物理教學中情境設置案例探討

呂彤

【摘 要】物理是一門實驗較多的課程，特別是新課程實施后，教師都知道創(chuàng)設情境的重要性。但是，審視、反思我們目前的課堂教學會發(fā)現，情境的創(chuàng)設存在著隨意、低效的現象。因此，在高中物理課堂中，探討如何創(chuàng)設有效的教學情境這個問題便十分必要。

【關鍵詞】高中物理 情境教學 案例 探討

普通高中課程標準實驗教科書《物理（選修3-1）》的第一章《電場》概念非常多且抽象。一次在《電場強度》的觀摩課上，授課教師為使學生更好地理解電場力是非接觸力，設置了以下的教學情境：手里暗含一個小磁鐵，在不接觸物體的情況下，讓物體運動起來。教師的本意是從學生已有認知出發(fā)（因為學生初中已經學過磁場，知道磁場的基本性質），沒料到，演示完了后，學生胡亂猜測原因。這個情境的創(chuàng)設，適得其反，非但沒有為學生理解電場力打下良好的基礎，還使學生的思維出現漂移，陷入混沌狀態(tài)。這充分說明情境與學習內容之間若缺乏實質性聯系，不僅難以啟迪學生盡快進行探究活動，還會使學生思維漂移、混沌。新課程實施后，教師都知道創(chuàng)設情境的重要性，但是，審視、反思我們的課堂教學會發(fā)現，情境的創(chuàng)設存在著隨意、低效的現象。因此，在高中物理課堂中如何創(chuàng)設有效的教學情境這個問題也就不可避免地突顯出來。

有效教學情境的創(chuàng)設是為了實現有效教學，而有效教學是指教師教學符合教學的客觀規(guī)律，以盡可能少的時間、精力和物力投入，取得盡可能多的教學效果，從而實現特定的教學目標，滿足社會和個人的教育價值需求。因此，結合教學實際，我們認為有效教學情境當中的“有效”，應當包括三個層面的含義，即有效果（對教學活動結果與預期教學目標的吻合程度的評價）、有效率（教學效果和教學投入的比值）、有效益（教學活動的收益、教學活動價值的實現，從操作層面上說，有沒有效益是指教學目標與特定的社會和個人的教學需求是否吻合及吻合程度的評價）。

學生的學習活動是一種思維活動。思維貫穿學習活動的始終。離開了思維活動，任何能力都能難以形成和發(fā)展。心理學研究表明，思維總是在一定的情境中產生的，思維過程就是不斷發(fā)現問題和解決問題的過程。發(fā)現問題既是思維的起點，更是思維的動力。思維能力是物理學習能力的核心。因此，創(chuàng)設情境是否有效，關鍵是看能否有利于激活學生思維。所以有效的情境設置應有以下幾個特征：（1）挑戰(zhàn)性（具有一定難度）；（2）可及性（在“最近發(fā)展區(qū)”內）；（3）直觀性（情境與問題緊密聯系）；（4）體驗性（能引發(fā)學生的操作興趣和探索欲望）；（5）開放性（探索的方向和結果具有不確定性）；等等。

一、基于生活經驗創(chuàng)設情境

喬納森在《學習環(huán)境的理論基礎》一書中，對情境作過這樣的描述：“情境是利用一個熟悉的參考物，幫助學習者將一個要探究的概念與熟悉的經驗聯系起來，引導他們利用這些經驗來解釋、說明、形成自己的科學”，通俗地說，就是陶行知先生的比喻，“接知如接枝”。

【案例一】“加速度”的引入

加速度的概念遠離學生的生活經驗，有不少教師甚至認為學生的潛意識里根本沒有加速度的概念。其實，學生的潛意識里有，不過很模糊，常常是速度（位置變化的快慢）和加速度（速度變化的快慢）分辨不清，為了激發(fā)學生的潛意識，喚醒學生思維意向，可以創(chuàng)設這樣的情境：

變速運動很常見，如蝴蝶、蒼蠅的運動，烏龜、兔子的運動，鉛球、乒乓球的運動，載重汽車、小客車的運動（紅燈變綠燈后的快速啟動、遇到緊急情況下的急剎車），等等，那么，這些變速運動的速度變化有什么特點呢？

在教師設問的啟發(fā)下，不少學生能認識到這些物體在運動的過程中速度有增大有減小，即使變化趨勢一樣，變化的快慢也常常不一樣：蒼蠅比蝴蝶速度變化快，因此，撲蝶可以徒手，而打蒼蠅不僅要用蒼蠅拍，動作還必須敏捷；乒乓球比鉛球速度變化快，因此，乒乓球可以單打雙打，發(fā)球、接球有多種方式（削、旋、扣等），而鉛球只能向無人處投擲。通過聯系實際，把“速度變化有快有慢”的認知從學生的潛意識中激發(fā)出來后，再圍繞如何描述速度變化的快慢這個主題展開教學過程，學生就能水到渠成地自主建構加速度的概念。

【體會】創(chuàng)設情境，激發(fā)學生的潛意識，喚醒學生思維意向，鼓勵學生積極思考，引導學生自主建立新概念， 從而內化為學生自身的科學知識。基于生活經驗，創(chuàng)設情境時，要從學生的生活實際和思維能力的實際出發(fā)，要選擇身邊的事例，所選事例要為學生們所熟悉，同時，所設計的問題不能太難或過易，讓學生能“跳一跳，摘桃子”，讓學生在解決問題的過程中獲得成功的快樂，激發(fā)學生的探索精神和學習興趣。

二、基于實驗沖突創(chuàng)設情境

蘇霍姆林斯基說：“在人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發(fā)現者、研究者、探索者。而在兒童的精神世界里這種需要特別強烈。”從學生認知結構最近發(fā)展區(qū)的問題入手，創(chuàng)設認知沖突型教學情境，使學生處于“心欲求而不得，口欲言而不能”的“憤”“悱”狀態(tài)，引起認知沖突，產生認知失調，從而激活思維熱情，為解決問題打下良好的基礎。

【案例二】伏安法測電阻的安培表內外接法的選擇

用伏安法測電阻，學生在初中就學過原理，也做過實驗。面對安培表內接和外接這兩種電路，學生開始的反應是冷漠的。因為在他們原有的認知圖式中，這兩種電路基本是等價的，所以他們的思維仍處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)中。

教師采用大型示教電表，分別用兩種電路去測量同一只大電阻的阻值，兩次測出的數據是5.2kΩ和2.0kΩ，然后又去測量同一只小電阻，得出的數據為5.0Ω和3.6Ω。懸殊的測量結果，造成了一種外來的強刺激，學生的思維熱情被迅速地激發(fā)起來。

【體會】這一過程中，學生的心理經歷了以下幾個階段：驚訝、懷疑；心理沖突；對新的東西有抵抗的心理；心有不甘地接受事實。進而在內心深處爆發(fā)強烈的疑問，為什么安培表內外接法導致測量的結果有如此大的差異？這樣，進一步的探究將在學生強烈的求知欲的驅動下深入下去。

三、基于環(huán)境體驗創(chuàng)設情境

捷克教育家夸美紐斯曾說：“一切知識都是從感官開始的。”“在可能的范圍內，一切事物應盡量地放在感官的跟前，一切看得見的東西應盡量地放在視官的跟前，一切聽得見的東西應盡量地放到聽官的跟前……假如有一個東西能夠同時在幾個感官上面留下印象，它便應當用幾個感官去接觸。”

【案例三】機械能守恒定律的引入（沙桶沖鼻實驗）

出示沙桶，里面盛有一定質量的沙子，沙子從桶里灑出的后果人人盡知，從而對學生在心理上有一定的震懾，為后續(xù)的沖鼻實驗作好心理上的鋪墊。當沙桶從學生鼻尖擺出去，再次蕩回來時，學生因心理作用，動作更顯夸張，效果越明顯，成功率也就越高。讓學生上臺參與實驗，以驚激趣，以趣生疑，以疑引思，有利于激發(fā)學生的學習興趣，激起探究欲望。再適時引導學生分析：在重錘“撲鼻而來”之時，有無躲閃的必要？在此基礎上，引導學生分析討論，大膽提出猜想。

【體會】通過創(chuàng)設源于生活的體驗情境，激發(fā)學生的學習興趣并為課堂教學搭建了直觀的“情境型”支架，便于學生明確概念，為打造高效課堂奠定基礎。

創(chuàng)設有效教學情境除了基于生活經驗、基于感受體驗、引發(fā)沖突式實驗等，還可創(chuàng)設物理學史情境、科技情境、新聞情境、地域風情情境等，同時多媒體技術的使用，更是為情境創(chuàng)設提供技術支撐。

創(chuàng)設有效情境，應根據學生思維發(fā)展的特點和教材要求，有目的有計劃地進行。創(chuàng)設為引入課題服務的情境，則要考慮用刺激性強的、意想不到的情境來喚起學生的注意和學習動機；如果是為建立概念和認識規(guī)律服務的，則要考慮學生認知上存在的前概念，努力激發(fā)學生的認知沖突，逐步地實現認知建構；如果設置情境的目的主要是應用知識分析和解決問題，則要考慮多給學生觀察發(fā)現問題和思考解決問題的機會。如果情境創(chuàng)設不能提高學生學習熱情，如果情境創(chuàng)設不能科學引導學生解決問題，如果情境創(chuàng)設不是促進學生認知能力的協調發(fā)展，甚至是偽造的情境，這樣的情境要堅決摒棄。

（作者單位：江蘇省外國語學校）