基于學生思維發(fā)展的課堂中有效情境創(chuàng)設的方法和途徑

郭攀山

(安徽省潁上第二中學 236200)

科學思維是物理學科的四大核心素養(yǎng)之一，對高中生科學思維的培養(yǎng)，包括構(gòu)建理想模型的意識和能力、正確使用物理思維方法、科學評估、批判性思維意識等方面的培養(yǎng).在物理課堂教學中有效利用真實情境去設計和組織教學，對學生科學思維的培養(yǎng)和發(fā)展有著重要的意義，這也是《普通高中物理課程標準》(2017版)明確指出的教學實施建議之一.創(chuàng)設情境的方法有很多，本文僅從三個方面，對基于學生思維發(fā)展的有效課堂教學情境的創(chuàng)設方法和途徑進行探索.

一、源于真實生活的生活情境創(chuàng)設

物理源于生活，又高于生活、應用于生活，影響和改變著日常生活的方方面面，也貫穿著人的一生，因此，高中物理的課堂教學除了教知識，更多的是引導學生掌握方法、發(fā)展思維，為今后的學習和生活做好積淀和準備.首先，在學習新知時，需要基于真實的生活現(xiàn)象或事例創(chuàng)設生活情境，引導學生通過對真實生活的觀察、思考、探索、分析和總結(jié)等，真正理解和掌握教材上所規(guī)定的學習內(nèi)容，并在學習的過程中，深刻體會科學思維和日常思維的差異，體會科學的思維方式和方法，形成科學思維的意識和習慣.其次，在鞏固復習時，創(chuàng)設源于生活的應用性生活情境，鼓勵學生應用所學的物理知識和科學思維去分析去觀察和分析生活現(xiàn)象，解決生活問題，形成將生活情境與物理知識相關(guān)聯(lián)的意識，鞏固知識，發(fā)展科學思維，提高應用所學解決實際問題的能力.

例如，對“牛頓運動定律”學習之后的課堂鞏固復習，教師可以創(chuàng)設“市區(qū)A商場要增設殘疾人斜面通道，并進行公開招標”的生活化應用情境，將學生分組，每個小組按照商場正門與地面之間的落差以及距離等已知條件，確定此斜面通道的設計原理，找到最適合殘疾人輪椅通過的斜面坡度，并分析不同斜面的傾斜角度對斜面坡道使用的影響，形成斜面通道的簡易設計圖，以進行“投標”工作.這樣與實際生活緊密聯(lián)系的生活化應用情境，不但可以激發(fā)學生的學習和探究興趣，還可以讓學生在思考、設計、試錯、論證的過程中鞏固所學，培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的科學意識，發(fā)展歸納、演繹、推理、分析、綜合等科學思維，并在此過程中培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng).

二、基于問題探究的問題情境創(chuàng)設

一個好問題的設計包含著適宜難度的矛盾和疑難，可以引發(fā)學生的思考，并激發(fā)探究和解決的欲望.因此，在高中物理的課堂教學中，教師可以結(jié)合教學內(nèi)容、學生已有基礎和學生的“最近發(fā)展區(qū)”，借助和利用多種教學資源，創(chuàng)設學生感興趣的、基于問題探究的問題情境，激發(fā)學生的探究欲望，引導學生在對問題分析和思考的基礎上，對問題的可能性答案及解決方案提出假設，再應用已學知識去探究和驗證，并在解決問題的過程中逐漸形成運用科學思維和科學方法解決問題的意識和習慣，滲透科學的思維方法，培養(yǎng)科學精神，發(fā)展分析、辯證、邏輯等科學思維.

例如，在組織學生學習“閉合電路歐姆定律”時，可以首先創(chuàng)設問題情境“在額定電壓和裝置不變的情況下，如果將可以點亮燈泡的兩節(jié)新干電池換成四節(jié)舊電池，燈泡會不會燒壞？”學生為了解決這個問題，運用已學過的物理知識進行思考和判斷，形成假設，再進行實際的操作實驗，最終通過實驗結(jié)果得出結(jié)論“燈泡不會被燒壞”，教師再進一步提問“燈泡為什么沒有被燒壞呢？”在學生提出電壓可能不同時，再提問“那兩種電池使用時，通電情況下的電壓又各是多少呢？”通過問題引發(fā)新的思考，引導學生進行下一步的實驗驗證和分析，最終感知到“內(nèi)阻對路端電壓所產(chǎn)生的影響”，并可以審核理解.通過問題的激發(fā)和引導，讓學生在解決問題的過程中結(jié)合已有知識和經(jīng)驗，不斷探索解疑，發(fā)展科學思維，培養(yǎng)科學方法和習慣.

三、旨在建構(gòu)模型的實驗情境創(chuàng)設

物理模型的建構(gòu)是高中物理的基本內(nèi)容，通過物理實驗情境的創(chuàng)設和有效應用，可以引導學生形成對物理模型的建構(gòu)，即讓學生通過物理實驗的推理和求證過程，排除物理現(xiàn)象中非本質(zhì)現(xiàn)象的干擾，提取有效信息，概括出事物的共同屬性，準確理解和把握事物及物質(zhì)運動的最一般、最本質(zhì)的規(guī)律，建立對事物之間相互聯(lián)系和構(gòu)成的認識，學會運用科學的方式對事物進行分析，從而發(fā)展科學思維，掌握建立模型的方法，并將這種方法遷移應用于其他自然學科和社會學科的學習與研究之中.

例如，通過實驗情境的創(chuàng)設和運用，引導學生形成對“自由落體運動”的物理模型建構(gòu).首先設計和組織“自由落體”簡易小實驗，“兩張相同的紙，一張保持原狀，一張揉成紙團，同時同高度下落哪個會先落地？”“兩個不同重量的橡皮同時同高度下落，哪個會先落地？”引導學生先形成假設，再進行操作實驗和比較分析，得出“相同重量的物體落地時間不同，不同重量的物體落地時間相同”的結(jié)論，并形成對影響原因的猜想；然后創(chuàng)設實驗情境，組織“牛頓管實驗”，引導學生從實驗和演示中分析概括和驗證猜想，得出“自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動”的結(jié)論；此時基于“自由落體運動究竟有沒有規(guī)律？有哪些規(guī)律？”再引發(fā)學生思考，創(chuàng)設“打點計時器測速實驗”進行演示，引導學生通過頻閃照片觀察自由落體運動的軌跡，并通過對打點計時器實驗的觀察和數(shù)據(jù)處理，得出“自由落體運動是初速為零的加速直線運用”的結(jié)論.至此，對“自由落體運動”的物理模型建立，學生在逐漸深入的物理試驗中假設、比較、概括和分析，不但增進了理解，也發(fā)展了科學思維.

總而言之，情境創(chuàng)設是培養(yǎng)學生科學思維的教學實施方法，高中物理教師需要在日常教學中不斷思考、設計、實踐和反思總結(jié)，才能把握住情境創(chuàng)設這種教學方法的核心精要，也才能更有效的設計與應用，發(fā)展學生思維，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng).