創(chuàng)設(shè)情境，優(yōu)化高中物理概念教學(xué)

【摘要】對(duì)于高中物理概念的學(xué)習(xí)，有的學(xué)生可能會(huì)覺得枯燥乏味、晦澀難懂，而教師運(yùn)用創(chuàng)設(shè)情境的教學(xué)方法，不僅能增強(qiáng)物理概念的趣味性，激發(fā)學(xué)生對(duì)于物理概念學(xué)習(xí)的興趣，還能降低物理概念的理解難度，幫助學(xué)生深入理解物理概念。對(duì)此，文章探究創(chuàng)設(shè)情境的原則及策略，以期增強(qiáng)高中物理概念教學(xué)的效果。

【關(guān)鍵詞】高中物理概念；情境創(chuàng)設(shè)；概念教學(xué)

高中物理教師在物理概念教學(xué)中采用情境創(chuàng)設(shè)的方式，能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)際相結(jié)合，深化學(xué)生對(duì)概念的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的邏輯思維能力，同時(shí)也能夠促進(jìn)師生間的交流互動(dòng)［1］。

一、高中物理概念教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)需遵循的原則

（一）導(dǎo)向性原則

情境創(chuàng)設(shè)的目的是幫助學(xué)生更好地理解并掌握知識(shí)。在高中物理概念教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)能夠引導(dǎo)學(xué)生探究概念，發(fā)現(xiàn)概念間的內(nèi)在聯(lián)系。如此，不僅能深化學(xué)生對(duì)物理概念的理解，還能促使學(xué)生將物理知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，提升物理知識(shí)的遷移與運(yùn)用能力。

（二）實(shí)踐性原則

物理概念往往比較抽象，讓學(xué)生覺得難以理解。教師在物理概念教學(xué)中創(chuàng)設(shè)具有實(shí)踐性的情境，能夠讓學(xué)生通過實(shí)踐操作的方式，自主發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)，從而更好地理解物理概念，提升物理問題的解決能力。

（三）互動(dòng)性原則

在物理概念教學(xué)中，教師采用互動(dòng)的模式創(chuàng)設(shè)情境，能讓學(xué)生自主表述物理知識(shí)，與同學(xué)交流物理知識(shí)，點(diǎn)燃思維的火花，從而明確物理概念，激活物理思維。同時(shí)，通過與教師的互動(dòng)交流，學(xué)生能夠及時(shí)得到答疑解惑的機(jī)會(huì)，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量［2］。此外，學(xué)生在情境中與教師、同學(xué)充分交流，還能鍛煉自己的邏輯思維能力和表達(dá)能力。

（四）趣味性原則

教師創(chuàng)設(shè)具有趣味性的物理教學(xué)情境，能增強(qiáng)物理知識(shí)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的奧妙，從物理學(xué)習(xí)中獲得樂趣，從而更積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)物理。如此，物理概念教學(xué)課堂會(huì)更輕松高效，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

二、高中物理概念教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的策略

（一）創(chuàng)設(shè)辯論情境

學(xué)生在自主探究物理概念時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)意見不同的情況，從而產(chǎn)生討論交流的需要，而有理論知識(shí)支撐的討論才能真正促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，因此教師可以創(chuàng)設(shè)辯論情境，將學(xué)生容易混淆的概念設(shè)計(jì)成一個(gè)辯題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞辯題展開辯論。教師應(yīng)聆聽學(xué)生的辯論內(nèi)容，及時(shí)把握學(xué)生理解不到位的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而提供正確的指引。

例如，在教授“能量守恒定律”的物理概念時(shí)，教師讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)課本知識(shí)，然后設(shè)計(jì)一個(gè)辯題—利用永久性磁鐵間的作用力制造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，此說法是否正確？學(xué)生需要做出判斷并結(jié)合物理概念說明理由。教師先通過舉手表決的方式，將學(xué)生分為正反兩方，正方認(rèn)為此說法正確，反方認(rèn)為此說法錯(cuò)誤。雙方學(xué)生充分交流討論后，選出幾名學(xué)生作為代表上臺(tái)進(jìn)行辯論。在辯論中，正方學(xué)生認(rèn)為磁鐵所具備的磁場(chǎng)可以全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此造出一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械是有可能的。反方學(xué)生認(rèn)為磁鐵間出現(xiàn)摩擦力是不可避免的，其動(dòng)能最終會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而使機(jī)械停止轉(zhuǎn)動(dòng)。激烈的辯論能夠激發(fā)學(xué)生探究的興趣，促使學(xué)生深入探究能量守恒的概念。教師提醒臺(tái)下學(xué)生記錄各自陣營(yíng)的觀點(diǎn)，尤其是所提到的物理概念，并進(jìn)行分析思考，為臺(tái)上同學(xué)補(bǔ)充依據(jù)或提供新的觀點(diǎn)。這樣班級(jí)學(xué)生都能充分地參與物理概念的辯論情境。教師最后要對(duì)學(xué)生的辯論情況進(jìn)行總結(jié)，并順勢(shì)引出該課所要教授的物理概念。

在物理概念教學(xué)中創(chuàng)設(shè)辯論情境，使教學(xué)不再是教師單方面的知識(shí)輸出，而是變成師生雙向的交流互通。學(xué)生之間思維碰撞，迸發(fā)智慧的火花，對(duì)物理概念進(jìn)行深入探究，條理清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，從而掌握物理知識(shí)，提升邏輯思維和語(yǔ)言表達(dá)能力。教師根據(jù)學(xué)生的辯論，了解學(xué)生對(duì)能量守恒的物理概念的預(yù)習(xí)情況，及時(shí)對(duì)后續(xù)的教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理概念。

（二）創(chuàng)設(shè)故事情境

物理概念的發(fā)現(xiàn)與提出蘊(yùn)含著物理科學(xué)家的艱辛付出，特別是一些以人名來命名的物理概念，其背后往往是科學(xué)家生動(dòng)的科研故事。很多優(yōu)秀的物理科學(xué)家都是善于觀察生活、善于思考的人，他們根據(jù)對(duì)生活現(xiàn)象的敏銳感知發(fā)現(xiàn)了物理知識(shí)，并孜孜不倦進(jìn)行研究，最終得出物理研究成果。這樣的過程可以啟發(fā)學(xué)生的思考，給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)注入動(dòng)力。因此，教師可以創(chuàng)設(shè)故事情境，通過講述物理概念的發(fā)現(xiàn)與研究故事來開展教學(xué)，在講故事的過程中穿插知識(shí)點(diǎn)的講解，讓學(xué)生了解物理概念的發(fā)現(xiàn)過程，科學(xué)家采用了哪些實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)涉及哪些物理原理，等等，從而使學(xué)生在生動(dòng)有趣的課堂中掌握知識(shí)點(diǎn)。

例如，在教授“庫(kù)侖定律”的物理概念時(shí)，教師可以講述法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)該定律的故事進(jìn)行課堂導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)離不開扭秤實(shí)驗(yàn)，庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)兩個(gè)帶電物體間的作用力與它們的距離和電荷量有關(guān)，但缺乏具體數(shù)值和公式的論證，于是設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)—扭秤實(shí)驗(yàn)，即在一根細(xì)長(zhǎng)的金屬桿中間懸掛一個(gè)扭秤，兩端分別懸掛兩個(gè)帶電體，通過調(diào)整電荷量，觀察扭秤的變化，從而發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)帶電物體間作用力與它們的距離和電荷量的關(guān)系。通過庫(kù)侖與扭秤實(shí)驗(yàn)的故事，教師進(jìn)一步提出庫(kù)侖定律的概念—在真空中，兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的二次方成反比。通過這樣的講述，教師讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍下自然而然地記住庫(kù)侖定律的內(nèi)涵，優(yōu)化學(xué)生的物理概念學(xué)習(xí)模式。此外，教師還可以補(bǔ)充其他物理知識(shí)探索故事進(jìn)行拓展教學(xué)，幫助學(xué)生了解概念間的內(nèi)在聯(lián)系，形成物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

通過創(chuàng)設(shè)故事情境，教師可以讓物理概念教學(xué)彰顯人文色彩，吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生能更好地了解物理概念背后的理論依據(jù)，而且還能讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)家遇見問題時(shí)的困惑、解決問題時(shí)的喜悅，從而豐富物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)主動(dòng)探索物理知識(shí)的欲望，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）創(chuàng)設(shè)演示情境

創(chuàng)設(shè)演示情境能使教材中的概念知識(shí)由抽象變?yōu)榫唧w，讓學(xué)生可以直觀地觀察物理現(xiàn)象，同時(shí)還可以鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題、鉆研問題、解決問題，深化概念理解?？梢?，演示情境創(chuàng)設(shè)策略有利于引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐探索來理解物理概念，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力及學(xué)科素養(yǎng)。

例如，在教授“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的物理概念時(shí)，教師以演示小車直線運(yùn)動(dòng)這一實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生研究小車速度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。教師將學(xué)生帶去實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生演示并介紹實(shí)驗(yàn)的具體過程。教師把一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，再在木板上放一輛小車，將繞過滑輪并系有鉤碼的細(xì)繩連接小車的前段。教師解釋這一步驟體現(xiàn)的概念是重力勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。接著，教師在木板另一端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶。教師在此解釋要想測(cè)出小車在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，就要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)速，同時(shí)說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理。準(zhǔn)備就緒后，教師把小車放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，先接通電源，然后釋放小車，使小車能帶著紙帶進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打下一列小點(diǎn)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。教師演示實(shí)驗(yàn)以及講解相關(guān)的物理知識(shí)后，可以讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生通過研究紙帶上的數(shù)據(jù)繪制圖像，探索小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

除了在課堂上直接創(chuàng)設(shè)演示情境，教師還可以借助多媒體設(shè)備創(chuàng)設(shè)虛擬演示情境，讓學(xué)生看到更加具體的實(shí)驗(yàn)過程。對(duì)一些難以在實(shí)驗(yàn)室演示的實(shí)驗(yàn)，如電磁學(xué)、熱力學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)等，教師可以選擇通過播放視頻或者模擬動(dòng)畫等方式進(jìn)行演示，從而讓抽象概念變得具體形象。學(xué)生能夠通過可視化的學(xué)習(xí)捕捉很多知識(shí)細(xì)節(jié)，深入理解物理概念，從而增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)的信心。

演示情境在物理教學(xué)中具有至關(guān)重要的作用。教師通過豐富的物理演示情境來優(yōu)化概念教學(xué)，能使抽象的概念變得可視化，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，營(yíng)造了良好的教學(xué)氛圍［3］。學(xué)生在親自操作實(shí)驗(yàn)或仔細(xì)觀察演示實(shí)驗(yàn)的過程中能夠深入理解概念，了解物理概念的形成過程，提升物理思維能力。

（四）創(chuàng)設(shè)生活情境

物理學(xué)的發(fā)展造福了人類生活，生活中處處蘊(yùn)含著物理知識(shí)。教師結(jié)合生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境，有助于學(xué)生調(diào)動(dòng)生活經(jīng)驗(yàn)以理解物理概念，還能讓學(xué)生領(lǐng)悟物理知識(shí)的實(shí)用性，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)解決生活實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生理性思考的能力。

例如，在講解“波的干涉”的物理概念時(shí)，教師可以先介紹關(guān)于波的干涉的概念—頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，而某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱，且振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開，這種現(xiàn)象叫作波的干涉。據(jù)此，教師向?qū)W生提出問題：“生活中有哪些現(xiàn)象或事物涉及波的干涉原理呢？”經(jīng)過思考，學(xué)生發(fā)現(xiàn)往水里扔一塊石頭會(huì)出現(xiàn)接近平行的水波紋，而往水里丟兩塊石頭，則會(huì)產(chǎn)生相互重疊的水波紋，這就是波的干涉。學(xué)生能從視覺的角度解釋波的干涉，說明學(xué)生初步了解波的干涉的外在表現(xiàn)形式。教師肯定了學(xué)生的回答后，給學(xué)生解釋波的干涉的一種較為隱蔽的形式，如聲音也是一種波，日常生活中降低噪聲就涉及波的干涉，如降噪耳機(jī)的設(shè)計(jì)就運(yùn)用了這一原理。接著，教師給學(xué)生拓展講解降噪耳機(jī)的設(shè)計(jì)流程—人們?cè)诙鷻C(jī)內(nèi)部安裝用來收集周圍環(huán)境噪聲信號(hào)的設(shè)備，這樣耳機(jī)就能根據(jù)周圍噪聲信號(hào)產(chǎn)生的波來產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波，即通過發(fā)出與噪聲振幅、頻率相同但相位相反的聲波來抵消噪聲。如此，學(xué)生能充分了解波的干涉的概念，還能主動(dòng)探究更多生活中的物理知識(shí)，從而提升物理學(xué)習(xí)能力。

通過生活情境的創(chuàng)設(shè)，物理概念跳出課本、進(jìn)入生活，生動(dòng)活潑地展現(xiàn)在學(xué)生面前，促使學(xué)生對(duì)生活中的物理知識(shí)進(jìn)行深入探索，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合的目的，提升學(xué)生的運(yùn)用能力。教師在這一過程中要扮演好引路人的角色，給學(xué)生提供思路，幫助學(xué)生進(jìn)行探究，鼓勵(lì)學(xué)生大膽表達(dá)自己的見解，使學(xué)生通過物理概念學(xué)習(xí)獲得滿足感和成就感。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教師在高中物理概念教學(xué)過程中，可以依據(jù)概念具體內(nèi)容創(chuàng)設(shè)多種類型情境，讓學(xué)生在具體的情境中學(xué)習(xí)，經(jīng)歷物理概念的形成過程，深入理解物理概念，并運(yùn)用物理概念解決問題，拓展延伸物理知識(shí)，構(gòu)建物理知識(shí)體系，從而有效地發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］曹紅霞.情境創(chuàng)設(shè)在高中物理概念教學(xué)中的策略研究［J］.數(shù)理天地（高中版），2024（6）：73-75.

［3］過申兵.情境創(chuàng)設(shè)在高中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用策略研究［J］.天天愛科學(xué)（教育前沿），2023（1）：194-196.