關于圓周運動教學中物理情景創(chuàng)設的一點思考

尤宇丹

物理學科常常從外在的現(xiàn)象出發(fā)，通過觀察、分析、探究和總結(jié)事物運行和發(fā)展的規(guī)律。而教學需要符合學科的發(fā)展特點，所以在高中物理教學中往往需要將所研究的現(xiàn)象或過程進行形象的描述也就是創(chuàng)設情境。2013年底，我應邀前往蘇州市吳江區(qū)參加“蘇州市普通高中科研協(xié)作會”，并開設了一節(jié)《圓周運動》的展示課。由于時間緊、任務重，加上對學生情況的不了解，如何準備好一個高效率又不乏新意的教學方案，讓人頗費了一番思量。最后我選擇了以情境創(chuàng)設作為突破口來表達我的教學觀。

一、由教學內(nèi)容和教學對象促成的教學方法

圓周運動一課以概念學習為主要知識目標，但在教學中幫助學生經(jīng)歷從感性認識現(xiàn)象到理性分析規(guī)律的過程顯的更為重要。為使學生能夠更好的體會這一過程，最終掌握科學分析圓周運動實例的方法，相關物理現(xiàn)象的展示非常重要。教材提供了包括砂輪、雨傘、飛天輪等多個實例來向?qū)W生展示豐富多彩的圓周運動。由于不清楚學生的具體情況，不了解他們對生活中圓周運動的認識程度有多深，所以我放棄了這些多樣但卻彼此孤立的物理模型，轉(zhuǎn)而通過一個以旋轉(zhuǎn)木馬為核心實例，創(chuàng)設出一系列物理情境的方式來引導學生的觀想，推動課堂教學的展開。

很多學生體驗過旋轉(zhuǎn)木馬這個游樂項目，同時它也在生活和影視作品中頻繁出現(xiàn)，是一個被人們所熟悉的圓周運動實例。這降低了學生觀察和理解的難度。同時為了在課堂上更為清晰的展示，我制作了一個簡易的模型（圖1），并以此為基礎幫助學生逐步創(chuàng)設物理情境，領會知識要點。圓周運動一節(jié)中的知識主要分為線速度、角速度、連動裝置三部分。與此對應，課堂物理情境也分為三步展開。

第一步感受木馬的奔馳。讓學生通過回憶來談談乘坐旋轉(zhuǎn)木馬上內(nèi)外兩側(cè)木馬中的哪個能給人更強烈的奔馳感覺。結(jié)合實物模型中的外側(cè)a馬和內(nèi)側(cè)b馬的演示，以哪個移動較快這一問題來引導學生理解線速度的相關概念。

第二步討論木馬的超越。

在第一步中外側(cè)的a馬線速度更大的結(jié)論上進一步以a馬能否超越b馬為核心問題，激發(fā)學生討論，促進學生發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動問題的特殊性，總結(jié)并理解角速度的相關概念。

第三步木馬底盤如何運動。通過底盤橡皮繩連動裝置的演示，引導學生運動線速度和角速度的知識對連動裝置運行特點進行討論，揭示其線速度與角速度關聯(lián)特點。

事實上將三部分知識點依托于同一個情境不是簡單的拼湊，而是逐步遞進，形成一個連貫的、系統(tǒng)的思維流程。從而讓學生更深刻的理解旋轉(zhuǎn)木馬的運動特點，做到一理通而萬事明，并最終掌握圓周運動的規(guī)律。

二、發(fā)展的情境引導高漲的熱情

愛因斯坦曾經(jīng)說過：當科學結(jié)論以完成的形式出現(xiàn)在大眾面前時，他們是不會感受到探索的喜悅的。反而言之，當我們幫助學生經(jīng)歷這樣一個過程后，他們就會體會到思想的深刻和科學的魅力，從而爆發(fā)出不一樣的熱情。展示課結(jié)束后與學生的交流使我有兩點印象深刻。

首先是學生思考的熱情。在引出角速度的超越問題討論中，出現(xiàn)了觀點的碰撞。有同學認為外側(cè)馬從二維坐標的角度來看可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)超越。這種不同角度對超越一詞的理解反映了學生一種內(nèi)在的積極自主思考的意愿，無疑會加深學生對相關知識的理解。

其次是學生應用知識的熱情。關于線速度方向問題，我在教學設計中是以對比瞬時速度方向的方法來得到沿切線方向這一結(jié)論的。有同學據(jù)此對教材中的砂輪模型中火花散射的現(xiàn)象提出質(zhì)疑，提出不少火花并未嚴格按理論中的切線方向飛出。對于學生觀察和運用理論知識熱情感到驚訝的同時我也深刻認識到了他們在情境中積極感受獲取體驗的主動性是真實存在的。

雖然學生提出的有些問題看似簡單，對解題可能也沒有幫助，但這些都是他們思考的結(jié)果，也正是這樣的思考會促進他們在課堂外繼續(xù)認識和了解物理世界。

三、關于情境創(chuàng)設的一些認識

情境認知理論認為知識具有情境性。這一點在本課的這個教學設計方案中得到了充分體現(xiàn)。從概念的引出到討論的激發(fā)，再到規(guī)律的推導均依托于物理情境的發(fā)展來揭示和進行。這些情境的創(chuàng)設體現(xiàn)出了以下一些特點。

1.靜不如動

教材中使用圖片來舉出圓周運動的實例。但靜態(tài)圖片在向?qū)W生展示事物發(fā)展過程時不夠全面。比如靜態(tài)圖片展示圓周運動時很難具體表現(xiàn)出物體繞圓心轉(zhuǎn)動的具體特點。所以在條件允許時，課堂上最好能有動態(tài)的現(xiàn)象演示，可以幫助學生更好的創(chuàng)設出準確的情境。

2.假不如真

圓周運動的物體很常見，但作為知識規(guī)律的載體，往往需要學生更全面的從不同角度觀察和分析。所以在課堂上展現(xiàn)一個真實生動的模型非常重要。從這一點上講演示實驗的效果要好于視頻動畫，更好于圖片展示。

3.繁不如簡

圓周運動擁有太多的實例，但在情境中使用的物理模型不是越多越好。一個實例能說明的問題就不應使用多個實例。太多的模型會破壞情境的連續(xù)性和整體性。學生完成觀察認識世界的任務更多的是在課堂外。在短短的課堂時間里更為關鍵的是點透一點，實現(xiàn)一理通而百理明。

從本質(zhì)上來說動態(tài)的連貫的情境創(chuàng)設就是將物理知識以一種更直觀、更形象、更容易被把握的方式展現(xiàn)給學生。這種教學方法的背后折射出的則是降低物理學習的門檻，尊重學生需求和認知特點的教學理念。

（作者單位：江蘇省常熟中學）

物理學科常常從外在的現(xiàn)象出發(fā)，通過觀察、分析、探究和總結(jié)事物運行和發(fā)展的規(guī)律。而教學需要符合學科的發(fā)展特點，所以在高中物理教學中往往需要將所研究的現(xiàn)象或過程進行形象的描述也就是創(chuàng)設情境。2013年底，我應邀前往蘇州市吳江區(qū)參加“蘇州市普通高中科研協(xié)作會”，并開設了一節(jié)《圓周運動》的展示課。由于時間緊、任務重，加上對學生情況的不了解，如何準備好一個高效率又不乏新意的教學方案，讓人頗費了一番思量。最后我選擇了以情境創(chuàng)設作為突破口來表達我的教學觀。

一、由教學內(nèi)容和教學對象促成的教學方法

圓周運動一課以概念學習為主要知識目標，但在教學中幫助學生經(jīng)歷從感性認識現(xiàn)象到理性分析規(guī)律的過程顯的更為重要。為使學生能夠更好的體會這一過程，最終掌握科學分析圓周運動實例的方法，相關物理現(xiàn)象的展示非常重要。教材提供了包括砂輪、雨傘、飛天輪等多個實例來向?qū)W生展示豐富多彩的圓周運動。由于不清楚學生的具體情況，不了解他們對生活中圓周運動的認識程度有多深，所以我放棄了這些多樣但卻彼此孤立的物理模型，轉(zhuǎn)而通過一個以旋轉(zhuǎn)木馬為核心實例，創(chuàng)設出一系列物理情境的方式來引導學生的觀想，推動課堂教學的展開。

很多學生體驗過旋轉(zhuǎn)木馬這個游樂項目，同時它也在生活和影視作品中頻繁出現(xiàn)，是一個被人們所熟悉的圓周運動實例。這降低了學生觀察和理解的難度。同時為了在課堂上更為清晰的展示，我制作了一個簡易的模型（圖1），并以此為基礎幫助學生逐步創(chuàng)設物理情境，領會知識要點。圓周運動一節(jié)中的知識主要分為線速度、角速度、連動裝置三部分。與此對應，課堂物理情境也分為三步展開。

第一步感受木馬的奔馳。讓學生通過回憶來談談乘坐旋轉(zhuǎn)木馬上內(nèi)外兩側(cè)木馬中的哪個能給人更強烈的奔馳感覺。結(jié)合實物模型中的外側(cè)a馬和內(nèi)側(cè)b馬的演示，以哪個移動較快這一問題來引導學生理解線速度的相關概念。

第二步討論木馬的超越。

在第一步中外側(cè)的a馬線速度更大的結(jié)論上進一步以a馬能否超越b馬為核心問題，激發(fā)學生討論，促進學生發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動問題的特殊性，總結(jié)并理解角速度的相關概念。

第三步木馬底盤如何運動。通過底盤橡皮繩連動裝置的演示，引導學生運動線速度和角速度的知識對連動裝置運行特點進行討論，揭示其線速度與角速度關聯(lián)特點。

事實上將三部分知識點依托于同一個情境不是簡單的拼湊，而是逐步遞進，形成一個連貫的、系統(tǒng)的思維流程。從而讓學生更深刻的理解旋轉(zhuǎn)木馬的運動特點，做到一理通而萬事明，并最終掌握圓周運動的規(guī)律。

二、發(fā)展的情境引導高漲的熱情

愛因斯坦曾經(jīng)說過：當科學結(jié)論以完成的形式出現(xiàn)在大眾面前時，他們是不會感受到探索的喜悅的。反而言之，當我們幫助學生經(jīng)歷這樣一個過程后，他們就會體會到思想的深刻和科學的魅力，從而爆發(fā)出不一樣的熱情。展示課結(jié)束后與學生的交流使我有兩點印象深刻。

首先是學生思考的熱情。在引出角速度的超越問題討論中，出現(xiàn)了觀點的碰撞。有同學認為外側(cè)馬從二維坐標的角度來看可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)超越。這種不同角度對超越一詞的理解反映了學生一種內(nèi)在的積極自主思考的意愿，無疑會加深學生對相關知識的理解。

其次是學生應用知識的熱情。關于線速度方向問題，我在教學設計中是以對比瞬時速度方向的方法來得到沿切線方向這一結(jié)論的。有同學據(jù)此對教材中的砂輪模型中火花散射的現(xiàn)象提出質(zhì)疑，提出不少火花并未嚴格按理論中的切線方向飛出。對于學生觀察和運用理論知識熱情感到驚訝的同時我也深刻認識到了他們在情境中積極感受獲取體驗的主動性是真實存在的。

雖然學生提出的有些問題看似簡單，對解題可能也沒有幫助，但這些都是他們思考的結(jié)果，也正是這樣的思考會促進他們在課堂外繼續(xù)認識和了解物理世界。

三、關于情境創(chuàng)設的一些認識

情境認知理論認為知識具有情境性。這一點在本課的這個教學設計方案中得到了充分體現(xiàn)。從概念的引出到討論的激發(fā)，再到規(guī)律的推導均依托于物理情境的發(fā)展來揭示和進行。這些情境的創(chuàng)設體現(xiàn)出了以下一些特點。

1.靜不如動

教材中使用圖片來舉出圓周運動的實例。但靜態(tài)圖片在向?qū)W生展示事物發(fā)展過程時不夠全面。比如靜態(tài)圖片展示圓周運動時很難具體表現(xiàn)出物體繞圓心轉(zhuǎn)動的具體特點。所以在條件允許時，課堂上最好能有動態(tài)的現(xiàn)象演示，可以幫助學生更好的創(chuàng)設出準確的情境。

2.假不如真

圓周運動的物體很常見，但作為知識規(guī)律的載體，往往需要學生更全面的從不同角度觀察和分析。所以在課堂上展現(xiàn)一個真實生動的模型非常重要。從這一點上講演示實驗的效果要好于視頻動畫，更好于圖片展示。

3.繁不如簡

圓周運動擁有太多的實例，但在情境中使用的物理模型不是越多越好。一個實例能說明的問題就不應使用多個實例。太多的模型會破壞情境的連續(xù)性和整體性。學生完成觀察認識世界的任務更多的是在課堂外。在短短的課堂時間里更為關鍵的是點透一點，實現(xiàn)一理通而百理明。

從本質(zhì)上來說動態(tài)的連貫的情境創(chuàng)設就是將物理知識以一種更直觀、更形象、更容易被把握的方式展現(xiàn)給學生。這種教學方法的背后折射出的則是降低物理學習的門檻，尊重學生需求和認知特點的教學理念。

（作者單位：江蘇省常熟中學）

物理學科常常從外在的現(xiàn)象出發(fā)，通過觀察、分析、探究和總結(jié)事物運行和發(fā)展的規(guī)律。而教學需要符合學科的發(fā)展特點，所以在高中物理教學中往往需要將所研究的現(xiàn)象或過程進行形象的描述也就是創(chuàng)設情境。2013年底，我應邀前往蘇州市吳江區(qū)參加“蘇州市普通高中科研協(xié)作會”，并開設了一節(jié)《圓周運動》的展示課。由于時間緊、任務重，加上對學生情況的不了解，如何準備好一個高效率又不乏新意的教學方案，讓人頗費了一番思量。最后我選擇了以情境創(chuàng)設作為突破口來表達我的教學觀。

一、由教學內(nèi)容和教學對象促成的教學方法

圓周運動一課以概念學習為主要知識目標，但在教學中幫助學生經(jīng)歷從感性認識現(xiàn)象到理性分析規(guī)律的過程顯的更為重要。為使學生能夠更好的體會這一過程，最終掌握科學分析圓周運動實例的方法，相關物理現(xiàn)象的展示非常重要。教材提供了包括砂輪、雨傘、飛天輪等多個實例來向?qū)W生展示豐富多彩的圓周運動。由于不清楚學生的具體情況，不了解他們對生活中圓周運動的認識程度有多深，所以我放棄了這些多樣但卻彼此孤立的物理模型，轉(zhuǎn)而通過一個以旋轉(zhuǎn)木馬為核心實例，創(chuàng)設出一系列物理情境的方式來引導學生的觀想，推動課堂教學的展開。

很多學生體驗過旋轉(zhuǎn)木馬這個游樂項目，同時它也在生活和影視作品中頻繁出現(xiàn)，是一個被人們所熟悉的圓周運動實例。這降低了學生觀察和理解的難度。同時為了在課堂上更為清晰的展示，我制作了一個簡易的模型（圖1），并以此為基礎幫助學生逐步創(chuàng)設物理情境，領會知識要點。圓周運動一節(jié)中的知識主要分為線速度、角速度、連動裝置三部分。與此對應，課堂物理情境也分為三步展開。

第一步感受木馬的奔馳。讓學生通過回憶來談談乘坐旋轉(zhuǎn)木馬上內(nèi)外兩側(cè)木馬中的哪個能給人更強烈的奔馳感覺。結(jié)合實物模型中的外側(cè)a馬和內(nèi)側(cè)b馬的演示，以哪個移動較快這一問題來引導學生理解線速度的相關概念。

第二步討論木馬的超越。

在第一步中外側(cè)的a馬線速度更大的結(jié)論上進一步以a馬能否超越b馬為核心問題，激發(fā)學生討論，促進學生發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動問題的特殊性，總結(jié)并理解角速度的相關概念。

第三步木馬底盤如何運動。通過底盤橡皮繩連動裝置的演示，引導學生運動線速度和角速度的知識對連動裝置運行特點進行討論，揭示其線速度與角速度關聯(lián)特點。

事實上將三部分知識點依托于同一個情境不是簡單的拼湊，而是逐步遞進，形成一個連貫的、系統(tǒng)的思維流程。從而讓學生更深刻的理解旋轉(zhuǎn)木馬的運動特點，做到一理通而萬事明，并最終掌握圓周運動的規(guī)律。

二、發(fā)展的情境引導高漲的熱情

愛因斯坦曾經(jīng)說過：當科學結(jié)論以完成的形式出現(xiàn)在大眾面前時，他們是不會感受到探索的喜悅的。反而言之，當我們幫助學生經(jīng)歷這樣一個過程后，他們就會體會到思想的深刻和科學的魅力，從而爆發(fā)出不一樣的熱情。展示課結(jié)束后與學生的交流使我有兩點印象深刻。

首先是學生思考的熱情。在引出角速度的超越問題討論中，出現(xiàn)了觀點的碰撞。有同學認為外側(cè)馬從二維坐標的角度來看可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)超越。這種不同角度對超越一詞的理解反映了學生一種內(nèi)在的積極自主思考的意愿，無疑會加深學生對相關知識的理解。

其次是學生應用知識的熱情。關于線速度方向問題，我在教學設計中是以對比瞬時速度方向的方法來得到沿切線方向這一結(jié)論的。有同學據(jù)此對教材中的砂輪模型中火花散射的現(xiàn)象提出質(zhì)疑，提出不少火花并未嚴格按理論中的切線方向飛出。對于學生觀察和運用理論知識熱情感到驚訝的同時我也深刻認識到了他們在情境中積極感受獲取體驗的主動性是真實存在的。

雖然學生提出的有些問題看似簡單，對解題可能也沒有幫助，但這些都是他們思考的結(jié)果，也正是這樣的思考會促進他們在課堂外繼續(xù)認識和了解物理世界。

三、關于情境創(chuàng)設的一些認識

情境認知理論認為知識具有情境性。這一點在本課的這個教學設計方案中得到了充分體現(xiàn)。從概念的引出到討論的激發(fā)，再到規(guī)律的推導均依托于物理情境的發(fā)展來揭示和進行。這些情境的創(chuàng)設體現(xiàn)出了以下一些特點。

1.靜不如動

教材中使用圖片來舉出圓周運動的實例。但靜態(tài)圖片在向?qū)W生展示事物發(fā)展過程時不夠全面。比如靜態(tài)圖片展示圓周運動時很難具體表現(xiàn)出物體繞圓心轉(zhuǎn)動的具體特點。所以在條件允許時，課堂上最好能有動態(tài)的現(xiàn)象演示，可以幫助學生更好的創(chuàng)設出準確的情境。

2.假不如真

圓周運動的物體很常見，但作為知識規(guī)律的載體，往往需要學生更全面的從不同角度觀察和分析。所以在課堂上展現(xiàn)一個真實生動的模型非常重要。從這一點上講演示實驗的效果要好于視頻動畫，更好于圖片展示。

3.繁不如簡

圓周運動擁有太多的實例，但在情境中使用的物理模型不是越多越好。一個實例能說明的問題就不應使用多個實例。太多的模型會破壞情境的連續(xù)性和整體性。學生完成觀察認識世界的任務更多的是在課堂外。在短短的課堂時間里更為關鍵的是點透一點，實現(xiàn)一理通而百理明。

從本質(zhì)上來說動態(tài)的連貫的情境創(chuàng)設就是將物理知識以一種更直觀、更形象、更容易被把握的方式展現(xiàn)給學生。這種教學方法的背后折射出的則是降低物理學習的門檻，尊重學生需求和認知特點的教學理念。

（作者單位：江蘇省常熟中學）