高中物理情境教學(xué)的課堂實(shí)踐

張慧敏 張麗娜 高忠明

摘 ? 要：為更好地還原物理學(xué)的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促進(jìn)學(xué)生物理知識體系的構(gòu)建，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)[1]，需要重視中學(xué)物理課堂教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)。借助“看得見、摸得著”的生動情境，讓學(xué)生真正建立起物理理論與自然、生活以及生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，增強(qiáng)物理知識在生活和科技中的應(yīng)用，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

關(guān)鍵詞：高中物理;情境教學(xué);核心素養(yǎng);科學(xué)探究

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）6-0065-3

情境教學(xué)旨在通過創(chuàng)設(shè)合適情境，營造真實(shí)氛圍，以便學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)，獲得充分感知，深刻領(lǐng)會理論知識，掌握解決問題的方法。在物理課堂教學(xué)中，教師可通過實(shí)物展示、實(shí)驗(yàn)操作、多媒體再現(xiàn)或模擬、角色扮演、問題串等多種方式創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情境，將教與學(xué)巧妙結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生在課堂教學(xué)中的積極性、主動性和創(chuàng)造性，變被動接受為主動參與，真正提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

現(xiàn)以2019年全國物理優(yōu)質(zhì)課大賽中張麗娜所展示的“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”一節(jié)課（榮獲全國一等獎）為例，分享物理課堂教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的具體做法，以便與同行交流。

1 ? ?利用“演示實(shí)驗(yàn)”創(chuàng)設(shè)情境

物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生積極思考起到重要作用。

“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”一節(jié)課的關(guān)鍵在于如何化解教學(xué)難點(diǎn)。

新課導(dǎo)入：通過小魔術(shù)導(dǎo)入，自制一個黑匣子，在里面放置一塊蘸有酒精的棉花，將其與感應(yīng)圈相連。合上感應(yīng)圈開關(guān)，棉花立即被點(diǎn)燃（如圖1所示）。

這一強(qiáng)烈的視覺沖擊，立即吸引了學(xué)生的目光，激發(fā)了他們的好奇心和求知欲，學(xué)生自然就會發(fā)出這樣的疑問：“是什么導(dǎo)致了蘸有酒精的棉花燃燒？”這樣的導(dǎo)入，為下面靜電平衡的學(xué)習(xí)做了極好的鋪墊。

2 ? ?利用“問題串引導(dǎo)”創(chuàng)設(shè)情境

問題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)，是開啟任何一門科學(xué)的鑰匙。設(shè)置一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的問題情境，使學(xué)生產(chǎn)生疑問，由疑激思，以疑求知，從而可以有效激發(fā)學(xué)生探究知識的積極性。

在分析靜電平衡時，筆者首先給學(xué)生展示了一張圖片（如圖2所示，將不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD置入電場強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)電場中），根據(jù)這一圖片，向?qū)W生拋出兩組問題。

第一組問題：

（1）金屬導(dǎo)體中的自由電子會怎樣移動？

（2）自由電子會在什么地方積聚？

（3）電子的積聚會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？

（4）電子的積聚會一直持續(xù)下去嗎？

第二組問題：

（1）金屬導(dǎo)體內(nèi)任意一點(diǎn)的合場強(qiáng)是多少？

（2）它的感應(yīng)電荷分布在內(nèi)部還是外表面？

（3）處于靜電平衡狀態(tài)的帶電金屬導(dǎo)體的電荷將怎么分布？哪里比較密集？哪里比較稀疏？

一連串的問題激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，在問題情境的引導(dǎo)下，學(xué)生開始了自主探究實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生躍躍欲試時，給他們提供了探究實(shí)驗(yàn)器材（每六人一組）：感應(yīng)起電機(jī)、金屬網(wǎng)、鋁板、兩個驗(yàn)電羽、帶有尖端的金屬、導(dǎo)線若干，讓每組學(xué)生根據(jù)他們的猜想，依據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在這一過程中，不斷追問并引導(dǎo)學(xué)生思考：應(yīng)選擇哪些器材？是怎么產(chǎn)生的電場？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了什么問題？這樣的追問有效地加深了學(xué)生對問題的認(rèn)識。

在自主探究處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生也帶給了我們驚喜（如圖3所示）。學(xué)生把兩個驗(yàn)電羽分別放在了帶電金屬罩的內(nèi)外，并且與金屬罩壁接觸，結(jié)果在金屬罩外部的驗(yàn)電羽張開了，內(nèi)部的驗(yàn)電羽卻沒有張開。這很好地說明了金屬罩內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。

通過問題串引導(dǎo)、學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)探究、分享交流得出結(jié)論等系列活動，最終使學(xué)生自主建構(gòu)起靜電平衡的概念，并通過深入分析，得出導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時所具有的特征。

3 ? ?利用“生活實(shí)例、物理典故”創(chuàng)設(shè)情境

“從生活走向物理，從物理走向社會”是中學(xué)物理新課程的基本理念。物理來源于生產(chǎn)、生活及自然現(xiàn)象，這就要求教師在物理教學(xué)中善于將學(xué)生熟悉的生產(chǎn)、生活及自然情境引入課堂，以激發(fā)學(xué)生探究的興趣。在避雷針內(nèi)容的教學(xué)過程中，筆者用生活實(shí)例來創(chuàng)設(shè)情境。首先，向?qū)W生展示了一套自制教具（處于上下兩金屬板之間的一間小房子，小房子的屋頂是由金屬制成），如圖4所示。

當(dāng)給上下金屬板加上高電壓（與感應(yīng)圈相連）時，讓學(xué)生觀察發(fā)生的現(xiàn)象：房頂上出現(xiàn)了電火花，這就是生活中的雷擊現(xiàn)象。為了解決建筑物遭到雷擊的問題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計了下面的實(shí)驗(yàn)：用一個尖端的金屬釘、一個圓頭的金屬釘替換小房子，置于兩個金屬板之間（如圖5、6所示），并與感應(yīng)圈相連，請學(xué)生觀察現(xiàn)象。

觀察后，請學(xué)生試著利用電荷分布的特征來解釋這一現(xiàn)象。隨即可以提出新的問題：要想保護(hù)房子有沒有什么辦法？學(xué)生很快能想到在房頂上安裝一個金屬桿，可以及時把天電導(dǎo)入大地，這就是避雷針的應(yīng)用。

接下來，筆者又把尖端放電的教學(xué)拓展到生活中燃?xì)庠詈痛蚧饳C(jī)的點(diǎn)火過程，這樣可以很好地聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)而突破了尖端放電這一教學(xué)難點(diǎn)，又把物理即生活、生活即物理的思想植入學(xué)生頭腦中。

本節(jié)課第二個生活實(shí)例就是靜電除塵，筆者將其取名為“神奇的煙囪”（如圖7所示）。把冒煙的煙囪和感應(yīng)起電機(jī)相連，在轉(zhuǎn)動感應(yīng)起電機(jī)時，煙霧明顯減弱甚至消失了。煙囪內(nèi)部有一個礦泉水瓶，瓶內(nèi)放置了一金屬片和一根鋸條（二者上引出兩根導(dǎo)線以便與感應(yīng)起電機(jī)相連）（如圖8所示），該裝置取材方便，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)驗(yàn)效果特別明顯，并且由于煙霧是霧霾的主要成因之一，在教學(xué)過程中可以滲透科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系這一思想，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的社會責(zé)任感。

4 ? ?利用“多媒體”模擬物理情境

多媒體技術(shù)是一種非常生動、直觀的教學(xué)手段，包括圖像、幻燈、動畫、音視頻等。多媒體技術(shù)可以把抽象的、難以理解的知識直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使他們獲得生動的感知。

避雷針的原理僅通過幾個實(shí)驗(yàn)似乎還不能讓學(xué)生深刻理解其內(nèi)涵，所以教師還可以結(jié)合動畫（如圖9所示），模擬閃電情境，使學(xué)生對閃電、避雷針有更加形象、直觀的認(rèn)識，從而進(jìn)一步深化對避雷針原理的理解。

歌德說過：“哪里沒有興趣，哪里就沒有記憶！”在中學(xué)物理課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)多種多樣的物理情境，不僅可以營造良好的探究氛圍，引發(fā)學(xué)生思考，維持學(xué)生的注意力，而且可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)?！笆谥贼~不如授之以漁”，知識的傳授固然重要，但是新課程越來越注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的提升，注重教會學(xué)生如何思考、如何學(xué)習(xí)、如何用物理學(xué)方法解決生產(chǎn)生活以及自然現(xiàn)象中的問題。毫無疑問，這些自然會成為中學(xué)物理教學(xué)中的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]林崇德. 21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2016.

（欄目編輯 ? ?張正嚴(yán)）