高中物理力學教學情境的創設與應用

福建省廈門市內厝中學 柯海龍

隨著物理核心素養培養要求的提出，情境這一詞開始備受廣大物理教師的關注和青睞，并積極嘗試借助情境促進學生物理素養的發展。學生可以在物理情境的體驗過程中，透過熟悉的物理現象挖掘其中的物理規律、本質等，加深對所學物理知識的理解。同時，學生還可以在體驗情境的過程中，靈活地運用所學物理知識，分析物理現象，解決物理問題，從而在增強物理應用能力的過程中，提升物理素養。由此分析，教師在組織高中物理教學的時候，要借助多樣的方式為學生創設物理情境，借此推動學生物理素養的發展。因為物理情境的創設不是隨意為之的，一般情況下，筆者會在以下原則的指導下，創設不同的物理情境，并將情境教學應用到不同的教學環節。

一、情境創設原則

（一）相似性原則

建構主義學習理論對情境的創設進行了強調，尤其在說明情境創設的時候，著重地點出了學生的知識遷移，即要求教師在組織教學活動的時候，尊重學生的主體性，給予學生遷移知識的機會，從而保證學生能融會貫通知識，促進素養的形成。由此，筆者認為，在高中物理教學活動開展中，教師創設教學情境的目的之一是引導學生遷移知識，從而在知識遷移、建構的過程中實現物理素養的發展。知識的遷移要如何實現呢？試想一下，如果物理知識點之間沒有任何關系，那么，學生如何將所學的知識應用到新知學習之中呢？如何建立知識之間的聯系呢？所以，知識遷移的實現是以知識的相似性為基礎的。當物理知識之間存在相似性的時候，學生會自然而然地調動其已有的知識儲備，將所學過的知識與新知識放到一起進行思考。由此，筆者在組織高中力學教學活動的時候，會在相似性原則的指導下，為學生創設物理情境，以情境為載體，引導學生順利地進入新知學習狀態，并將新舊知識聯系起來。

以“萬有引力”的教學為例，在課堂教學活動開展中，筆者以學生所掌握的重力概念知識點為切入點，把握重力和萬有引力之間的關系，為學生創設了這樣的情境：在之前的教學活動中，我們一起研究了重力，那么，大家現在還記得重力的方向嗎？誰是施力物體呢？重力是如何產生的呢？在這樣的問題情境體驗中，學生會自主地調動已有的知識經驗，對什么是重力、重力是如何產生的相關知識進行回憶和探究，從而在解決問題過程中建立重力與萬有引力的聯系，為加深對萬有引力概念的理解打好基礎。

（二）概括性原則

《普通高中物理課程標準》明確指出，在高中物理教學活動開展中，教師要想引導學生扎實地掌握物理概念，需要為學生呈現多樣的物理現象，使學生在現象的分析中，通過物理情境概括出其共同的屬性，從而建立對物理本質的認知。從這一要求可以看出，在物理課堂教學活動開展中，教師要想為學生創設有效的物理情境，需要保證學生能在體驗情境的過程中，將物理現象、物理規律等融合在一起，從而在已有知識儲備的驅使下，對情境中所包含的物理知識內容進行分析，透過現象把握其本質，提煉出物理概念、規律等內容，實現對所學知識的扎實掌握。由此，筆者在組織物理教學活動的時候，會在概括性原則的指導下，為學生創設物理情境。

以“滑動摩擦力”的教學為例，在教學活動開展中，為了將動摩擦因素、發生相對滑動因素包含其中，使學生在分析現象過程中概括出滑動摩擦力的特點，筆者創設了這樣的教學情境：小紅在較為粗糙的水泥路面上玩滑板，請問，在這個時候，小紅感受到的是怎樣的摩擦力呢？是滑動摩擦力，還是靜摩擦力呢？這個摩擦力的方向是怎樣的呢？這樣的問題與學生生活有著密切的聯系，其在體驗情境的過程中，會調動已有的生活經驗，對動摩擦因素和相對滑動這兩個因素進行分析，從而初步感知滑動摩擦力的概念。之后，筆者發揮自身的教學引導作用，結合教材內容，向學生講述滑動摩擦力的內容，從而使學生在自主分析和教師引導的結合下，掌握滑動摩擦力的概念，為扎實理解此節課的內容打下堅實的基礎。

（三）探究性原則

新時期，高中物理教學活動的開展旨在引導學生在自主學習、合作探究的過程中，掌握有價值的物理知識，同時提高物理學習能力。就傳統的高中物理教學情況來看，大部分教師受應試教育的影響，一味地將知識作為教學重點，采取“填鴨式”的教學方式，將教材中的知識灌輸給學生，在被動接受知識的過程中，學生探究知識的權利被剝奪了。在缺乏探究的情況下，學生難以深刻地理解物理知識，物理課堂教學質量也難以得到有效提升。此現狀也是在高中物理教學中創設教學情境的原因之一，即借助物理情境的創設，打破教師知識灌輸的限制，給予學生探究物理的機會。而且，建構主義學習理論也指出，學習是學生自主建構知識的過程，在如此過程體驗中，學生對知識的探究是不可或缺的。所以，在組織高中物理教學活動的時候，教師要在探究性原則的指導下，為學生設計多樣的教學情境。

以“重力加速度”的教學為例，在教學活動開展中，筆者利用多媒體為學生呈現了以下畫面：一個成熟的蘋果從高高的樹枝上掉下來；一個跳高運動員，奮力躍起，在越過欄桿之后，身體落在地面上……在這樣直觀的情境體驗中，筆者向學生提出了這樣的問題：這些畫面中所展現出來的不同物體的重力加速度是一樣的嗎？以問題引發學生的探究。在探究的過程中，學生會對情境畫面進行分析，透過現象探尋問題答案，實現問題的解決，進而在加深對所學知識的理解的過程中，提高物理探究能力。

二、高中物理力學教學中教學情境的應用

（一）利用情境導入新課

物理本身就是一門具有抽象性的學科，大部分學生受抽象思維能力的限制，難以扎實掌握物理知識，隨著物理知識學習難度的不斷增大，學生會產生諸多的學習壓力，久而久之，便會對物理學習失去興趣。在課堂上，以沉悶的態度應對物理學習，最終只會導致物理學習效果不盡人意。由此，在組織物理教學的時候，教師需要從激發學生的學習興趣入手，以興趣引導學生積極地體驗物理活動，為其提升物理學習水平，提高物理學習質量打下堅實的基礎。因此，筆者對課堂導入環節進行了探究，嘗試在此環節創設教學情境，使學生一進入課堂，就對所要學習的知識產生探究興趣，打好新知教學基礎。

以“加速度”的教學為例，在課堂導入環節，筆者利用多媒體向學生呈現了一個學生與汽車賽跑的視頻短片，以此創設情境，并提出這樣的問題：在這個視頻中我們可以看到，一名學生正在與一輛汽車賽跑，那么，你們覺得誰的速度比較快呢？如果我們將這場比賽的終點設在距起點10 米處，請問誰先到達終點呢？如果我們將比賽的終點設在距起點1000 米處，誰先到達終點呢？如此情境的創設很容易吸引學生的注意力。而且，在這節課之前，大部分學生對快慢的認知局限在速度的大小上。同時，在已有生活經驗的作用下，絕大部分學生會覺得汽車的速度快。但是隨著視頻的播放，學生會發現，人的速度更快，此時他們感受到認知上的沖突，進而產生“為什么”的問題，在興趣的驅使下走進物理課堂，對加速度展開探究。

（二）利用情境理解新知

引導學生理解新知內容是廣大物理教師極為頭疼的一個問題。因為在傳統的物理課堂教學活動開展中，在教師的傳統教學和學生自身能力的限制下，大部分學生是難以建立對所學物理知識的深刻理解的。甚至在課后，當詢問學生學到了什么內容時，這些學生是一問三不知的，就算能回憶起學過的知識，但是這個知識是如何形成的、要如何應用這個知識，學生仍然講不清楚。在這樣的情況下，學生的物理學習質量每況愈下，物理教學質量也越來越不盡如人意。既然物理知識具有抽象性，其產生過程具有動態性，那么，在組織課堂教學活動的時候，教師不妨立足物理的此特點，借助情境創設的方式，以多樣的手段將物理知識，尤其是物理知識的形成過程展現給學生，從而使學生在體驗的過程中能親身經歷，從物理現象走進物理的本質，進而加深對所學的理解，扎實地掌握所學物理知識，提高物理學習質量。

仍以“加速度”的教學為例，在課堂教學活動開展中，筆者繼續利用多媒體為學生播放視頻，創設動態的物理情境。在此次情境體驗的過程中，學生可以看到，在百米賽跑的過程中，博爾特是所向披靡的，學生也為他的速度所震驚。但是，博爾特在比賽的整個過程中，其速度都是最快的嗎？據此問題，筆者慢速播放視頻，以使學生在觀察現象中探求問題的答案。在這次的視頻觀看中學生會發現，博爾特的速度并非一直都是最快的，如此打破了主觀印象的限制。在此，學生也會對什么是快、什么是慢進行思考。在其思考的過程中，筆者借助播放和暫停引導學生通過單位位移觀察視頻，發現在比賽剛開始的時候，博爾特的速度并不是最快的，但是在比賽的后半程，他的速度慢慢地加快了。接著再觀看以單位時間為主的視頻。在這樣的視頻對比觀看中，學生會自主地通過現象概括出加速度的概念，扎實地掌握所學。

總之，在高中物理教學活動開展中，教師要在概括性、相似性、探究性等原則指導下，設計知識遷移情境、知識探究情境、知識概括情境等，并將所創設的情境靈活地運用到課堂導入、新知理解等環節，使學生在體驗情境的過程中，能產生物理學習興趣，并借助情境現象分析、探究物理規律，加深對所學的理解，從而提高物理教學質量。