淺談高中物理課堂教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)

戴興華

(浙江省富陽(yáng)市新登中學(xué)，浙江　富陽(yáng)　311400)

淺談高中物理課堂教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)

戴興華

(浙江省富陽(yáng)市新登中學(xué)，浙江富陽(yáng)311400)

摘要：新課程理念下的物理課堂教學(xué)，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的物理情境，營(yíng)造積極互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促進(jìn)學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)和探索。本文從問(wèn)題情境、生活情境、體驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)情境和媒體情境等五個(gè)角度對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程中如何有效地實(shí)施情境創(chuàng)設(shè)進(jìn)行了一些探索。

關(guān)鍵詞：高中物理；課堂教學(xué)；情境創(chuàng)設(shè)

1課堂教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的重要性

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，能否主動(dòng)地參與其中，是教學(xué)成敗的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家蘇瑞特拉的研究表明：關(guān)于人類獲取信息的來(lái)源，他通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，人類獲取的信息83%來(lái)自視覺(jué)，11%來(lái)自聽覺(jué)，3.5%來(lái)自觸覺(jué)，1%來(lái)自味覺(jué)(如圖1)。這就是說(shuō)，如果既能看得見，又能聽得見，還能動(dòng)手操作，通過(guò)多種感官刺激獲取的信息量，比單一聽老師講課強(qiáng)得多。研究也表明，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，不是簡(jiǎn)單、機(jī)械地把教師講授的知識(shí)裝入自己的頭腦，而是在一定的教學(xué)情境中轉(zhuǎn)變和發(fā)展自己的前認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知模式的轉(zhuǎn)變。

圖1

所以，在課堂上教師如果能創(chuàng)設(shè)一系列有價(jià)值的物理情境，讓學(xué)生既能聽到又能看到，再通過(guò)思考、討論、交流和活動(dòng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)的自主構(gòu)建和能力提升。

2課堂教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的嘗試

教學(xué)情境的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的課堂引入階段、新知構(gòu)建階段、鞏固復(fù)習(xí)階段中都有所體現(xiàn)，給學(xué)生提供思維空間和學(xué)習(xí)內(nèi)容指引，不斷產(chǎn)生“情理之中，意料之外”的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，在實(shí)踐檢驗(yàn)中、思維碰撞中，形成和發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。根據(jù)高中物理學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，筆者嘗試將常用的物理課堂教學(xué)情境分為問(wèn)題情境、生活情境、體驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)情境和媒體情境五類。

2.1創(chuàng)設(shè)引人入勝的問(wèn)題情境

亞里士多德說(shuō)：“思維是從疑問(wèn)和驚奇開始的?！币蓡?wèn)是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的信號(hào)，是解決問(wèn)題的前提，是形成創(chuàng)新思維的起點(diǎn)。在課堂教學(xué)中如果能有意識(shí)地設(shè)置一些懸念，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，使學(xué)生感到好奇、疑惑，從而點(diǎn)燃起思維火花，激起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的強(qiáng)烈的認(rèn)識(shí)需要，產(chǎn)生急不可待想獲得有關(guān)知識(shí)或嘗試一下自己能力的愿望，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又活躍了課堂氣氛，在教學(xué)中可起到事半功倍的效果。

例如，在“閉合電路的歐姆定律”的教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)了以下實(shí)驗(yàn)情境：當(dāng)用1節(jié)干電池給小燈泡供電，小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用10節(jié)干電池給小燈泡供電，將會(huì)出現(xiàn)什么情況？學(xué)生的前意識(shí)認(rèn)為10節(jié)干電池的電壓比1節(jié)干電池的電壓大很多，大多數(shù)學(xué)生討論的結(jié)果是燈泡燒毀，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎學(xué)生的意料，小燈泡非但沒(méi)有燒毀，反而更暗淡了。這就引發(fā)了學(xué)生認(rèn)知心理上的矛盾與沖突，產(chǎn)生問(wèn)題情境。這時(shí)，教師可順勢(shì)導(dǎo)入新課：為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？要解決這個(gè)疑問(wèn)，先要學(xué)習(xí)電學(xué)中一個(gè)非常重要的規(guī)律——閉合電路的歐姆定律。

再例如，在講“力的分解”一節(jié)時(shí)，可創(chuàng)設(shè)這樣的一個(gè)問(wèn)題情境：如圖2所示，取一個(gè)質(zhì)量較大的砝碼放在桌面上，要用細(xì)線把它提起來(lái)，問(wèn)學(xué)生用一根線易斷還是兩根線易斷？學(xué)生肯定地回答是一根線易斷，然后用實(shí)驗(yàn)演示，結(jié)果卻完全相反。用一根細(xì)線可將砝碼穩(wěn)穩(wěn)地提起，而用兩根同樣的細(xì)線提砝碼時(shí)，細(xì)線卻斷了。為什么兩根線的效果反而不如一根線呢？這時(shí)，學(xué)生的大腦里立即會(huì)產(chǎn)生思維撞擊，思維被迅速地激活起來(lái)，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望。

圖2

2.2創(chuàng)設(shè)鮮活的生活情境

鮮活生動(dòng)的生活情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；可以幫助學(xué)生理解、組織豐富的學(xué)習(xí)素材和信息，從而有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的自我建構(gòu)和對(duì)問(wèn)題的探究，還可以提供主動(dòng)、豐富的學(xué)習(xí)資料，不斷地維持、強(qiáng)化和調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，促進(jìn)他們主動(dòng)地學(xué)習(xí)、更好地認(rèn)知，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。因此，教師在進(jìn)行物理教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重從物理與生活的結(jié)合點(diǎn)入手創(chuàng)設(shè)感性的物理情境，讓物理學(xué)習(xí)更貼近生活，使學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)形成一定的“共振”，學(xué)生便更會(huì)感到自然、親切，容易產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

例如“加速度”的教學(xué)，可以運(yùn)用一個(gè)生活視頻情境引入。如圖3所示，賽車、汽車、飛機(jī)誰(shuí)最快？對(duì)于“誰(shuí)最快”，學(xué)生從不同角度思考會(huì)得出不一樣的結(jié)論，因?yàn)槿藗兩钪幸呀?jīng)形成了兩種“快”的模糊認(rèn)識(shí)。一種是運(yùn)動(dòng)快，已命其為速度；而另一種是啟動(dòng)快，即速度變化快。那么如何表征這種速度變化的快慢呢？它是一個(gè)什么樣的物理量呢？這樣，新知識(shí)“速度變化的快慢——加速度”便呼之欲出了。以上，教師正是運(yùn)用了學(xué)生感興趣的生活實(shí)例，通過(guò)巧妙地提問(wèn)，化平常為驚奇，把深刻的物理問(wèn)題很自然地揭露出來(lái)。

圖3

再例如“加速度與速度關(guān)系”的教學(xué)，可以先舉一個(gè)生活情境作為例子分析：某人第一年把錢存入銀行，第一個(gè)月存入最多，以后逐月減小，則銀行的存款總數(shù)在增加。第二年把錢從銀行取出，第一個(gè)月取出的最少，以后逐月增加，則銀行的存款總數(shù)在減少。把“每個(gè)月的存錢和取錢數(shù)目”和“銀行的存款總數(shù)”類比成加速度和速度，有助于學(xué)生理解加速度與速度的關(guān)系。

2.3創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的體驗(yàn)情境

體驗(yàn)式教學(xué)情境，是指教師在教學(xué)過(guò)程中營(yíng)造一種合理的體驗(yàn)氛圍，組織學(xué)生參與相關(guān)活動(dòng)，讓學(xué)生在情境中感受知識(shí)、學(xué)習(xí)知識(shí)和理解知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得新的體驗(yàn)，讓學(xué)生能體會(huì)知識(shí)產(chǎn)生、發(fā)展的過(guò)程，在情境體驗(yàn)中讓學(xué)生不僅學(xué)到物理知識(shí)、技能，也提高了學(xué)生物理學(xué)習(xí)的能力。

例如，在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，筆者設(shè)置了一個(gè)讓學(xué)生進(jìn)行探究和體驗(yàn)環(huán)節(jié)。如圖4所示，給每組學(xué)生準(zhǔn)備了一張光盤和一張與光盤形狀和大小一樣的紙片，讓他們自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究?jī)蓚€(gè)物體下落的快慢。大家的興致很高，探究的欲望被充分激發(fā)出來(lái)了，做了各種嘗試，得到了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：如果是光盤與紙片水平釋放，則光盤下落得快。如果把紙片揉成一團(tuán)，或者光盤與紙片豎直釋放，則幾乎同時(shí)落地。通過(guò)這樣的探究和體驗(yàn)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生對(duì)影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提高了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治雠袛嗄芰Α?/p>

圖4

又例如在《力的分解》教學(xué)中出現(xiàn)了一道習(xí)題，如圖5所示，一開始幾乎沒(méi)有學(xué)生知道該怎么求兩個(gè)分力，因?yàn)樗麄儗?duì)重物的作用效果不清楚，C點(diǎn)受力分析以及畫平行四邊形就無(wú)從下手。之后筆者給了學(xué)生課前準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)裝置，兩人一組配合實(shí)驗(yàn)，做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)之后他們就有感覺(jué)了，繩子對(duì)中指有一個(gè)沿繩子向下的拉力，筷子對(duì)手掌心有一個(gè)沿桿子指向掌心的壓力，于是很快就解決了畫圖、受力分析這個(gè)問(wèn)題。

圖5

2.4創(chuàng)設(shè)精彩的實(shí)驗(yàn)情境

在物理教學(xué)中,由于物理學(xué)科所特有的、非常鮮明的“以物明理和物理滲透”的特點(diǎn),生動(dòng)活潑、內(nèi)涵豐富的物理實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)設(shè)探究情境、激發(fā)學(xué)生智慧的最佳選擇。美國(guó)著名教師哈里德·顏森說(shuō)過(guò):講給我聽，我將忘記；演示給我看，我將記得；與我有關(guān)，我將要學(xué)。這是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)心理狀態(tài)非常精辟的描述，盡管物理學(xué)與日常生活密切相關(guān)，但許多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)，仍感到枯燥無(wú)味，其根本原因就在于教師在授課中往往偏重于演繹推理，而輕視直觀教學(xué)的緣故。筆者在多年的物理教學(xué)實(shí)踐中體會(huì)到，努力開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)的功能，適時(shí)地引入形象生動(dòng)、富有情趣而又能催人深思的物理演示實(shí)驗(yàn)或隨堂實(shí)驗(yàn)，可以有效地創(chuàng)設(shè)物理情境，形成自主、探究和合作學(xué)習(xí)的氛圍，真正打造出團(tuán)結(jié)、緊張、嚴(yán)肅、活潑的和諧課堂。

在《牛頓第三定律》的教學(xué)中，有同學(xué)提出了“固體與液體間是否也存在相互作用力呢？大小是否也一定相等呢？”課后筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)用力傳感器來(lái)研究浮力大小，用電子秤來(lái)測(cè)量浮力的反作用力大小的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室里沒(méi)有電子秤，學(xué)生把家里做生意的電子秤拿來(lái)做實(shí)驗(yàn)。最后經(jīng)過(guò)師生間的默契配合，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終驗(yàn)證了當(dāng)初的猜想，取得了較好的課堂教學(xué)效果。

案例1：用力傳感器和電子臺(tái)秤定量研究液體與固體間的作用力與反作用力關(guān)系

(1)將一杯水放在水平放置的電子秤上，顯示的示數(shù)為m=0.510kg，電子秤的單價(jià)設(shè)置為9.80，則顯示的價(jià)格表示這杯水的重量G水=5.00N。

(2)用力傳感器測(cè)出鉤碼的重力為1.96N。

(3)調(diào)節(jié)鐵架臺(tái)夾子的高度，使鉤碼進(jìn)入杯子并浸入水中，觀察此時(shí)電子秤的讀數(shù)和傳感器的讀數(shù)。

(4)水對(duì)鉤碼的作用力即為鉤碼受到的浮力F浮=1.96N-1.75N=0.21N，鉤碼對(duì)水的反作用力即為這杯水增加的重力F=5.21N-5.00N=0.21N。

實(shí)驗(yàn)表明：水對(duì)鉤碼的作用力與鉤碼對(duì)水的反作用力即固體與液體之間的相互作用力總是大小相等的。

2.5創(chuàng)設(shè)身臨其境的媒體情境

首先，中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中，通過(guò)聽覺(jué)、視覺(jué)等多種感官獲得外界信息，能明顯地增進(jìn)記憶、提高學(xué)習(xí)效率?，F(xiàn)代媒體的使用，可以更好地提供圖像、聲音、動(dòng)畫、影視等多感官的物理情境，給予學(xué)生多感官的刺激，對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)烈的吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望?，F(xiàn)代媒體豐富的表現(xiàn)力，能夠充分表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，提高學(xué)生努力探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。例如，在學(xué)習(xí)“完全失重”和“萬(wàn)有引力”內(nèi)容時(shí)，涉及到宇宙、太空、星球和飛船等背景，教師可以在課堂上播放一些相關(guān)內(nèi)容的視頻和影片來(lái)幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的物理情境，比如“王亞平太空授課”、“地心引力”等視頻

其次，物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，課堂內(nèi)要盡可能多的通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)來(lái)展現(xiàn)事實(shí)情景，但對(duì)于一些抽象、不可見、難理解、難解釋的概念、原理，利用信息技術(shù)和多媒體創(chuàng)設(shè)身臨其境的媒體情境，完成一些在傳統(tǒng)高中實(shí)驗(yàn)條件情況下無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)來(lái)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

案例2：多普勒效應(yīng)的教學(xué)

在“多普勒效應(yīng)”教學(xué)過(guò)程中，在對(duì)多普勒效應(yīng)成因的探究過(guò)程中，由于聲波不可見，其空間想象又太抽象，故可通過(guò)Flash動(dòng)畫這一媒體手段來(lái)創(chuàng)設(shè)探究式問(wèn)題情境。

師：為何會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，請(qǐng)大家來(lái)看下面的動(dòng)畫演示(人走波源靜)，從中觀察發(fā)現(xiàn)你想要的問(wèn)題和答案(如圖6、圖7)。

圖6

圖7

生1(因?yàn)楸容^直觀，容易發(fā)現(xiàn))：靠近波源的人接觸到的波數(shù)多，遠(yuǎn)離波源的人接觸到的波數(shù)少。但這樣聽起來(lái)的聲音會(huì)變化嗎？

生2：因?yàn)樵谕瑯拥臅r(shí)間內(nèi)，如果耳朵接收了更多的波，會(huì)使人耳感覺(jué)到聲音的頻率變高了，反之感覺(jué)變低了。

生3：應(yīng)該的確是種感覺(jué)而已吧，實(shí)際波源頻率應(yīng)該不會(huì)變。

老師再提供第二個(gè)動(dòng)畫，進(jìn)一步探討人靜波源動(dòng)的情況。從而利用直觀的動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主認(rèn)識(shí)。

3結(jié)語(yǔ)

物理情境的創(chuàng)設(shè)是一門學(xué)問(wèn)，又是一門藝術(shù)，沒(méi)有固定的模式，只要不斷實(shí)踐，不斷摸索就會(huì)有許許多多的方法，物理本身是生動(dòng)有趣的，隨著新課程的深入實(shí)施，要求我們教師要不斷探索，不斷創(chuàng)新。努力創(chuàng)設(shè)適合物理教學(xué)的物理情境，通過(guò)趣意橫生的物理情境，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，不斷引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，深入分析物理問(wèn)題，逐步形成正確的物理思維方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生在物理情境中對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生興趣，一旦有了學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生就會(huì)充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性。因此，如何創(chuàng)設(shè)合理的物理情境來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

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