高中物理情境教學(xué)的設(shè)計(jì)策略

姜明珠

摘 要：情境教學(xué)指的是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，有目的地設(shè)計(jì)一些場景的活動(dòng)。通過教學(xué)情境的構(gòu)建，能促使師生融入“境”中，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對此，本文以高中物理這一學(xué)科為切入點(diǎn)，從以下六個(gè)方面對情境教學(xué)的設(shè)計(jì)策略展開深入分析。

關(guān)鍵詞：高中物理;情境教學(xué);實(shí)驗(yàn);故事;生活

物理是高中階段的一門重要學(xué)科，對學(xué)生科學(xué)思維的建立具有重要的作用。但在實(shí)際課堂教學(xué)中，由于物理知識(shí)的抽象性較強(qiáng)，對于學(xué)生而言，容易使他們產(chǎn)生思維障礙，這便阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的積極開展。而通過合理情境的構(gòu)建，既能將物理知識(shí)賦予意義，促使他們主動(dòng)融入具體的場景中，還能啟發(fā)學(xué)生的潛能，激發(fā)他們探索新知識(shí)的欲望。因此，教師作為課程的構(gòu)建者，應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容的各個(gè)方面入手構(gòu)建具體的物理場景，這樣便能吸引學(xué)生的注意力，發(fā)展他們的物理思維，從而促進(jìn)他們物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)得以不斷完善。

一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)探索精神

實(shí)驗(yàn)是物理課程的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生探究精神的主要途徑。因此，在構(gòu)建情境時(shí)，教師應(yīng)利用實(shí)驗(yàn)來構(gòu)建情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征，從而探索出物理規(guī)律。此外，通過實(shí)施實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，也能夠促進(jìn)學(xué)生建立邏輯思維結(jié)構(gòu)，并逐漸形成探索精神。

以“重力勢能”為例，為了使學(xué)生理解重力勢能的概念，并學(xué)會(huì)運(yùn)用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算，教師展開演示實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，即：在一個(gè)透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子，實(shí)驗(yàn)一是用一個(gè)鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的速度;實(shí)驗(yàn)二是用大小不同的兩個(gè)鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子上的速度。這樣便使得每個(gè)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)情境中，并通過觀察、分析現(xiàn)象，初步定性地得到“重力勢能跟物體的質(zhì)量與高度都有關(guān)系”。緊接著，教師揭示教學(xué)主題，并設(shè)計(jì)具體的問題，即：怎樣定量地表示重力勢能？以這一問題為導(dǎo)向，以小組為單位，學(xué)生通過分析具體的例子理解了重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系。通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，既使得每個(gè)學(xué)生從具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中歸納、總結(jié)出物理學(xué)規(guī)律，還加強(qiáng)了學(xué)生對抽象化物理原理的理解與認(rèn)識(shí)。

二、設(shè)計(jì)問題情境，激發(fā)積極思維

問題的設(shè)置能夠啟發(fā)學(xué)生的想象，也能夠激發(fā)他們的探究欲望。因此，教師應(yīng)設(shè)計(jì)條理清晰、符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)的問題情境，使問題與學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”建立聯(lián)結(jié)，這樣既能最大限度地激發(fā)他們的思維，使他們逐步建立分析問題、解決問題的能力，還能幫助學(xué)生在解決問題的過程中獲取新知識(shí)，內(nèi)化新知識(shí)，從而進(jìn)一步提升他們的物理學(xué)認(rèn)知水平。

以“向心力”為例，由于學(xué)生已經(jīng)知道如果物體不受力，將保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，還知道力的作用效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為了使學(xué)生知道向心力與哪些因素有關(guān)，并理解公式的確切含義，教師首先結(jié)合學(xué)生的原有認(rèn)知設(shè)計(jì)問題情境，并提出：“沿著圓周運(yùn)動(dòng)的物體合力一定不為零，那么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力有什么特點(diǎn)？做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不沿直線飛去而是沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)？”這樣的問題便激發(fā)學(xué)生積極地探究思維，并引發(fā)他們的學(xué)習(xí)思考。于是，教師便揭示教學(xué)主題，并引入“向心力”這一概念，使得學(xué)生對向心力產(chǎn)生初步的認(rèn)識(shí)。隨后，為了使學(xué)生探究出向心加速度的表達(dá)式，教師還演示“小球在水平面做圓周運(yùn)動(dòng)”的過程，使學(xué)生感受向心力的變化與哪些因素有關(guān)，并通過思考“角速度、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑、拉力”之間的關(guān)系，以此使他們結(jié)合牛頓第二定律得出向心力的大小。通過設(shè)計(jì)問題情境，既能引申出教學(xué)主題，使學(xué)生產(chǎn)生對新知識(shí)的認(rèn)知需求，還能幫助學(xué)生聯(lián)系新舊知識(shí)，以此更新物理認(rèn)知體系，發(fā)展物理認(rèn)知思維。

三、設(shè)置故事情境，提高科學(xué)素養(yǎng)

物理故事包括物理學(xué)史料，還包括物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。通過故事情境的構(gòu)建，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心，使他們參與到探索新知識(shí)的活動(dòng)中，還能使他們感受到物理學(xué)科知識(shí)的來之不易，增加他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)化他們的學(xué)習(xí)行為，并進(jìn)一步提升他們的科學(xué)素養(yǎng)，拓展他們的物理學(xué)認(rèn)知范圍。

以“行星的運(yùn)動(dòng)”為例，本章節(jié)主要講解的為天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而天體雖然對學(xué)生的生活影響較大，但卻給學(xué)生帶來一定的陌生感，因此，在教學(xué)活動(dòng)中，教師通過穿插物理學(xué)發(fā)展史等知識(shí)來幫助學(xué)生領(lǐng)略人類宇宙觀的發(fā)展歷程，這樣充分展示了科學(xué)規(guī)律的發(fā)展過程，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力。此外，教師還以故事作為載體，呈現(xiàn)“哥白尼—布魯諾—伽利略”等科學(xué)家對天文學(xué)的貢獻(xiàn)，讓學(xué)生充分體會(huì)到科學(xué)之路的艱辛，科學(xué)知識(shí)的來之不易，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。以物理學(xué)史為核心內(nèi)容來構(gòu)建故事情境，既能激發(fā)學(xué)生對物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，還對學(xué)生具有一定的激勵(lì)作用，使他們產(chǎn)生更加積極地學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，以此產(chǎn)生積極地學(xué)習(xí)行為，從而推動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)得到有序開展。

四、利用媒體情境，培養(yǎng)觀察能力

在高中物理教學(xué)活動(dòng)中，由于實(shí)驗(yàn)操作具有一定的局限性，這便帶給教師一定的教學(xué)難度，最終使得有些物理實(shí)驗(yàn)不能做，但通過媒體情境的構(gòu)建便能解決這一問題。因此，教師可構(gòu)建媒體情境，借助幻燈片、錄像等方式將生動(dòng)、形象、鮮明的視頻效果呈現(xiàn)出來，這樣既能考慮到每個(gè)學(xué)生，使每個(gè)學(xué)生都能清楚看到物理現(xiàn)象，還能促使學(xué)生積極分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而猜想、推理出物理原理。

以“曲線運(yùn)動(dòng)”為例，為了使學(xué)生通過對做曲線運(yùn)動(dòng)條件的分析，提高他們對物理現(xiàn)象技術(shù)分析的能力，教師利用多媒體投影技術(shù)播放錄像，以此來展示“導(dǎo)彈所做的運(yùn)動(dòng)、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所做的運(yùn)動(dòng)、人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)”，給學(xué)生一定的感知覺沖擊，并使他們通過觀察、分析，總結(jié)得到“物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線”這一結(jié)論。此外，為了判斷曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，教師再次構(gòu)建媒體情境，并呈現(xiàn)“小球沿切線畫軌跡”的動(dòng)態(tài)過程，讓學(xué)生更為直觀地明確了曲線的運(yùn)動(dòng)方向。通過以上實(shí)踐分析可見，合理運(yùn)用媒體情境，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，吸引他們參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，還能給學(xué)生呈現(xiàn)更為直觀的物理現(xiàn)象，促使他們產(chǎn)生觀察意識(shí)，從而幫助他們更加深入地了解觀察對象，進(jìn)而抽象、歸納物理規(guī)律，得出物理原理。

五、構(gòu)建生活情境，發(fā)展應(yīng)用意識(shí)

物理學(xué)科與生活有著十分密切的關(guān)系，其主要內(nèi)容來自生活，并作用到實(shí)際生活中。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)挖掘物理知識(shí)的應(yīng)用特點(diǎn)，以此將生活化因素滲透到課堂中來構(gòu)建生活情境，這樣既能加強(qiáng)物理學(xué)科與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，使學(xué)生開展有意義學(xué)習(xí)活動(dòng)，還能加深他們對基礎(chǔ)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，也能提高學(xué)生運(yùn)用物理觀念思考實(shí)際問題的能力，以此發(fā)展他們的應(yīng)用意識(shí)。

以“功率”為例，為了使學(xué)生通過實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形成過程及功率的實(shí)際意義，教師首先構(gòu)建生活情境，并提出：“人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來做功，這與人力直接做功或機(jī)器直接做功，在完成功的快慢方面有何不同？”這樣的問題便引發(fā)學(xué)生的思考，喚醒學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，并使他們從身邊生活中尋找做功快慢的事例，進(jìn)而積極思考機(jī)械與人或機(jī)器做功快慢的差異。每個(gè)學(xué)生所呈現(xiàn)的生活實(shí)例不同，如：人上高樓時(shí)，乘電梯比走路要快;從水井里提水，使用抽水機(jī)比人工快。通過列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使學(xué)生體會(huì)到功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，激發(fā)了他們的求知欲。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察“將一批貨物從地面運(yùn)到3樓使用的不同方式”，使學(xué)生通過分析，感性地認(rèn)識(shí)做功的快慢，進(jìn)而為建立理性的“功率”相關(guān)概念奠定基礎(chǔ)。通過構(gòu)建生活情境，既能使學(xué)生感受到物理知識(shí)與生活的聯(lián)系，還推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)一步開展。

六、建設(shè)探究情境，提高探究思維

探究的實(shí)質(zhì)是一個(gè)思維的過程?？茖W(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，還是重要的教學(xué)方式之一。因此，教師應(yīng)以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)、教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向、學(xué)生為主體來構(gòu)建探究情境，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析、評估”等過程，這樣不僅能夠使學(xué)生處于一種不斷發(fā)散與聚合的創(chuàng)造性思維狀態(tài)，還能推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。

以“機(jī)械能守恒定律”為例，為了使學(xué)生通過對物理現(xiàn)象的分析，推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律以及適用條件的研究方法，教師構(gòu)建探究情境，其中，情景一：一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度為的A點(diǎn)是速度為，下落到高度為的B點(diǎn)時(shí)速度為;情景二：將情景一中的小球由自由落體運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠綊佭\(yùn)動(dòng)，其他條件不變;情景三：將情景一中的小球由自由落體運(yùn)動(dòng)變?yōu)檠毓饣男泵嫦禄渌麠l件不變。于是，學(xué)生通過對每個(gè)場景中的小球做出具體分析，并分別寫出動(dòng)能定理的表達(dá)式及重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系，進(jìn)而初步認(rèn)識(shí)到“機(jī)械能是守恒的”。隨后，設(shè)計(jì)探究問題：分析上述情景的共同點(diǎn)以及不同點(diǎn)，猜想機(jī)械能守恒的條件。有的學(xué)生猜想“在受到的力只有重力時(shí)，物體的機(jī)械能才守恒”，有的學(xué)生則猜想“物體在運(yùn)動(dòng)中，只有重力做功時(shí)物體的機(jī)械能才是守恒的”，根據(jù)學(xué)生的猜想，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“機(jī)械能守恒定律”。設(shè)計(jì)探究情境，能夠使學(xué)生根據(jù)具體的現(xiàn)象分析得出科學(xué)化的結(jié)論，以此提升每個(gè)學(xué)生的探究思維。

通過以上實(shí)踐能夠看出，在生活情境、探究情境、媒體情境、故事情境等不同情境地構(gòu)建下，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極參與，還加深學(xué)生對物理基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，特別是通過情境的有效構(gòu)建，在一定程度上更大的發(fā)展了學(xué)生的物理觀念，幫助學(xué)生建立了物理學(xué)認(rèn)知體系，提升了他們的物理學(xué)認(rèn)知水平。作為高中物理教師，首先應(yīng)分析具體的教學(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)的重難點(diǎn)，然后再結(jié)合高中生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律選擇具體的情境，以使課堂中的各個(gè)教學(xué)要素達(dá)到有機(jī)統(tǒng)一。只有這樣才能幫助學(xué)生完成物理新知體系的構(gòu)建，進(jìn)而促進(jìn)高中物理學(xué)科的發(fā)展。

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