加強(qiáng)物理情境創(chuàng)設(shè) 促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展①

張 杰

(江蘇省沭陽如東實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇 宿遷 223600)

1 引言

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》指出：核心素養(yǎng)是課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力?？茖W(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方面，貫穿于科學(xué)探究和物理觀念形成過程之中?？茖W(xué)思維是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式；是建構(gòu)物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體運(yùn)用；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同信息、觀點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑和批判，予以檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的品格與能力。科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。

科學(xué)思維的培養(yǎng)要以理解為導(dǎo)向，理解是將未知事物的變化和發(fā)展邏輯同人固有的認(rèn)識(shí)相統(tǒng)一的過程，理解又可分為直接理解和間接理解。直接理解不需要經(jīng)過中間性思維過程，由于比較簡單，常和知覺、了解過程融合在一起，如對(duì)自己母語的學(xué)習(xí)及身邊其他熟悉事物的理解等。間接理解就必須經(jīng)過具有復(fù)雜性、層級(jí)性、遞進(jìn)性、邏輯性的思維過程，常常是從最初模糊的、未分化的理解逐漸過渡到明確的、清楚的理解，其間經(jīng)歷了不同的階段。此過程主要是針對(duì)復(fù)雜的、陌生的事物，并帶有問題解決的特點(diǎn)，去歸納總結(jié)規(guī)律、演繹運(yùn)用規(guī)律。

為了使物理課堂教學(xué)效果好，就應(yīng)以理解為導(dǎo)向，創(chuàng)設(shè)生活、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、故事等情境，讓學(xué)生在情境中展開探究，習(xí)得科學(xué)思維方法，理解科學(xué)概念，形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

2 思考與探索

2.1 根據(jù)知識(shí)本質(zhì)，設(shè)計(jì)物理情境

初中物理教學(xué)的重要目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，進(jìn)行有效的科學(xué)探究，而科學(xué)探究主要體現(xiàn)在物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)過程中，這就需要我們從物理知識(shí)的本質(zhì)出發(fā)來設(shè)計(jì)情境。物理概念和規(guī)律都源自大量實(shí)例，在這些實(shí)例中，有些能體現(xiàn)概念和規(guī)律的本質(zhì)特征，有的只能體現(xiàn)其部分特點(diǎn)。這就要求教師在創(chuàng)設(shè)物理情境時(shí)，要深刻理解概念和規(guī)律，從生活、生產(chǎn)中廣泛搜集真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生從眾多情境中概括出事物的共同屬性，抽象出事物的本質(zhì)特征，完成從經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)向科學(xué)認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)化。

例如在“運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性”教學(xué)中，為了突出相對(duì)運(yùn)動(dòng)的多樣性，我們可以請(qǐng)兩位同學(xué)走上講臺(tái)，通過他們的相對(duì)位置的變化，演示運(yùn)動(dòng)情況，得出運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的特點(diǎn)：同一個(gè)物體，選擇不同的參照物，可能是運(yùn)動(dòng)的，也可能是靜止的；對(duì)于同一種運(yùn)動(dòng)的描述也可能有多種結(jié)果。

再如在“浮力與排開液體所受重力的關(guān)系”教學(xué)中，將兩個(gè)截面相差很小的桶套在一起，只要向夾層里倒一點(diǎn)點(diǎn)水，就可以讓較小的桶浮起來，里面甚至可以坐一兩個(gè)人，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到浮力的大小由排開液體所受的重力決定，而與所使用液體本身所受重力沒有關(guān)系。

在“光的直線傳播”教學(xué)中，讓學(xué)生深入理解光沿直線傳播是本節(jié)課的教學(xué)關(guān)鍵。筆者設(shè)計(jì)了讓光直接照射到白墻上，再用人體擋住，以及讓光穿過水、玻璃等小實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光在透明介質(zhì)中沿直線傳播，再設(shè)置情境：在光傳播路徑上用酒精燈火焰加熱空氣，發(fā)現(xiàn)墻上的光斑移動(dòng)了，再用噴水法顯示光路，發(fā)現(xiàn)不再是一條直線！由此引導(dǎo)學(xué)生歸納得到光沿直線傳播的條件：均勻介質(zhì)。

著名物理學(xué)家費(fèi)曼說：“真理既美又簡單?！痹谖锢斫虒W(xué)中，我們需要對(duì)研究對(duì)象或過程加以合理的簡化，突出主要因素，忽略次要因素，依據(jù)情境建構(gòu)物理模型，去分析、歸納出物理事物的本質(zhì)特征與規(guī)律。

2.2 緊扣學(xué)生認(rèn)知，設(shè)置情境層次

奧蘇伯爾說：“影響學(xué)生學(xué)習(xí)的唯一重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，探明這一點(diǎn)，并據(jù)此進(jìn)行教學(xué)?！奔幽J(rèn)為：“人類的學(xué)習(xí)是復(fù)雜多樣的，是有層次性的，總是由簡單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)，形成遞進(jìn)的層次關(guān)系?！蔽覀円朴谧プW(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，分析學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和已有知識(shí)，設(shè)置有層次的情境。

例如不少同學(xué)認(rèn)為：拔河時(shí)贏的一方力大，輸?shù)囊环搅π?。為轉(zhuǎn)變這一認(rèn)識(shí)，我們借助DIS實(shí)驗(yàn)，讓兩位同學(xué)通過力傳感器進(jìn)行“拔河”，學(xué)生通過屏幕上呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)和圖像清楚地看到：無論輸贏，雙方力的大小都是相同的。在學(xué)生驚訝的基礎(chǔ)上，再創(chuàng)設(shè)拔河的情境，建構(gòu)拔河模型，進(jìn)行具體的受力分析，學(xué)生可自主得出結(jié)論。

在學(xué)習(xí)“電阻大小的影響因素”時(shí)，在黑板上的磁吸電路中留下斷開的接頭，用鉛筆在這兩個(gè)接頭間畫連線，燈亮了！畫粗一些，就會(huì)更亮！如果拉長接頭間的距離，則會(huì)變暗，從而直觀地認(rèn)識(shí)到粗細(xì)、長短這兩個(gè)影響因素。

設(shè)置層次性的情境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也增強(qiáng)了他們的質(zhì)疑意識(shí)和求知欲，一環(huán)扣一環(huán)，逐步深入認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理概念和規(guī)律的深度理解。

2.3 指向問題解決，把握情境邏輯

探究性物理學(xué)習(xí)是以解決問題為指向的科學(xué)探究過程，包括提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估與反思、交流等要素?！吨袊鴮W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》要求：“崇尚真知，理解和掌握基本的科學(xué)原理和方法，尊重事實(shí)和證據(jù)，邏輯清晰，能運(yùn)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)事物、解決問題、指導(dǎo)學(xué)習(xí)等。”這要求我們創(chuàng)設(shè)指向問題解決的情境，把握好情境的邏輯，恰如其分地引起學(xué)生的好奇心，并激發(fā)學(xué)生發(fā)自內(nèi)心深處的思考，產(chǎn)生探究欲望，解決問題并發(fā)展科學(xué)思維能力。

例如在“滑輪組”教學(xué)中，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)滑輪組的使用方法及特點(diǎn)，先創(chuàng)設(shè)一個(gè)問題式的情境：小明想把一大袋水泥很輕松地運(yùn)到樓上，應(yīng)該如何使用滑輪？同學(xué)們想到了動(dòng)滑輪，可是人必須先到樓上向上拉，再提出新的要求：如何向下拉就能讓水泥上去？學(xué)生開始討論，提出用滑輪組，通過提問、思考、解決、再提問……形成一致認(rèn)識(shí)：要省力靠動(dòng)滑輪，要改變用力方向靠定滑輪。

在“串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)”教學(xué)中，畫出兩個(gè)公園示意圖，一個(gè)從公園入口到出口只有唯一的路徑，另一個(gè)有多條路徑，借此引導(dǎo)同學(xué)們思考：如果某處整修不能通行，會(huì)有什么影響？同學(xué)們得出了“原路返回”和“繼續(xù)前進(jìn)”的不同方法。這時(shí)依次展示串聯(lián)電路、并聯(lián)電路，探究串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，如用電器損壞對(duì)電路的影響、開關(guān)的位置對(duì)控制作用的影響、短路的影響等，學(xué)生就會(huì)從情境中得到啟發(fā)，歸納出本質(zhì)的原因。

邏輯性強(qiáng)的情境有利于明確目標(biāo)、幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣，真正掌握概念和規(guī)律并加以運(yùn)用，使學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)后能夠習(xí)得解決問題的方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。

2.4 落實(shí)學(xué)科育人，升華情境運(yùn)用

物理教學(xué)要從“學(xué)科教學(xué)”轉(zhuǎn)向“學(xué)科育人”，學(xué)科育人就要以學(xué)科知識(shí)為載體，以育人為目標(biāo)，挖掘?qū)W科的育人內(nèi)涵，養(yǎng)成物理觀念和科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。物理是一門源于生活、高于生活、服務(wù)于生活的學(xué)科，兼具科學(xué)、藝術(shù)、人文的特征，物理情境設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)這些特征，落實(shí)物理學(xué)科的育人目標(biāo)。

例如在“用電冰箱研究物態(tài)變化現(xiàn)象”活動(dòng)中，同學(xué)們探究了液體凝固的特點(diǎn)，此時(shí)還可以引導(dǎo)同學(xué)們思考：冬季校園內(nèi)部分路面會(huì)結(jié)冰，可能會(huì)導(dǎo)致師生滑倒，你有什么對(duì)策？有的同學(xué)說：我們學(xué)校所在地區(qū)冬季最低氣溫大約在零下十?dāng)z氏度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在路面灑濃度為15%的鹽水就可以解決冬季路面結(jié)冰的問題。還有同學(xué)認(rèn)為需要根據(jù)具體氣溫來確定撒多少鹽。

在研究光的折射時(shí)，我們將手機(jī)放在玻璃杯底部，通過手機(jī)投屏能看到“杯口”大的天空，隨著我們向杯中倒水，看到的范圍變大了，同學(xué)們通過比較發(fā)現(xiàn)光從空氣射入水中時(shí)會(huì)發(fā)生折射，并用作圖的方法解決其中的疑問。再引入生活中的真實(shí)情境：運(yùn)鈔車上只留一小觀察孔，押運(yùn)人員怎樣才能看到外面較大的范圍？同學(xué)們經(jīng)過類比，進(jìn)行方案討論：用水？不行，既不結(jié)實(shí)也不易豎直安裝；加大孔徑？不行，不安全。玻璃既能通過折射擴(kuò)大視野，又有一定的強(qiáng)度，比較適合。同學(xué)們查閱資料，發(fā)現(xiàn)觀察孔上安裝了用玻璃制成的透鏡，感到自己的設(shè)想得到證實(shí)，非常高興，探究興趣更濃厚了。

在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)，學(xué)生既鞏固了知識(shí)，又體會(huì)到了物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的作用。

3 結(jié)語

物理情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)基于學(xué)情，把握知識(shí)本質(zhì)，適應(yīng)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，指向問題解決，聯(lián)系生活、生產(chǎn)，從而使物理教學(xué)能有效促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展與知識(shí)理解，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。