指向深度學(xué)習(xí)的高中物理情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐與思考

摘要：核心素養(yǎng)的提出為新一輪課堂教學(xué)改革指明了方向。如何將核心素養(yǎng)發(fā)展和落實(shí)在各學(xué)科教育教學(xué)中？廣大的一線教育工作者進(jìn)行了積極的探索。筆者認(rèn)為，指向深度學(xué)習(xí)的情境創(chuàng)設(shè)是落實(shí)核心素養(yǎng)的重要抓手，本文通過(guò)幾個(gè)案例，闡述筆者的實(shí)踐與思考。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)；情境創(chuàng)設(shè)；案例分析

1問(wèn)題的提出

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出：物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的，適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，主要由“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個(gè)方面構(gòu)成。物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)如何在教學(xué)活動(dòng)中落地，成了當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。而“深度學(xué)習(xí)”是一種基于理解的學(xué)習(xí)，注重對(duì)學(xué)科領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題和基本思想的理解和應(yīng)用，以學(xué)科核心內(nèi)容為線索，聚焦學(xué)生的高級(jí)思維和創(chuàng)造性解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，有助于提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

教學(xué)情境是指教師在教學(xué)過(guò)程中創(chuàng)設(shè)的情感氛圍，也是指具有一定情感氛圍的教學(xué)活動(dòng)。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識(shí)并不是獨(dú)立于情境之外的文字或公式，而是存在于具體的、情境性的、可感知的活動(dòng)中的，知識(shí)是情境化的知識(shí)，一切知識(shí)來(lái)源于情境?！秶?guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到：“積極探索基于情境、問(wèn)題導(dǎo)向的互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式、體驗(yàn)式等課堂教學(xué)......”,特別指出“互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式、體驗(yàn)式”要“基于情境、問(wèn)題導(dǎo)向”。創(chuàng)設(shè)指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，是實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)的重要策略。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，嘗試探索指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)，下面以幾個(gè)案例和片段跟各位同行分享，以期拋磚引玉。

2案例與分析

教學(xué)情境是課堂教學(xué)的基本要素，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是教師的一項(xiàng)常規(guī)教學(xué)工作，創(chuàng)設(shè)指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境則是教學(xué)改革的重要追求。在新一輪的教育教學(xué)改革中，情境創(chuàng)設(shè)是核心素養(yǎng)得以落地的重要抓手。教學(xué)中，以問(wèn)題式、活動(dòng)式、探究式等情境為抓手讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成過(guò)程，達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。

2.1新課引入時(shí)創(chuàng)設(shè)情境，激起學(xué)生深度學(xué)習(xí)的欲望

新課引入是一節(jié)課的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教學(xué)中很多老師都很注重新課的引入。新課引入的方式有很多，創(chuàng)設(shè)情境是其中一種重要的手段。但是也有不少老師創(chuàng)設(shè)的情境或者與教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)不大，或者教學(xué)過(guò)程脫節(jié)，或者過(guò)于生硬等等。指向深度學(xué)習(xí)的情境創(chuàng)設(shè)不但應(yīng)該完成新課引入，還應(yīng)該引領(lǐng)新課的深度學(xué)習(xí)。

案例1：《靜摩擦力的研究》教學(xué)中靜摩擦力概念的引入。

教師演示實(shí)驗(yàn)：把一個(gè)薄塑料袋放進(jìn)杯子，想把杯子提起來(lái)但不成功。接著往塑料袋中緩緩的注入水，結(jié)果杯子被提起來(lái)了。

學(xué)生非常驚訝并且好奇，教師再進(jìn)一步提出：塑料袋是利用什么力將水杯提起的？教師要求學(xué)生分析水杯提起來(lái)的受力。進(jìn)一步引導(dǎo)得出塑料袋是利用摩擦力提起水杯的，讓學(xué)生直觀地了解和感受靜摩擦力，得出靜摩擦力的概念。

接著通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到靜摩擦力的產(chǎn)生條件。

(1）通過(guò)分析不加水，塑料袋不能提起杯子。得到靜摩擦力的第一個(gè)產(chǎn)生條件：兩物體相互接觸并擠壓。

(2)通過(guò)分析在杯子周圍涂上食用油，杯子較難握起來(lái)。得到靜摩擦力的第二個(gè)產(chǎn)生條件：兩物體的接觸面粗糙。

(3)通過(guò)分析杯子被提起來(lái)后，由于重力想往下掉，但是實(shí)際上沒(méi)有往下掉。得到靜摩擦力的第三個(gè)產(chǎn)生條件：有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

孔子說(shuō)："不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅反，則不復(fù)也。"孔子的這段話，在肯定啟發(fā)作用的情況下，尤其強(qiáng)調(diào)了啟發(fā)前學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境的重要性。本案例在教學(xué)引入時(shí)通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境讓學(xué)生產(chǎn)生好奇和驚訝，激發(fā)起學(xué)生探索和學(xué)習(xí)的欲望，然后教師引導(dǎo)學(xué)生循序分析，讓學(xué)生不但理解了靜摩擦力概念和產(chǎn)生條件，也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究精神。

2.2探究過(guò)程中創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)獲得到素養(yǎng)養(yǎng)成過(guò)程

物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)如果只是簡(jiǎn)單的告知和傳授，學(xué)生理解不深刻，僅靠機(jī)械記憶，就去大量刷題，往往“事倍功半”，反復(fù)刷題卻反復(fù)遺忘。因此，物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)往往要讓學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程，創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生探究的實(shí)驗(yàn)情境、生活情境、問(wèn)題情境等，精彩的探究情境是一節(jié)課成敗的關(guān)鍵。

案例2：《機(jī)械能守恒定律》的教學(xué)。

教師播放一段重15公斤的清障球“碰鼻子”的驚險(xiǎn)視頻（如圖1），觀看過(guò)程中讓學(xué)生思考下面兩個(gè)問(wèn)題：

（1）擺球擺動(dòng)過(guò)程中發(fā)生了什么能和什么能的相互轉(zhuǎn)化？

（2）視頻中所說(shuō)的“物理生效了我還活著”，究竟是什么生效了？

短短的三分鐘視頻，通過(guò)真實(shí)的情境，給學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)

覺(jué)以很大的沖擊，高度的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和興趣、調(diào)動(dòng)了學(xué)生的注意力。接著教師在上述情境下提出以下問(wèn)題串：

問(wèn)題1： 如圖2，一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體在高空中由靜止開(kāi)始下落，經(jīng)過(guò)離地面高度為20m的A點(diǎn)時(shí)速度為10m/s，經(jīng)過(guò)離地面高度為5m的B點(diǎn)時(shí)速度為20m/s，（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，以地面為參考平面）.請(qǐng)計(jì)算：

(1)物體在A點(diǎn)的動(dòng)能EKA和重力勢(shì)能EPA各等于多少？機(jī)械能EA呢？

(2)物體在B點(diǎn)的動(dòng)能EKB和重力勢(shì)能EPB各等于多少？機(jī)械能EB呢？

(3)比較物體在A點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械能，你發(fā)現(xiàn)了什么？

問(wèn)題2:小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中重力所做的功是多少？你是怎樣計(jì)算的？

問(wèn)題3:除了用重力做功來(lái)求解，還要其他方法嗎？

問(wèn)題4:如果A和B點(diǎn)是小球下落過(guò)程中的任意兩點(diǎn)，其機(jī)械能還相等嗎？

教師通過(guò)四個(gè)問(wèn)題合理引申拓展，由“特殊”推廣到“一般”，順利而自然地讓學(xué)生經(jīng)歷了機(jī)械能守恒定律的探究過(guò)程，層層遞進(jìn)、深入淺出，讓學(xué)生深刻地理解和掌握了機(jī)械能守恒定律的來(lái)龍去脈，同時(shí)也讓學(xué)生在探究過(guò)程中感悟到機(jī)械能守恒定律實(shí)際上是動(dòng)能定理的特例，更重要的是讓學(xué)生養(yǎng)成了科學(xué)思維的習(xí)慣和科學(xué)探究精神。

2.3鞏固過(guò)程中創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)到深度理解

物理概念和規(guī)律形成后，如何鞏固習(xí)得的概念和規(guī)律？不少老師的做法是直接進(jìn)入大量習(xí)題訓(xùn)練，以期“熟能生巧”，但往往發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律的理解片面、淺層，稍作變式就無(wú)從下手。對(duì)概念和規(guī)律的深度和全面理解，需要老師精心設(shè)計(jì)指向深度學(xué)習(xí)的情境，讓學(xué)生通過(guò)情境去感悟和體驗(yàn)，豐富學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

案例3：《牛頓第三定律》的教學(xué)。

在得出牛頓第三定律之后，為了加深學(xué)生對(duì)定律的理解，并學(xué)以致用。教師創(chuàng)設(shè)了拔河比賽活動(dòng)情境。

教師提出：校運(yùn)會(huì)中，甲班和乙班進(jìn)行拔河比賽，結(jié)果甲班贏了，你認(rèn)為是不是因?yàn)榧装嗤瑢W(xué)拉繩子的力大于乙班同學(xué)拉繩子的力呢？拔河比賽取勝的決定因素是什么？

先讓學(xué)生分組進(jìn)行討論，在大家經(jīng)過(guò)一輪激烈爭(zhēng)論但又沒(méi)有壓倒性意見(jiàn)時(shí)，教師請(qǐng)兩位同學(xué)（一位是體型比較粗壯的，一位是體型比較瘦小的），進(jìn)行拔河比賽。兩位同學(xué)各拉繩子的一端，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，是粗壯的同學(xué)贏了。接著，教師讓比較壯的同學(xué)站在滑板車上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這時(shí)候是瘦小的同學(xué)贏了。這就激起了學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突。

教師要求學(xué)生分析兩種情況的差異，再次討論和分析拔河比賽取勝的關(guān)鍵因素，加深了對(duì)“作用力與反作用力總是大小相等”的理解，培養(yǎng)了相互作用觀念和科學(xué)思維。

案例4：《靜摩擦力的研究》的教學(xué)。

在學(xué)習(xí)完靜摩擦力的方向后，教師組織學(xué)生分組在課堂感受走路時(shí)前后腳相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況（如圖3），分析前后腳受到的靜摩擦力方向。在感受和討論時(shí)思考以下問(wèn)題：圖3

①人走路時(shí)后腳相對(duì)地面是向哪邊蹬？

②后腳相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向前還是向后？

③前腳受到的靜摩擦力是向前的，還是向后的？

學(xué)生通過(guò)小組內(nèi)體驗(yàn)、觀察和討論，進(jìn)一步領(lǐng)悟“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”，增強(qiáng)了科學(xué)思維和科學(xué)探究精神。

在學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)形成和素養(yǎng)達(dá)成后，應(yīng)用形成的物理觀念和科學(xué)思維用于解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)會(huì)抓住主要矛盾，將實(shí)際問(wèn)題抽象成物理模型，提高學(xué)習(xí)的深度，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.結(jié)束語(yǔ)

“價(jià)值引領(lǐng)，素養(yǎng)導(dǎo)向，能力為本，知識(shí)為基”是新一輪教育教學(xué)改革的主題，教學(xué)實(shí)踐中如何落實(shí)，是廣大教育工作者的使命和擔(dān)當(dāng)。通過(guò)創(chuàng)設(shè)指向深度學(xué)習(xí)的情境，讓學(xué)生基于問(wèn)題解決經(jīng)歷知識(shí)形成的過(guò)程，并將形成的物理觀念和科學(xué)思維用于解決實(shí)際問(wèn)題，是核心素養(yǎng)有效達(dá)成的重要抓手。筆者通過(guò)一年多的實(shí)踐和探索，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)中以創(chuàng)設(shè)指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境為抓手，可以進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。另外，在教學(xué)實(shí)施中，基于情境的教學(xué)也是課堂組織的重要形式，教學(xué)效果明顯。在新一輪的教學(xué)改革中，基于教學(xué)的不同環(huán)節(jié)，如何創(chuàng)設(shè)指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，是值得廣大教學(xué)工作者研究的問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

高秀麗，女，1972年出生，中學(xué)物理高級(jí)教師，廣州市名教師及名教師工作室主持人，主要從事高中物理教學(xué)及研究工作。