動演示儀2(圖5)，讓兩個(gè)小球同時(shí)從軌道頂端釋放，到斜面底端時(shí)，第三個(gè)小球開始做自由落體運(yùn)動，猜想可能發(fā)生的現(xiàn)象.如果改變上軌道的高度或者第三個(gè)小球的水平位置，又會有怎樣的現(xiàn)象？

圖5

先讓學(xué)生經(jīng)過猜想、分析和充分的討論，在此基礎(chǔ)上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證學(xué)生的猜想和分析.

情境分析：對比是研究問題的重要方法.在實(shí)驗(yàn)中采用控制變量，在兩個(gè)或多個(gè)小球同時(shí)進(jìn)行的物理過程中，先運(yùn)用所學(xué)規(guī)律，分析得出可能會出現(xiàn)的現(xiàn)象，再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證平拋規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)生的自信心.

3 案例反思

3.1 探究情境的作用及特點(diǎn)

物理情境能將學(xué)生帶入物理世界，引起特定的學(xué)科思維，并能促使物理問題得以順利解決.探究情境對學(xué)生的探究過程有指導(dǎo)作用，合理的情境、充分的鋪墊往往能使學(xué)生的探究過程順利進(jìn)行，起到事半功倍的效果.

探究情境必須具備“鋪墊、激趣、導(dǎo)思”等功能.