淺談核心素養視域下高中物理課堂情境教學的探究與實踐

曾少平 盧霞

摘?要：《普通高中物理課程標準》（2017年頒布版）指出，創設情境進行物理課堂教學，對培養學生的物理核心素養起到了關鍵作用。情境教學是指教師在物理課堂教學中，有計劃有目的地創設形象、直觀甚至生動的情景，引導學生將社會生產和生活中的實際情景與物理知識聯系起來，寓教學內容于具體的情景之中，進而達成輕松高效的學生建構知識的過程。本文主要從“故事情境”“實驗情境”和“問題情境”三個視角淺談如何創設情境進行課堂教學實踐，研究形成情景教學模式，提升物理學科核心素養的培育力度。

關鍵詞：高中物理;核心素養;情境教學;探究與實踐

物理學科的核心素養是指學生在接受物理教育過程中逐步形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。是學生通過物理學習內化的帶有物理學科性質的品質。高中物理核心素養的要義物理學科核心素養包括物理觀念、科學探究、科學思維、科學態度與責任。

高中學段，是學生接觸新鮮事物、提高認知能力、發展認知品質最關鍵也是最快捷的時期，我們高中教師不能過于注重知識傳授，更要注重培養學生積極探究意識、科學思維品質和嚴謹的科學態度。

在認知物理概念以前，高中生已經具有一定的社會實踐和生活閱歷，雖然對這些物理概念的認識并非一無所知，但是具有諸多不全面或不嚴謹的認知經驗和知識碎片，老師能夠積極科學地創設和運用情景教學模式，在引導學生學習知識的時候，可以引入恰當的故事，有計劃地把相關物理概念蘊含在故事情景中，把故事情節可以取材一些熟悉的生活現象，激發他們積極思考，他們就不難發現，已有的認知經驗和知識碎片和現在學到的物理概念和規律“有出入甚至相沖突”，引發“認知矛盾”，激發他們的探知欲望，有效吸收和適應頭腦中的已有經驗，主動建構科學正確的物理概念與規律。

一、 設計高中物理課堂故事情境，培養學習物理觀念的激情

（一） 蘊含“平均速度與瞬時速度”易混概念的故事情境設計

例如，學習變速直線運動的“平均速度”和“瞬時速度”知識時，可以模仿《人教版高中物理必修一》第一章第三節第十七頁《說一說》內容，我們老師能夠創設下面的故事來引起同學們的思考：一位女士在行駛道路上由于超速行駛被交警攔住，交警說：“女士你好！此段道路限速是80公里/小時，你剛才已經超過限速了。”。這個女士看了看車內儀表盤說：“我開了十五分鐘的車，儀表顯示走了接近二十公里，速度應該是沒超速啊，你怎么說我超速了呢？”在這則故事中，蘊含著“瞬時速度”的物理概念，而這位女士十之八九講的是“平均速度”。同學們對這個故事開展分析，明白了交警說的是“瞬時速度”，可這位女士說的是“平均速度”，經過一番思考和討論，他們把生活中的已有的經驗性模糊認知上升至嚴謹的物理概念。

（二） 凸顯“自由落體加速度（重力加速度）”物理規律的故事情境設計

例如，學習“落體運動”知識前，同學們“從小就知道”重的物體豎直下落比輕的物體要快些。為了同學們自覺打破已有的思維定式和認知結果，重新認知并建構科學正確的概念和原本規律。我們老師能夠以視頻或圖片等形式創設地引入了下面的故事：1960年7月14日，美國阿波羅11號飛船宇航員阿姆斯特朗登月后，做了一次自由落體試驗：讓舉起的一把鐵錘和一根獵鷹羽毛從同高度釋放，可看到二者竟同時下落！

然后，在現實課堂中，教師先拿岀預備好的一塊小鐵片和一根雞毛，直接詢問同學們：如果將這兩樣東西從相同的高度同時放開，他們會同時落地嗎？誰會先落地？這種實驗故事的結果眾所周知。接下來，邀請同學們用抽氣泵給牛頓管抽一段時間的氣，再關閉閥門，再進行演示，快速地把它顛倒過來，小鐵片和羽毛差不多同時下落到管的底部，又展示和對照美國宇航員斯科特在月球表面做的實驗片段，發現和地球表面的實驗現象完全相同。

通過故事的具體情境，讓同學們可以輕松高效的開展探究活動和思維訓練，培養他們勤奮思考和勇于探索的品質，利用對故事具體情境的研究，可以解決具體情境中的認知矛盾，積極重構自己掌握的認知，推動同學們物理概念和規律的形成和運用。

二、 設計高中物理實驗教學情境，提高學習動手能力與欲望

老師應該積極運用各種設備和儀器條件，來建構實驗情境，既可以設計可視度好的演示實驗，還可以組織學生參加常見的分組實驗，甚至指導學生參與一些課外探究實驗，讓同學們在親自操作和實驗觀察的過程中不斷地思考和想象，極大地提高學生學習動手能力與欲望，深刻體驗學習和能力時刻源自生活，也服務和提升生活，有趣的物理情境無處不在就在身邊。

（一） 重要的“機械能守恒定律”普適性實驗情境設計

原來初中學習到“機械能守恒定律”這一節時，設計了一個游戲性（定性）演示實驗：老師把一個盛半桶水的小桶用細繩吊在高處，讓一名同學站在等高度的另一邊，把水桶從垂直運動的平面方向拉開，再自由地放開，當水桶蕩起后靠近時，另一邊的同學自然而然地會避開它。其實，這位同學不避開真有麻煩嗎？這時，其他同學對這樣的現象也會感到驚訝和開心，就會參加到這個實驗活動過程里，探討“機械能守恒”的條件。進入高中時段，我們可以設計定量的探究性實驗：鐵架臺，打點計時器，重錘，刻度尺，電源，紙帶，鉛筆等，可以在課堂分組實驗，師生一起實驗、觀察與體會實驗情境，增加了學生動手的機會和能力，一舉多得，凸顯了同學們的主體學習地位，也為課堂教學帶來了無限生機與活力。

（二） 高頻考查的“電學電路設計和測量實驗”情境設計

眾所周知，中學階段，在畢業季的中、高考中，“電學電路設計和測量實驗”是高頻率考查內容，對于學生的要求一直熱衷不減呢。在學習“電學”知識時，老師能夠讓同學們親自制作簡單的串、并聯電路，進一步深化對電學知識的了解。尤其是，他們應該在實驗操作過程中，切實利用學校學習和周圍的資源條件。比如，鉛筆芯能夠用作變阻器，把導體的一頭連接到鉛筆芯，導體的另一頭在鉛筆芯上移動，燈泡的亮度可以釆取變化連接電路的長度來改變。特別是“伏安法測量電阻”實驗課題，如何選擇電流表外接法或內接法，為何有時采取滑動變阻器分壓式接法或限流式接法？唯有學生參與和體會了，“做實驗”遠比課堂上“講實驗”有趣味有理解有收獲得多。這不但能夠進一步深化同學們對實驗原理的認識，而且能有有效的學習效果。實驗情境的創建，能夠很好地把物理知識和生活實際有機結合起來，構建良好的課堂教學情境。

三、 設計高中物理問題情境，提升學生探究能力和思維態度

在物理課堂的教學過程中，當老師指導同學們觀察問題情境時，應大力讓同學們獨立設計問題、思考問題、探索問題，并在探索的過程中認識物理概念的內涵，這就是大家通常講的將物理學“活學活用”。“活”的內涵即是將具體的問題情境轉變成可以解決問題的情境。

（一） 重難點的“摩擦力”應用問題情境設計

例如，在一期吉利斯記錄爭奪賽節目中，湖南人賀堅馬用他的頭發拉動了8280Kg的汽車，創造了吉利斯世界紀錄，老師讓同學們看視頻，詢問同學們：（1）汽車靠什么力量前進？（2）人們靠什么前進？（3）為什么汽車輪胎下面的地面非常光滑？（4）賀堅馬腳底下的地面為什么刻有很多細紋？（5）人們為何要盡可能的彎腰？針對這些問題，引導并提問：汽車應該克服什么才能前進？學生考慮到了滑動摩擦力。而滑動摩擦力是由動摩擦因數和正壓力決定的，因此，汽車輪胎下面非常光滑是要減小動摩擦因數，從而減小了滑動摩擦力。人們為什么可以前進？人們需要靜摩擦力才能前進，為了增加靜摩擦力，腳底下的地面要有很多細紋，增加最大靜摩擦力。

針對這些問題，老師和同學們一起討論，并通過積極的思考，在探索的過程中，他們不僅認識了“滑動摩擦力”這一物理概念，而且感受到了探索的樂趣。

（二） 常見的“生活和生產實際”問題情境設計

物理概念和規律往往源自社會生活和生產實際，在學習的過程中，可以和學生一起觀察一些常見的生活現象。例如，在學習“圓周運動”時，教師能夠引入和播放過山車、地球的公轉、砂輪的火星、水流星等等視頻，利用生活實例的重現，引導學生觀察、思考這些常見現象中的物理概念和物理規律，培養學生探索周圍各種現象的興趣和勇氣。

四、 結束語

在課堂教學中，老師應該根據學習物理概念和規律的需要，創設故事情境、實驗情境和問題情境，引導學生觀察、分析、思考，在探索中，不斷培養學生的物理核心素養。

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作者簡介：

曾少平，中學中級教師，湖北省武漢市，湖北省水果湖高級中學;

盧霞，中學中級教師，湖北省武漢市，湖北省水果湖第二中學。