“情境鏈”引領(lǐng)的高中物理課堂教學(xué)實(shí)踐與探索

高秀麗

［摘 要］新課程標(biāo)準(zhǔn)為課堂教學(xué)改革指明了方向。高中物理新課改強(qiáng)調(diào)：高中物理課堂教學(xué)過(guò)程中要注意創(chuàng)設(shè)必要的情境，為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生更好地理解所要學(xué)習(xí)的物理知識(shí)。文章以“研究靜摩擦力”的教學(xué)為例，從課前情境創(chuàng)設(shè)、課中情境創(chuàng)設(shè)、課后情境創(chuàng)設(shè)三個(gè)方面探討恰當(dāng)“情境”在高中物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

［關(guān)鍵詞］情境鏈；高中物理；靜摩擦力

［中圖分類(lèi)號(hào)］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ? ?1674-6058（2022）20-0039-03

一、問(wèn)題的提出

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。如何讓物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在物理教學(xué)活動(dòng)中落地，成了教師當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

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，知識(shí)是情境化的知識(shí)，一切知識(shí)來(lái)源于情境。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)落地的重要抓手。

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)有價(jià)值的教學(xué)情境則是教學(xué)改革的重要追求?！扒榫虫湣敝傅氖窃谝欢ǖ膶W(xué)習(xí)范圍或主題范圍內(nèi)，圍繞一定的目標(biāo)或中心問(wèn)題，圍繞一定邏輯結(jié)構(gòu)精心設(shè)計(jì)的一系列情境。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)需要，情境的創(chuàng)設(shè)可以有多種形式，包括問(wèn)題式、活動(dòng)式、探究式等。下面筆者以“研究靜摩擦力”教學(xué)為例，與各位同行分享，以期拋磚引玉。

二、案例與分析

在“研究靜摩擦力”的教學(xué)中，筆者在課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)知識(shí)內(nèi)容和素養(yǎng)培養(yǎng)的不同要求，圍繞靜摩擦力的產(chǎn)生條件、方向和大小這一內(nèi)容主線，分別創(chuàng)設(shè)了不同形式的情境，形成邏輯清晰的“情境鏈”，很好地突出了教學(xué)重點(diǎn)，突破了教學(xué)難點(diǎn)。

（一）課前創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入新課

在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師別出心裁地創(chuàng)設(shè)了問(wèn)題式情境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心。問(wèn)題式情境是指教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)蘊(yùn)含問(wèn)題的情境， 促使學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)難。教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題式情境后，引導(dǎo)學(xué)生思考、解決情境中蘊(yùn)含的問(wèn)題，一方面可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，另一方面可以順暢地引出需要學(xué)生理解和掌握一定的知識(shí)、具備相應(yīng)的能力才能解決的具體任務(wù)。問(wèn)題式情境可以基于學(xué)生的生活創(chuàng)設(shè)，也可以基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)。

物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，新課導(dǎo)入時(shí)，創(chuàng)設(shè)蘊(yùn)含問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)情境往往可以引導(dǎo)學(xué)生積極投入到新課的學(xué)習(xí)中。

上課伊始，教師提問(wèn)：把一個(gè)薄塑料袋放進(jìn)杯子（教師同時(shí)動(dòng)手做），怎么用塑料袋把杯子提起？

學(xué)生：……

教師把一個(gè)薄塑料袋放進(jìn)杯子，想把杯子提起來(lái)但不成功。

在學(xué)生覺(jué)得不太可能時(shí)，教師微笑著說(shuō)：“大家看好了，我要‘變魔術(shù)’了?！苯處熗芰洗芯従彽刈⑷胨?，再提起杯子，結(jié)果杯子被提了起來(lái)。

學(xué)生非常驚訝并且好奇，教師進(jìn)一步提出問(wèn)題：塑料袋是利用什么力將杯子提起的？教師要求學(xué)生分析在提起杯子的過(guò)程中杯子受的力。在學(xué)生分析、交流后，教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：塑料袋是利用摩擦力提起杯子的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀了解和感受了靜摩擦力，并得出了靜摩擦力的概念。

接著師生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析對(duì)比，總結(jié)歸納靜摩擦力的產(chǎn)生條件。例如，通過(guò)分析“不加水，塑料袋不能提起杯子”得到產(chǎn)生靜摩擦力的第一個(gè)條件：兩物體相互接觸并擠壓；通過(guò)分析“在杯子周?chē)可鲜秤糜停虞^難提起來(lái)”得到產(chǎn)生靜摩擦力的第二個(gè)條件：兩物體的接觸面要粗糙；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)有掉下來(lái)”得到產(chǎn)生靜摩擦力的第三個(gè)條件：有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

最后，師生共同總結(jié)歸納產(chǎn)生靜摩擦力的條件：接觸面粗糙、兩物體相互接觸并擠壓、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

設(shè)計(jì)意圖：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?！笨鬃拥倪@段話(huà)，在肯定啟發(fā)作用的同時(shí)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。本案例在課堂導(dǎo)入時(shí)創(chuàng)設(shè)蘊(yùn)含問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的欲望，然后引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地分析，讓學(xué)生不但理解了靜摩擦力的概念和產(chǎn)生條件，而且培養(yǎng)了科學(xué)思維和科學(xué)探究精神。

（二）課中創(chuàng)設(shè)情境，突破教學(xué)難點(diǎn)

1.創(chuàng)設(shè)活動(dòng)式情境，突破“靜摩擦力的方向”教學(xué)難點(diǎn)

教師在與學(xué)生一起總結(jié)歸納產(chǎn)生靜摩擦力的條件后，創(chuàng)設(shè)了一系列活動(dòng)式情境，引導(dǎo)學(xué)生參與和體驗(yàn)，突破了“靜摩擦力的方向”這一教學(xué)難點(diǎn)。教師把情境融入活動(dòng)中，以問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思考、討論、合作等，在解決問(wèn)題的過(guò)程中引出新知，培養(yǎng)能力。在概念探究和建構(gòu)的過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)活動(dòng)式情境，可以打破教師的“滿(mǎn)堂灌”，促進(jìn)師生、生生互動(dòng)，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

情境1：播放將行李送上傾斜傳送帶的視頻（如圖1），引導(dǎo)學(xué)生思考教師提出的問(wèn)題。

問(wèn)題1. 視頻中的行李是否在運(yùn)動(dòng)？

問(wèn)題2. 行李有沒(méi)有受到摩擦力作用？如果有，是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？你的判斷依據(jù)是什么？

學(xué)生通過(guò)思考與解決這兩個(gè)問(wèn)題，鞏固了靜摩擦力的產(chǎn)生條件這一知識(shí)，培養(yǎng)了科學(xué)推理和科學(xué)論證思維能力。

情境2：教師演示木板上拉毛刷（毛刷沒(méi)有被拉動(dòng)）的實(shí)驗(yàn)（如圖2），讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考并討論教師提出的問(wèn)題。

問(wèn)題1. 靜摩擦力是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，那么靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向存在怎樣的關(guān)系？

問(wèn)題2. 毛刷受到向右的拉力，但是毛刷相對(duì)木板保持靜止，說(shuō)明毛刷受到怎么樣的力？

問(wèn)題3. 刷毛向左彎曲，說(shuō)明刷毛受到木板對(duì)它的靜摩擦力的方向向哪邊？

教師設(shè)置的遞進(jìn)式的問(wèn)題串為學(xué)生搭建了思維的“腳手架”，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)，對(duì)木板進(jìn)行受力分析，根據(jù)二力平衡得到靜摩擦力的方向，再利用假設(shè)法得到相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向，從而得出結(jié)論：靜摩擦力的方向總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。

情境3：教師在總結(jié)得出靜摩擦力的方向后，設(shè)計(jì)以下生活情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，鞏固靜摩擦力方向的判斷這一知識(shí)。

（1）推著小推車(chē)的顧客利用斜坡式自動(dòng)扶梯上樓（如圖3）。

提問(wèn)：扶梯是利用什么力把人送上樓的？

（2）電工利用腳扣爬上電線桿（如圖4）。

提問(wèn)：電工如何利用腳扣的靜摩擦力爬上電線桿？

（3）人在走路時(shí)（如圖5），前、后腳受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力？方向如何？

教師組織學(xué)生以4人為一組進(jìn)行感受和討論，然后引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：

①人的后腳有沒(méi)有受到摩擦力作用？如果有，是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

②人的前腳有沒(méi)有受到摩擦力作用？如果有，是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

學(xué)生分組在教室里走動(dòng)和觀察，圍繞教師提出的兩個(gè)問(wèn)題，逐一進(jìn)行討論交流，得出小組的結(jié)論；教師組織小組間交流探討，在各組意見(jiàn)不一致時(shí)給予點(diǎn)撥。

（4）自行車(chē)行駛時(shí)（如圖6），前、后輪受到的是什么摩擦力？方向如何？

自行車(chē)是學(xué)生熟悉的交通工具，但是他們平時(shí)大多不會(huì)去細(xì)心觀察和思考。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：

①人騎自行車(chē)時(shí)，自行車(chē)的鏈條帶動(dòng)哪個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)？該輪子相對(duì)于地面是向前還是向后運(yùn)動(dòng)？它有沒(méi)有受到摩擦力？如果有，是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

②哪個(gè)輪子是沒(méi)有施加動(dòng)力的？該輪子相對(duì)于地面是向前還是向后運(yùn)動(dòng)？它有沒(méi)有受到摩擦力？如果有，是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

學(xué)生分組展開(kāi)討論，再選派小組代表發(fā)表意見(jiàn)，教師進(jìn)行點(diǎn)撥解疑。

設(shè)計(jì)意圖：活動(dòng)情境3中圍繞靜摩擦力的方向創(chuàng)設(shè)了4個(gè)真實(shí)情境，貼近學(xué)生的生活，學(xué)生感覺(jué)親切；讓學(xué)生親歷其中的活動(dòng)，引導(dǎo)他們大膽猜想、假設(shè)、討論、交流，進(jìn)一步展開(kāi)推理、解釋和論證，從而深刻領(lǐng)悟靜摩擦力的方向——與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，很好地突破了本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)，提高了學(xué)生的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等能力。

2.創(chuàng)設(shè)探究式情境，探索靜摩擦力的大小

物理學(xué)科教學(xué)中的情境包括生活生產(chǎn)情境和學(xué)習(xí)探索情境兩類(lèi)，在得出靜摩擦力方向后，教師創(chuàng)設(shè)以下學(xué)習(xí)探索情境，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究靜摩擦力的大小。

實(shí)驗(yàn)探究：請(qǐng)嘗試設(shè)計(jì)測(cè)量摩擦力的大小的方案（實(shí)驗(yàn)裝置如圖7），隨后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中（如表1）。

實(shí)驗(yàn)后提出以下問(wèn)題讓學(xué)生思考討論：

（1）木塊在水平桌面上，不用外力拉時(shí)，它有沒(méi)有受到靜摩擦力的作用？用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊但沒(méi)有動(dòng)，木塊有沒(méi)有受到摩擦力的作用？如果有，其大小如何？方向如何？

（2）由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，靜摩擦力的大小是固定的值嗎？如何確定其大??？

教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用二力平衡，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出靜摩擦力的大小，并歸納總結(jié)靜摩擦力大小的變化規(guī)律。隨后教師演示用力傳感器代替彈簧測(cè)力計(jì)做實(shí)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)屏幕上直接得到拉力隨時(shí)間變化的[F-t]圖像，印證和鞏固探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：靜摩擦力的大小隨著外力的變化而變化，如果直接把結(jié)論告訴學(xué)生，學(xué)生沒(méi)有經(jīng)歷動(dòng)手探究的過(guò)程，往往記憶不深刻，理解不到位。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)探究式情境，引領(lǐng)學(xué)生在探究中合作、交流和討論，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)會(huì)分析、論證和歸納，在教會(huì)學(xué)生知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)和能力。

（三）課后創(chuàng)設(shè)情境，鞏固靜摩擦力概念

物理與生活、生產(chǎn)聯(lián)系密切，物理知識(shí)的價(jià)值在于回到生活和生產(chǎn)中，解釋或解決實(shí)際問(wèn)題。在概念的應(yīng)用環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的真實(shí)問(wèn)題情境，讓學(xué)生感覺(jué)物理真實(shí)和親切，這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能較好地鞏固物理概念，考查學(xué)生從復(fù)雜的情境中抓住主要因素，構(gòu)建物理模型并解決問(wèn)題的能力。

情境：手用力握住一個(gè)豎直的瓶子，瓶子靜止（如圖8）。

（1）當(dāng)手握瓶子的力增大時(shí)，瓶子所受的摩擦力是不是增大了？

（2）手越干燥、粗糙，瓶子所受的摩擦力是否越大？

設(shè)計(jì)意圖：靜摩擦力在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，學(xué)習(xí)了靜摩擦力后，回歸生產(chǎn)、生活，讓學(xué)生嘗試運(yùn)用靜摩擦力知識(shí)分析與解決實(shí)際問(wèn)題，一方面鞏固靜摩擦力的概念、產(chǎn)生條件、方向以及大小，另一方面提高學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。

“價(jià)值引領(lǐng)，素養(yǎng)導(dǎo)向，能力為重，知識(shí)為基”是新一輪教育教學(xué)改革的主題，如何在教學(xué)實(shí)踐中落實(shí)，是廣大教育工作者需要思考的問(wèn)題。物理學(xué)科含有天然的育人價(jià)值，在物理知識(shí)背后蘊(yùn)含著豐富的學(xué)科方法和素養(yǎng)，是學(xué)生終身發(fā)展所必備的能力。筆者在所教的班級(jí)進(jìn)行“‘情境鏈’引領(lǐng)課堂教學(xué)”實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)研究一年多時(shí)間，通過(guò)前、后測(cè)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣明顯提升，學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力明顯提高，實(shí)驗(yàn)效果非常好?！啊榫虫湣I(lǐng)課堂教學(xué)”要求教師在備課時(shí)認(rèn)真研讀課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，把教學(xué)內(nèi)容問(wèn)題化、問(wèn)題情境化，圍繞教學(xué)內(nèi)容主線創(chuàng)設(shè)邏輯清晰的“情境鏈”，以情境和問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生分析、解決問(wèn)題，經(jīng)歷知識(shí)建構(gòu)和回歸真實(shí)生活和生產(chǎn)的過(guò)程，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ］

［1］ ?中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ ?廣東教育出版社.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修1［M］.廣州：廣東教育出版社，2017.

［3］ ?費(fèi)宏.以“情境串”為引導(dǎo)的思想品德課堂 ：以“做誠(chéng)信的人”一課為例［J］.思想政治課教學(xué)，2014（5）：52-55.

（責(zé)任編輯 易志毅）