情境化教學(xué)方法在高中物理教學(xué)的應(yīng)用

謝文?！⌒ち?huì)

【摘? 要】廣東物理教材和高考試題注重構(gòu)建生產(chǎn)生活情境。情境化教學(xué)方法既能滿足核心素養(yǎng)和新課標(biāo)理念的要求，又能促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。本文遵循情境化教學(xué)基本原則，簡(jiǎn)單探討生活化情境教學(xué)、實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)和物理學(xué)史情境教學(xué)等策略，輔助高中物理教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】高中物理；情境化教學(xué)；策略

高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)中物理觀念是從物理學(xué)視角形成物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量的基本認(rèn)識(shí)，與生產(chǎn)生活息息相關(guān)?？茖W(xué)思維是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過(guò)程，科學(xué)思維的培養(yǎng)要讓學(xué)生在生活、實(shí)驗(yàn)或基于某些物理情境中深入領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)理想模型的構(gòu)造，總結(jié)物理規(guī)律。傳統(tǒng)教學(xué)已經(jīng)無(wú)法滿足核心素養(yǎng)和新課標(biāo)理念的要求，情境化教學(xué)是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中構(gòu)建物理情境，讓學(xué)生“身臨其境”，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生探索物理規(guī)律的興趣，提高教學(xué)效率。通過(guò)情境化教學(xué)，可以讓學(xué)生自主構(gòu)建物理模型，探究物理規(guī)律，解決生活中常見(jiàn)的物理問(wèn)題，獲得適應(yīng)終身發(fā)展及社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。情境化教學(xué)方法是核心素養(yǎng)的具體實(shí)施，是核心素養(yǎng)的價(jià)值體現(xiàn)。

以廣東教材第二冊(cè)為例，物理知識(shí)的講解絕大部分都是以生活、物理學(xué)史等創(chuàng)建情境，例如平拋運(yùn)動(dòng)的例題是以無(wú)人機(jī)配送急救物品創(chuàng)設(shè)情境，天體運(yùn)動(dòng)是以日心說(shuō)和地心說(shuō)相關(guān)的物理學(xué)史創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。高考試題是新課標(biāo)課改理念的具體呈現(xiàn)，以最近兩年廣東省高考試題為例，試題普遍構(gòu)建物理情境，其中大約70%來(lái)源于生產(chǎn)生活，例如2022年廣東高考試題中第一題制作豆腐的石磨、第9題運(yùn)送防疫物質(zhì)的無(wú)人駕駛小車和第15題空調(diào)溫度的傳遞等。學(xué)生解決高考試題需要從試題情境中提煉出物理模型，并通過(guò)物理知識(shí)解決模型中的問(wèn)題。情境化教學(xué)就是從生產(chǎn)生活等物理場(chǎng)景中提煉出物理模型，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生活中問(wèn)題的能力，既符合核心素養(yǎng)的要求，又適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

一、情境化教學(xué)方法簡(jiǎn)介

情境化教學(xué)是指在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出有利于教學(xué)的教學(xué)情境，達(dá)到教學(xué)過(guò)程的整體互動(dòng)交流目的，使學(xué)生更加容易理解相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的一種教學(xué)構(gòu)建。情境化教學(xué)方法遵循目的性、真實(shí)性、靈活性和誘導(dǎo)性等原則。情境的創(chuàng)設(shè)遵循趣味性、探究性和科學(xué)性等原則。教師可以通過(guò)故事、物理學(xué)史和社會(huì)熱點(diǎn)，生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)、問(wèn)題和多媒體等創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境進(jìn)行有效教學(xué)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)情境化教學(xué)可以使教學(xué)氣氛更加活躍，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生思考和獨(dú)自解決問(wèn)題的能力，有效地提高教學(xué)效果和教學(xué)效率。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，情境化教學(xué)方法的獨(dú)特性和優(yōu)越性有著重要的地位。

本文遵循情境化教學(xué)基本原則，以汽車行駛安全、超重、失重和相對(duì)論等為例，探討如何利用不同的情境化教學(xué)策略輔助高中物理教學(xué)。

二、高中物理情境化教學(xué)方法的應(yīng)用

（一）生活化情境教學(xué)策略

物理知識(shí)來(lái)源于生活，并應(yīng)用在生活中。例如人們從日常生活中發(fā)現(xiàn)靜電現(xiàn)象，并將其用在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，利用靜電進(jìn)行除塵、噴涂和復(fù)印等。高中生通過(guò)對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的積累和在初中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)物理知識(shí)和概念有一定的理解。但是高中物理的一些概念更加抽象，學(xué)生了解的知識(shí)并不全面和深刻。高中物理相比于初中物理知識(shí)進(jìn)一步加深，初中課程較多是定性的要求，而高中課程更多的是定量的研究。高中生需要思考一些概念和觀念的轉(zhuǎn)變，例如初中學(xué)的路程和速度與高中的概念有些差別。應(yīng)用生活化教學(xué)場(chǎng)景更能夠幫助學(xué)生理解和建立物理模型，思考和解決生活中的常見(jiàn)問(wèn)題。

在講解汽車行駛安全這一節(jié)時(shí)，教師可以將生活中出車禍?zhǔn)鹿实膶?shí)例引入新課。假設(shè)同學(xué)是交警，教師是司機(jī)，發(fā)現(xiàn)交通事故剎車車痕為60m，汽車的加速度為7.5m/s2。如果汽車的行駛速度大于100km/h就為超速，如何判斷司機(jī)是否超速？通過(guò)生活實(shí)例引發(fā)學(xué)生思考如何用學(xué)過(guò)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物理知識(shí)判斷司機(jī)是否超速。學(xué)生分組討論，將汽車看成質(zhì)點(diǎn)模型，通過(guò)已學(xué)過(guò)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)計(jì)算出汽車的運(yùn)行速度為108 km/h。學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算可以判定司機(jī)超速，對(duì)超速的教師司機(jī)進(jìn)行罰款。同時(shí)教師對(duì)安全距離概念和反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行進(jìn)一步的延伸和擴(kuò)展，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考飲酒為什么容易出交通事故，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，還進(jìn)一步提高了學(xué)生的安全意識(shí)。通過(guò)生活實(shí)例，學(xué)生”變身交警”置身在生活情境中，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生參與思考和解決問(wèn)題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及模型建構(gòu)能力。

（二）實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)策略

實(shí)驗(yàn)是高中物理的重要內(nèi)容和重要組成部分。實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。同時(shí)實(shí)驗(yàn)也能幫助學(xué)生探究現(xiàn)象背后的物理規(guī)律?！疤铠喪健苯虒W(xué)模式中，由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器的短缺或教師為了節(jié)約時(shí)間，將實(shí)驗(yàn)操作與探究略去，直接將實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)告訴學(xué)生。此種教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法充分理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，缺乏動(dòng)手能力，核心素養(yǎng)難以培養(yǎng)。新時(shí)代物理教育要徹底摒棄填鴨式教學(xué)，要高度重視實(shí)驗(yàn)的物理情境的建構(gòu)。在新課標(biāo)指引下，以廣東卷近兩年高考試題為例，實(shí)驗(yàn)的題目是綜合性、創(chuàng)新性和探究性的。這些題目充分考查了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。高中物理核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維和科學(xué)探究要求學(xué)生提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與方案等，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和綜合能力。因此，教師通過(guò)引入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，讓學(xué)生參與其中，一方面提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，另一方面充分培養(yǎng)學(xué)生的核心

素養(yǎng)。

在講解超重和失重這一節(jié)時(shí)，教師可以將學(xué)生分成幾組，在課余時(shí)間提前在電梯中做實(shí)驗(yàn)。筆者所在的班級(jí)學(xué)生分為四組，每組需要在電梯中記錄體重計(jì)的變化和彈簧測(cè)力計(jì)拉力的變化。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)體重計(jì)和彈簧測(cè)力計(jì)的變化，教師可以引導(dǎo)學(xué)生嘗試解釋體重計(jì)和彈簧測(cè)力計(jì)的變化的原因。通過(guò)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。其次學(xué)生會(huì)深度思考物理現(xiàn)象的原因，利用牛頓定律解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)和傳統(tǒng)的教學(xué)方法測(cè)試對(duì)比，發(fā)現(xiàn)學(xué)生既對(duì)超重和失重現(xiàn)象理解得更加深入，又能通過(guò)物理規(guī)律解釋這種現(xiàn)象。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，比如彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)需要估讀，在電梯上升和下降過(guò)程中，體重計(jì)和彈簧測(cè)力計(jì)變化的不是很靈敏等。教師還可以進(jìn)一步延伸、解釋在體重計(jì)上起立和下蹲時(shí)體重計(jì)的變化，坐飛機(jī)時(shí)上升和下降過(guò)程中人頭暈等生活現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)情境引入課堂教學(xué)，不僅增加了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，而且提高了學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（三）物理學(xué)史情境教學(xué)策略

物理學(xué)史展現(xiàn)出物理學(xué)波瀾壯闊、精彩紛呈的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。物理學(xué)史可以呈現(xiàn)科學(xué)家如何通過(guò)現(xiàn)象——猜想——實(shí)驗(yàn)——?dú)w納等科學(xué)探究環(huán)節(jié)完成物理學(xué)定律的構(gòu)建，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。高中物理教師將物理學(xué)史引入課程，能讓學(xué)生了解到在當(dāng)時(shí)的歷史背景下科學(xué)家探究物理規(guī)律的曲折歷程，體會(huì)物理探究的艱辛。此外，物理學(xué)史還能讓學(xué)生理解物理規(guī)律知識(shí)的來(lái)源，體會(huì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度及責(zé)任感。

例如在講解相對(duì)論時(shí)空觀這一節(jié)時(shí)，教師應(yīng)該將當(dāng)年的歷史背景“兩朵烏云”通過(guò)故事生動(dòng)形象地講出來(lái)，讓學(xué)生理解牛頓力學(xué)與實(shí)驗(yàn)事實(shí)之間的矛盾。教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生“身臨其境”，假設(shè)自己生活在這個(gè)年代，如何解釋這些物理矛盾？以教科書(shū)中火車的例子，讓學(xué)生思考如果按照愛(ài)因斯坦的假設(shè)光速不變，能得到什么樣的時(shí)空觀，與牛頓的時(shí)空觀有何不同？通過(guò)這一系列問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，達(dá)到事半功倍的效果。同理在講解近代物理初步這一章時(shí)，也可以生動(dòng)形象地介紹在當(dāng)年的歷史背景下，黑體輻射無(wú)法用當(dāng)時(shí)的理論來(lái)解釋，普朗克是如何通過(guò)能量量子化解釋黑體輻射的？在介紹物理學(xué)史時(shí)可以向?qū)W生延伸，例如講解光的波粒二象性這一節(jié)時(shí)，教師可以讓學(xué)生提前了解科學(xué)家對(duì)光是波還是粒子波瀾壯闊的百年之爭(zhēng)，并在課堂上用物理故事講給其他學(xué)生聽(tīng)，增強(qiáng)了學(xué)生的互動(dòng)性，有效地提高了學(xué)生對(duì)課堂的參與度。此外精彩的物理故事不僅增加了課堂的趣味性，而且加深了學(xué)生對(duì)光的波粒二象性的理解，同時(shí)又為德布羅意波做了鋪墊。通過(guò)物理學(xué)史引入教學(xué)，不僅使物理課堂更加豐富多彩，而且激發(fā)學(xué)生探究物理的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（四）多媒體情境教學(xué)策略

多媒體技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用廣泛。多媒體技術(shù)可以展現(xiàn)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻，將一些物理現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)和物理規(guī)律生動(dòng)形象地表達(dá)出來(lái)。使用多媒體技術(shù)可以將實(shí)驗(yàn)無(wú)法呈現(xiàn)的現(xiàn)象和觀察不到的微觀粒子規(guī)律直觀地展現(xiàn)出來(lái)，化抽象為具體，使課程更加生動(dòng)有趣。教師利用電腦軟件，例如Mathematica，flash動(dòng)態(tài)直觀地展現(xiàn)一些物理規(guī)律。

例如講解電場(chǎng)和電勢(shì)這一節(jié)時(shí)，利用Mathematica繪制點(diǎn)電荷電場(chǎng)和電勢(shì)的曲線，讓學(xué)生親自動(dòng)手動(dòng)態(tài)修改點(diǎn)電荷的電量，電場(chǎng)和電勢(shì)隨著點(diǎn)電荷電量的變化而變化，直觀地展現(xiàn)出物理規(guī)律。使用多媒體技術(shù)，讓學(xué)生親自動(dòng)手調(diào)節(jié)物理參數(shù)參與其中，可以加深了學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的理解，使課堂更加有趣和高效。

此外，還可以通過(guò)故事、社會(huì)熱點(diǎn)和多彩的物理圖形等創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境進(jìn)行有效教學(xué)，這里不再討論。

三、結(jié)束語(yǔ)

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是當(dāng)代教師的重中之重。根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)知識(shí)體系內(nèi)容，使用情境化教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望，提高學(xué)生建構(gòu)物理模型和解決物理問(wèn)題的能力，高效培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]董娜.基于核心素養(yǎng)的高中物理情境化課堂教學(xué)策略研究[J].考試周刊，2021（92）：103-105.

[2]熊建文.普通高中教科書(shū)物理必修第二冊(cè)[M].廣州：廣東教育出版社.

[3]謝道德.高中物理情境教學(xué)設(shè)計(jì)策略研究[J].時(shí)代教育，2016（10）：171.

[4]楊蕾.情境教學(xué)在高中物理教學(xué)中的理論與實(shí)踐研究[D].南昌：江西師范大學(xué)，2018.

[5]王愛(ài)霞.核心素養(yǎng)導(dǎo)向下情境化教學(xué)方法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].高考，2020（9）：31.

[6]劉穎.基于情境教學(xué)提升高中物理課堂教學(xué)有效性的實(shí)踐研究[D].延邊：延邊大學(xué)，2022.

[7]李曉博.探討高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)視域下課堂情境教學(xué)[J].高考，2021（30）：95-96.

[8]賈愛(ài)麗.淺議高中物理教學(xué)中問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)[J].新課程學(xué)習(xí)（中），2012（10）：95.

[9]陳桂香.論高中物理教學(xué)之物理課堂效率與生活情境的融合[J].課程教育研究，2019（45）：200-201.

[10]滕艷萍，郭桂周，楊碩.應(yīng)用Mathematica軟件優(yōu)化高中物理教學(xué)研究[J].物理通報(bào)，2018（1）：73-78.