高中物理真實(shí)情境的教學(xué)研究與實(shí)踐

林露芳

隨著新課程改革的逐步深入，情境教學(xué)備受關(guān)注。在物理教學(xué)中構(gòu)建真實(shí)情境，有助于讓學(xué)生將抽象的知識與具象的理解相結(jié)合，推動應(yīng)用能力與綜合素養(yǎng)的全面提升。然而，隨著真實(shí)情境應(yīng)用的推廣，我們在教學(xué)活動中發(fā)現(xiàn)了新問題，部分教師難以找準(zhǔn)真實(shí)情境應(yīng)用的著力點(diǎn)，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計(jì)流于表面形式，難以產(chǎn)生理想化的教育成效。在新課程改革的大背景下，教師要堅(jiān)持以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，在真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)工作中以物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個維度（即物理觀念和應(yīng)用、科學(xué)思維和創(chuàng)新、科學(xué)探究和交流、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）為立足點(diǎn)，讓真實(shí)情境的教學(xué)應(yīng)用更有針對性與目的性。

一、核心素養(yǎng)視域下高中物理真實(shí)情境的運(yùn)用價值

（一）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在教學(xué)實(shí)踐中，很多學(xué)生因物理學(xué)科的抽象性與復(fù)雜性，而長期處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，不僅學(xué)習(xí)興趣較低，而且存在著嚴(yán)重的抵觸情緒與消極態(tài)度。在此情況下，真實(shí)情境的應(yīng)用能夠在很大程度上改變“照本宣科”的教學(xué)形式與“師主生從”的教學(xué)狀態(tài)，給學(xué)生更多參與課堂實(shí)踐的機(jī)會，豐富學(xué)生的課堂體驗(yàn)，讓物理課堂呈現(xiàn)出更多的可能性與神秘性，也讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成為主動探索。在高中階段，物理學(xué)科知識要點(diǎn)多、難度大，想要學(xué)好這一門學(xué)科，學(xué)生不僅要緊跟教師的教學(xué)節(jié)奏，而且要根據(jù)自己的具體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行更有針對性的自主學(xué)習(xí)。作為物理教師，不僅要幫助學(xué)生落實(shí)所學(xué)知識，而且要引導(dǎo)學(xué)生善用科學(xué)的學(xué)習(xí)方法、養(yǎng)成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，而真實(shí)情境的應(yīng)用無疑在很大程度上解決了當(dāng)前教學(xué)中所存在的問題。

（二）發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用能力

在新時代的大背景下，教育教學(xué)的目標(biāo)從培養(yǎng)“記憶型”人才轉(zhuǎn)變成為了培養(yǎng)“創(chuàng)新型”人才，而這就要求教師注重幫助學(xué)生突破思想桎梏，提高應(yīng)用能力。然而由于高中物理較強(qiáng)的抽象性與邏輯性，很多學(xué)生在知識理解中存在著不小的問題，即使教師反復(fù)講解，效用也并不理想。而真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)則可以通過更為生動、具體的方法將所學(xué)知識直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓學(xué)生能夠調(diào)用自身的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對知識的理解。與此同時，真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)也為學(xué)生的知識應(yīng)用創(chuàng)造了條件，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象、解決實(shí)踐場景中的問題，提高了學(xué)生思維的活躍性，也讓學(xué)生形成了“生活—物理—生活”的思想閉環(huán)，促進(jìn)了創(chuàng)新應(yīng)用能力的提高。

（三）落實(shí)以人為本的教育理念

在新課程改革的大背景下，“以人為本”的教育理念深入人心，在教育教學(xué)的方方面面都得到了重要體現(xiàn)。核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)也正是這一教學(xué)理念落實(shí)的有效途徑?！皩W(xué)”是“教”的出發(fā)點(diǎn)，更應(yīng)該是“教”的落腳點(diǎn)，以學(xué)生學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)所展開的教學(xué)活動不僅體現(xiàn)了教學(xué)的本質(zhì)，而且是推動學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的必然要求。真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)在很大程度上改變了“以教為主”的現(xiàn)象，從“學(xué)”的角度推進(jìn)，讓教師在一定程度上“淡”出課堂，成為了教學(xué)的設(shè)計(jì)者與引領(lǐng)者。真實(shí)情境來源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，立足于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為科學(xué)思維、科學(xué)探究以及關(guān)鍵能力的提升奠定了基礎(chǔ)。

二、核心素養(yǎng)視域下高中物理真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的具體原則

（一）切合性原則

真實(shí)情境教學(xué)作為一種具有科學(xué)性與創(chuàng)新性的教學(xué)手段備受關(guān)注，但這也導(dǎo)致了在教學(xué)實(shí)踐中，部分教師存在著錯用、濫用的現(xiàn)象，不僅沒有達(dá)到理想化的教學(xué)效果，而且情境創(chuàng)設(shè)喧賓奪主，分散了學(xué)生的注意力，降低了教學(xué)的效率與質(zhì)量。具體而言，部分教師存在著“為了創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境而創(chuàng)設(shè)”的問題，一味追求情境教學(xué)的新穎性、獨(dú)特性，在情境創(chuàng)設(shè)中耗費(fèi)了大量的時間精力，但是推動教學(xué)成效的意義卻并不大。基于此，教師要在教學(xué)設(shè)計(jì)中遵循切合性原則。這一原則要求真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)要與教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的認(rèn)知情況以及教學(xué)內(nèi)容相切合，以優(yōu)化教學(xué)成果為最終目標(biāo)，發(fā)揮理想化的輔助作用，讓學(xué)生能夠通過身臨其境、深入感受真實(shí)情境加強(qiáng)對理論概念的了解與認(rèn)識。

（二）學(xué)習(xí)興趣誘發(fā)性原則

真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)不僅能優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，而且能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生的好奇心成為加強(qiáng)學(xué)習(xí)動力的首要條件。因此，在真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)工作中，教師要遵循學(xué)習(xí)興趣誘發(fā)性原則，引導(dǎo)學(xué)生在加強(qiáng)真實(shí)情境體驗(yàn)的同時，也能夠自覺主動地深入思考，在與教師的互動中逐步加深認(rèn)識，感受到物理學(xué)習(xí)的魅力所在，自覺主動、循序漸進(jìn)地開展學(xué)習(xí)活動。

三、核心素養(yǎng)視域下高中物理真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐路徑

（一）立足具體生活，選擇真實(shí)情境教學(xué)素材

物理學(xué)科不僅推動著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與社會的進(jìn)步，而且在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的意義與作用。作為教師，我們不僅要向?qū)W生傳授物理知識，而且應(yīng)該通過真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)科的雙面性，對標(biāo)核心素養(yǎng)中科學(xué)責(zé)任與態(tài)度這一維度，在真實(shí)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)中選擇科學(xué)合適的素材，加強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識與理解。

在人教版高中物理選擇性必修三中，我們學(xué)到了放射性相關(guān)的知識，教師可以以此為基礎(chǔ)引入公眾對輻射的關(guān)注、理解與認(rèn)知，特別是隨著“排海事件”的發(fā)生，一度造成了人心惶惶的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)了搶購食鹽的情況。教師可以以這一教學(xué)素材為導(dǎo)入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生加深對輻射危害的認(rèn)識，讓學(xué)生能夠提高科學(xué)責(zé)任與態(tài)度，用正確的觀點(diǎn)認(rèn)識到相關(guān)事件的危害。同時，教師可以引入與“家庭中的輻射與預(yù)防”這一主題相關(guān)的教學(xué)素材，通過多媒體設(shè)備給學(xué)生展示“孕婦防輻射衣”“在電腦前放置植物減少電磁輻射”“小區(qū)居民抗議將通訊基站修建在小區(qū)附近”等社會新聞，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識，分析不同輻射的原理、造成的結(jié)果，看到社會事件背后的科學(xué)問題。同時，教師可以向?qū)W生展示世界衛(wèi)生組織就“輻射對人體產(chǎn)生的影響”與輻射的強(qiáng)度、類型之間的具體聯(lián)系。這些教育素材的引用不僅在最大程度上為真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)奠定基礎(chǔ)，而且能夠讓學(xué)生在深入理解的同時，運(yùn)用所學(xué)知識分析思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

（二）重視學(xué)生體驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)情境

物理觀念是高中物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的重要著力點(diǎn)。在真實(shí)情境的設(shè)計(jì)工作中，素材的選取固然重要，但其目的不應(yīng)當(dāng)僅停留在導(dǎo)入教學(xué)、激發(fā)求知欲的表層方面，而應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮深入性的意義與作用，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的顯著提高。物理學(xué)科中的知識要點(diǎn)是通過構(gòu)建物理模型對客觀事物及其運(yùn)行規(guī)律所展開的研究，其概念與規(guī)律的呈現(xiàn)多以公式等抽象符號為主。真實(shí)素材基于現(xiàn)實(shí)情境，過程與對象雖然是真實(shí)情境，但是依然存在著較強(qiáng)的復(fù)雜性。因此，教師應(yīng)該將思考的重點(diǎn)放在“如何實(shí)現(xiàn)從真實(shí)到模型的過渡”方面，在這一過程中，教師要避免從真實(shí)現(xiàn)象一下子跨到概念解釋的過程中，這種教學(xué)設(shè)計(jì)既無法提升學(xué)生的物理觀念，又容易影響學(xué)生科學(xué)思維的形成。

以人教版高中物理選擇性必修二中“磁場對運(yùn)動電荷的作用力”的教學(xué)為例，首先教師可以引入一個相關(guān)的新聞為學(xué)生提供真實(shí)情境的學(xué)習(xí)素材——“2018年11月12日，我國自主研發(fā)的東方超環(huán)首次實(shí)現(xiàn)等離子體中心溫度達(dá)到一億度?！苯又?，教師可以為學(xué)生安排以下的體驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)情境：首先，教師要引導(dǎo)學(xué)生就學(xué)習(xí)素材進(jìn)行思考探究：科學(xué)家是如何改變電子、離子的軌跡并且對它們進(jìn)行指揮的？針對這一問題，教師可以讓學(xué)生嘗試用條形鐵改變電子運(yùn)動的軌跡，觀察并總結(jié)軌跡變化的規(guī)律，隨后引導(dǎo)學(xué)生利用磁鐵控制電子往指定方向偏轉(zhuǎn)，在成功控制電子偏轉(zhuǎn)方向后，結(jié)合安培力方向的判斷，進(jìn)一步深入理解左手定則。在這個過程中，學(xué)生不僅在體驗(yàn)中掌握洛倫茲力的判斷方法，而且能夠積極參與到教學(xué)活動中，體驗(yàn)探索的快樂，讓學(xué)生在體驗(yàn)學(xué)習(xí)情境中自覺主動地提煉、理解、記憶物理規(guī)律，在推動思維發(fā)展的同時，提高學(xué)生的民族自豪感與自信心。

（三）強(qiáng)調(diào)思維培養(yǎng)，設(shè)計(jì)啟發(fā)式的問題情境

作為物理教師，要讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)之路上走得更快更遠(yuǎn)，就不能將關(guān)注點(diǎn)僅停留于學(xué)生對知識的理解與掌握，更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生挖掘物理概念的本質(zhì)，形成物理觀念和科學(xué)思維。因此，要切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，教師須巧妙創(chuàng)設(shè)合適的問題情境。真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)一般分為兩種情況，一種是教師立足于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”與思維進(jìn)階特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)“問題鏈”的方法，讓學(xué)生通過思考有梯度的問題，層層遞進(jìn)地深入研究，透過現(xiàn)象，認(rèn)識本質(zhì)。另一種是創(chuàng)設(shè)具有沖突的認(rèn)知情境，讓學(xué)生發(fā)揮主動性，實(shí)現(xiàn)對自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生善于思考、追求真理、大膽質(zhì)疑等品質(zhì)，讓科學(xué)思維得到顯著的培養(yǎng)與提升。

以人教版高中物理必修二中《圓周運(yùn)動》的教學(xué)為例，在完成這一單元教學(xué)任務(wù)后，我們可以引入“鏈球運(yùn)動”這一素材設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生探究影響鏈球比賽成績的具體因素。為增強(qiáng)學(xué)生的真實(shí)感受與直觀體驗(yàn)，教師可以利用多媒體設(shè)備播放拋出鏈球的視頻，讓學(xué)生在觀看后，思考以下問題：1.在鏈球運(yùn)動的過程可以分為幾個階段？2.鏈球拋出的初速度、角度受哪些因素的影響？3.你們是否可以證明自己的猜想？4.研究是否建立在理想化模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況，你們會對鏈球運(yùn)動員提出怎樣的建議？

在探究問題的過程中，針對第一個問題，學(xué)生要先確定研究對象為鏈球并視為質(zhì)點(diǎn)，并且從熟悉的運(yùn)動模型出發(fā)，構(gòu)成基本的物理模型，忽略空氣阻力等復(fù)雜因素，將運(yùn)動過程處理成拋出前的圓周運(yùn)動及拋出后的斜拋運(yùn)動兩個過程。隨后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生寫出關(guān)系式，并以此鞏固拋體運(yùn)動相關(guān)的知識。第二個問題的探究過程，學(xué)生需對鏈球拋出前的受力情況和圓周運(yùn)動各狀態(tài)進(jìn)行分析，充分考慮不同狀態(tài)下拋出后鏈球拋出時的初速度、角度之間的定量關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)生將已學(xué)知識應(yīng)用在實(shí)際情境中的能力。在第三個問題的解決過程中，教師可以將這一內(nèi)容留到課后，讓學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)或運(yùn)動體驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。在第四個問題的探討過程中，教師可以利用視頻分析軟件研究真實(shí)視頻，引導(dǎo)學(xué)生將理論實(shí)踐與真實(shí)情境進(jìn)行比較，分析各方面因素，實(shí)現(xiàn)模型思維回歸現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)結(jié)果，拓展學(xué)生的思維。

四、高中物理真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的展望

在新課程改革的大背景下，在物理教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是教育理念發(fā)展的必然結(jié)果，也是物理學(xué)科優(yōu)化的重要路徑。

深挖物理學(xué)實(shí)踐結(jié)合理論的原則，創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)啟發(fā)式問題串，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將真實(shí)情境運(yùn)用充分融合到大單元教學(xué)中，對實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)有非常大的幫助。在高中物理學(xué)習(xí)過程中，有效融合真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和自主發(fā)展能力，最終將學(xué)生培養(yǎng)成能獨(dú)立思考、解決問題的人。

（徐德明）