基于學(xué)生思維發(fā)展的課堂中有效情境創(chuàng)設(shè)的方法和途徑

郭攀山

(安徽省潁上第二中學(xué) 236200)

科學(xué)思維是物理學(xué)科的四大核心素養(yǎng)之一，對(duì)高中生科學(xué)思維的培養(yǎng)，包括構(gòu)建理想模型的意識(shí)和能力、正確使用物理思維方法、科學(xué)評(píng)估、批判性思維意識(shí)等方面的培養(yǎng).在物理課堂教學(xué)中有效利用真實(shí)情境去設(shè)計(jì)和組織教學(xué)，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和發(fā)展有著重要的意義，這也是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版)明確指出的教學(xué)實(shí)施建議之一.創(chuàng)設(shè)情境的方法有很多，本文僅從三個(gè)方面，對(duì)基于學(xué)生思維發(fā)展的有效課堂教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)方法和途徑進(jìn)行探索.

一、源于真實(shí)生活的生活情境創(chuàng)設(shè)

物理源于生活，又高于生活、應(yīng)用于生活，影響和改變著日常生活的方方面面，也貫穿著人的一生，因此，高中物理的課堂教學(xué)除了教知識(shí)，更多的是引導(dǎo)學(xué)生掌握方法、發(fā)展思維，為今后的學(xué)習(xí)和生活做好積淀和準(zhǔn)備.首先，在學(xué)習(xí)新知時(shí)，需要基于真實(shí)的生活現(xiàn)象或事例創(chuàng)設(shè)生活情境，引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)真實(shí)生活的觀察、思考、探索、分析和總結(jié)等，真正理解和掌握教材上所規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并在學(xué)習(xí)的過程中，深刻體會(huì)科學(xué)思維和日常思維的差異，體會(huì)科學(xué)的思維方式和方法，形成科學(xué)思維的意識(shí)和習(xí)慣.其次，在鞏固復(fù)習(xí)時(shí)，創(chuàng)設(shè)源于生活的應(yīng)用性生活情境，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)和科學(xué)思維去分析去觀察和分析生活現(xiàn)象，解決生活問題，形成將生活情境與物理知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)，鞏固知識(shí)，發(fā)展科學(xué)思維，提高應(yīng)用所學(xué)解決實(shí)際問題的能力.

例如，對(duì)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”學(xué)習(xí)之后的課堂鞏固復(fù)習(xí)，教師可以創(chuàng)設(shè)“市區(qū)A商場(chǎng)要增設(shè)殘疾人斜面通道，并進(jìn)行公開招標(biāo)”的生活化應(yīng)用情境，將學(xué)生分組，每個(gè)小組按照商場(chǎng)正門與地面之間的落差以及距離等已知條件，確定此斜面通道的設(shè)計(jì)原理，找到最適合殘疾人輪椅通過的斜面坡度，并分析不同斜面的傾斜角度對(duì)斜面坡道使用的影響，形成斜面通道的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)圖，以進(jìn)行“投標(biāo)”工作.這樣與實(shí)際生活緊密聯(lián)系的生活化應(yīng)用情境，不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣，還可以讓學(xué)生在思考、設(shè)計(jì)、試錯(cuò)、論證的過程中鞏固所學(xué)，培養(yǎng)運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的科學(xué)意識(shí)，發(fā)展歸納、演繹、推理、分析、綜合等科學(xué)思維，并在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).

二、基于問題探究的問題情境創(chuàng)設(shè)

一個(gè)好問題的設(shè)計(jì)包含著適宜難度的矛盾和疑難，可以引發(fā)學(xué)生的思考，并激發(fā)探究和解決的欲望.因此，在高中物理的課堂教學(xué)中，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生已有基礎(chǔ)和學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，借助和利用多種教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的、基于問題探究的問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)問題分析和思考的基礎(chǔ)上，對(duì)問題的可能性答案及解決方案提出假設(shè)，再應(yīng)用已學(xué)知識(shí)去探究和驗(yàn)證，并在解決問題的過程中逐漸形成運(yùn)用科學(xué)思維和科學(xué)方法解決問題的意識(shí)和習(xí)慣，滲透科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)科學(xué)精神，發(fā)展分析、辯證、邏輯等科學(xué)思維.

例如，在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“閉合電路歐姆定律”時(shí)，可以首先創(chuàng)設(shè)問題情境“在額定電壓和裝置不變的情況下，如果將可以點(diǎn)亮燈泡的兩節(jié)新干電池?fù)Q成四節(jié)舊電池，燈泡會(huì)不會(huì)燒壞？”學(xué)生為了解決這個(gè)問題，運(yùn)用已學(xué)過的物理知識(shí)進(jìn)行思考和判斷，形成假設(shè)，再進(jìn)行實(shí)際的操作實(shí)驗(yàn)，最終通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論“燈泡不會(huì)被燒壞”，教師再進(jìn)一步提問“燈泡為什么沒有被燒壞呢？”在學(xué)生提出電壓可能不同時(shí)，再提問“那兩種電池使用時(shí)，通電情況下的電壓又各是多少呢？”通過問題引發(fā)新的思考，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，最終感知到“內(nèi)阻對(duì)路端電壓所產(chǎn)生的影響”，并可以審核理解.通過問題的激發(fā)和引導(dǎo)，讓學(xué)生在解決問題的過程中結(jié)合已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不斷探索解疑，發(fā)展科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)方法和習(xí)慣.

三、旨在建構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)

物理模型的建構(gòu)是高中物理的基本內(nèi)容，通過物理實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)和有效應(yīng)用，可以引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)物理模型的建構(gòu)，即讓學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)的推理和求證過程，排除物理現(xiàn)象中非本質(zhì)現(xiàn)象的干擾，提取有效信息，概括出事物的共同屬性，準(zhǔn)確理解和把握事物及物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最一般、最本質(zhì)的規(guī)律，建立對(duì)事物之間相互聯(lián)系和構(gòu)成的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的方式對(duì)事物進(jìn)行分析，從而發(fā)展科學(xué)思維，掌握建立模型的方法，并將這種方法遷移應(yīng)用于其他自然學(xué)科和社會(huì)學(xué)科的學(xué)習(xí)與研究之中.

例如，通過實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)和運(yùn)用，引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”的物理模型建構(gòu).首先設(shè)計(jì)和組織“自由落體”簡(jiǎn)易小實(shí)驗(yàn)，“兩張相同的紙，一張保持原狀，一張揉成紙團(tuán)，同時(shí)同高度下落哪個(gè)會(huì)先落地？”“兩個(gè)不同重量的橡皮同時(shí)同高度下落，哪個(gè)會(huì)先落地？”引導(dǎo)學(xué)生先形成假設(shè)，再進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)和比較分析，得出“相同重量的物體落地時(shí)間不同，不同重量的物體落地時(shí)間相同”的結(jié)論，并形成對(duì)影響原因的猜想；然后創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，組織“牛頓管實(shí)驗(yàn)”，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和演示中分析概括和驗(yàn)證猜想，得出“自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)”的結(jié)論；此時(shí)基于“自由落體運(yùn)動(dòng)究竟有沒有規(guī)律？有哪些規(guī)律？”再引發(fā)學(xué)生思考，創(chuàng)設(shè)“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行演示，引導(dǎo)學(xué)生通過頻閃照片觀察自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡，并通過對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)的觀察和數(shù)據(jù)處理，得出“自由落體運(yùn)動(dòng)是初速為零的加速直線運(yùn)用”的結(jié)論.至此，對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”的物理模型建立，學(xué)生在逐漸深入的物理試驗(yàn)中假設(shè)、比較、概括和分析，不但增進(jìn)了理解，也發(fā)展了科學(xué)思維.

總而言之，情境創(chuàng)設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)實(shí)施方法，高中物理教師需要在日常教學(xué)中不斷思考、設(shè)計(jì)、實(shí)踐和反思總結(jié)，才能把握住情境創(chuàng)設(shè)這種教學(xué)方法的核心精要，也才能更有效的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).