基于認知規律談高中物理情境的創設策略

雍振華

【摘 要】物理來源于生活，有意義的物理課堂教學離不開教學情境的創設。好的教學情境符合學生的認知規律，能夠在情感上引起學生的共鳴、在思維上讓學生漸入佳境、在效果上攻克教學難題。本文從學生認知規律的幾個方面探究物理教學中情境的創設與優化策略。

【關鍵詞】情境創設;課堂教學;認知規律

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）28-0042-02

高效物理課堂離不開教學情境的創設。作為物理知識的載體，好的物理教學情境一方面可以活躍課堂氣氛，另一方面可以對學生掌握知識、培養能力起到有力的支撐作用，同時也會對學生的情感、態度產生積極影響[1]。要想產生良好的教學效果，就要從學生的角度出發，遵循學習的認知規律，創設有效的物理情境。

1? ?情境創設應貼近學生生活

物理知識依托于情境而體現，在具體的情境中學習物理知識可以讓學生明白物理知識的現實意義，使學生更容易對所學知識產生心理認同感。認同感來源于教師所創設的與學生自身生活接近的情境，因此，教師需要在生活中用心觀察，積累適合在教學中應用的教學情境素材。

如由于每個學生都騎過自行車，教師可以這樣導入“力的分解”：“生活中每人都經歷過騎自行車下坡，請同學們談談騎車下坡的感受？”有學生說感到輕松;有學生說感覺越來越快。教師肯定學生的回答后，再通過師生間的對話，讓學生意識到騎車下坡速度加快且讓人感到輕松是因為重力的作用。然后通過引導讓學生注意重力的方向和沿斜面向下的力方向的不同，進而讓學生認識并感受力的分解的現實意義，從而引出“力的分解”的課題。

同樣是重力在斜面上分解的問題，有些教師設置的情境則是將一個物體放在斜面上或者是汽車上橋下橋問題。對比來看，這里的騎車情境顯然更貼近學生生活，因為基本上每個學生都有騎車經歷，所以可以讓學生感到更加自然、親切，同時力的分解概念在師生對話中不知不覺被提出，并得到進一步探究。認知規律的核心要素是讓認知主體產生認同感，而引入貼近學生生活的情境更“接地氣”，可以在不知不覺中把學生代入課堂，引起學生在認知和情感上的共鳴，進而產生良好的教學效果。

2? ?情境創設應體現物理內涵

所謂物理內涵，指的是一個情境中物理知識及內在涵義的外在體現。教師采用五字詩導入新課：“公園散步走，偶見癩皮狗。主人用力拉，乖乖轉回頭。”其目的是創設一個對物體斜向上拉力的生活情境[2]。但是物理情境的引入不應該只體現教學內容的實際意義，在關注物理表面現象的同時，更應該關注其是否能夠體現本節課物理教學內容的核心內涵。

“力的分解”這節課的核心任務是讓學生分析力的作用效果進而學會分解力。在斜拉力的問題中，拉力產生向前拉動和豎直上提兩個效果。顯然，在上述情境中這兩個效果并沒有得到體現，癩皮狗轉回頭到底是在向前拉，還是向上拉不得而知，這個情境也僅僅是起到了吸引學生眼球的作用，其本身內涵也是不知所云。對此不妨做如下的改進：將上述詩句制作成一個小視頻，某一路人在遛狗，路人一拽讓狗停下來并使之前半身被拉起，然后通過讓學生討論力對狗產生的影響的效果，分析得出力的分解的概念。有趣的視頻可以更好地吸引學生注意力，并讓學生認識到原來看似平常無奇的事情也包含著有用的物理知識。

3? ?情境創設應考慮學生的認知基礎

在高一物理“加速度”的教學中，多數教師會采用人教版教材中一輛轎車與一列火車由由靜止到啟動的物理情境導入新課。因為課本上呈現的是一幅靜態的圖畫，所以為了讓學生獲得直觀的認識，教師一般會播放一段賽車和戰斗機由靜止到啟動的視頻，學生會對此產生更濃厚的興趣。從教學結果來看，教師的初衷是讓學生通過對比，觀察兩者在啟動的過程中哪個加速得更快一些，進而引出速度變化快慢的概念。但是實際上，學生在本節課之前并沒有速度變化的概念，更不會特別在意誰變化得更快。由于前概念的影響，學生關注的焦點大多停留在不同階段誰跑的更快的問題上，只會發現視頻中飛機運行的兩個階段，第一階段賽車比飛機運動得快，第二階段飛機比賽車運動得快，所以學生觀察到的是這兩個階段平均運動快慢的對比而不是速度變化快慢的對比。顯然設計上述情境的教師沒有考慮到學生認知上前概念的影響，想當然地認為學生會按照教師的意圖去觀察，所以效果自然不盡如人意。

4? ?情境創設應體現層次性

靈動的課堂猶如有趣的故事、精彩的電影，起點、終點互相輝映，中間過程環環相扣，能讓人不斷產生深入探究欲望。同時，物理知識有其內在邏輯結構和層次，所以教師應依托情境，將這些知識的內在邏輯呈現出來。

仍是以加速度概念的教學為例，要想讓學生理解速度變化的快慢問題，教師可以先通過頻閃照片幫助學生回憶由照片判斷速度大小的方法，然后讓學生觀察一個做加速運動物體的頻閃照片，使學生認識到這是一個速度大小在不斷變化，并且變化速度在增加，最后把兩個加速運動物體的頻閃照片放在一起讓學生做對比，使其體會這兩個物體除了速度的區別，還有速度變化快慢的問題。隨后再給出一組表格數據，從定性到定量，讓學生明白不同物體所需的加速時間，速度變化的多少以及變化的快慢。顯然，教師對情境設置的考慮是逐層遞進的，通過幾幅頻閃照片以及后面的表格數據讓學生依次認識了速度大小、速度變化的大小、速度變化的快慢這幾個物理概念，從而完成了對速度變化快慢概念的有效建構。

5? ?情境創設應關注教學內容的過渡

教師在課堂教學中，應合理銜接教學內容，讓學生感覺到整個教學內容是一個有層次且相互關聯的整體，而不應將教學內容割裂使學生產生割裂感。對于力的分解，教師做了如下演示實驗，如圖1，兩個基座之間連有鋼絲，上方兩個木板呈一定角度疊放，讓一學生在中間施加一個向下的壓力將鋼絲崩斷。

教師的設計意圖是通過讓女生以較小的壓力崩斷鋼絲從而說明一個力通過分解可以產生更大的力。這個引入實驗取得了較明顯的效應，使學生對本節課的內容產生了較濃厚的興趣。但是，過于關注激發學生學習興趣，使學生把心理預期提的很高，卻忽略了后續教學的連續性，從而給學生造成了很大的心理落差。做完該演示實驗后，應直接進入對斜拉力的分解分析當中，但顯然實驗演示和斜拉力的分解之間沒有絲毫關系。開始的演示實驗在學生頭腦中只落了個好玩，而在對前面實驗所涉及問題完全不知何故的情況下就進入到下一個毫無關聯的環節中，學生心理的落差可想而知。

從認知規律角度來說，認知問題的過程應該是連續、有層次的，但在這里卻形成了明顯的斷層。其次，該實驗呈現的合力、分力關系也比較復雜，物理指向不清晰。顯然情境的復雜性也對學生認識其中的物理問題造成了一定的障礙。

6? ?情境創設應促進學生深入思考

除了在新課導入環節設置情境，在物理問題的分析環節特別是習題講解中，采用合適的情境也能幫助學生突破學習難點，提升學習興趣，加深對具體問題的認識。

如在講解牛頓運動定律整體法、隔離法時經常會涉及這樣一個問題：如圖2，光滑水平面放一斜面，斜面質量為M，傾角為θ。在斜面上放一質量為m的木塊，斜面表面光滑。現在給斜面施加一個水平方向、大小不變的推力F，使斜面和物體相對靜止一起做勻加速運動，求推力F大小？

解決該問題時教師一般都會采用整體法、隔離法，并通過作圖和解析法分析該題，但是實踐效果并不好。理論分析看似沒有問題，但其實多數學生還是難以理解為什么木塊在斜面上滑不下來。問題關鍵在于，學生在實際生活中見到的都是物體沿斜面向上或向下運動，而這里斜面光滑，很難想象木塊還能在斜面上靜止不動。除此以外，這里F大小直接和斜面傾角θ密切相關。如果僅從理論推導，會顯得枯燥、抽象，使學生對此難以有直觀的認同。

為此可設置一個體驗式情境：讓學生先手拿一個乒乓球拍，球拍上放一個乒乓球，問學生手拿球拍跑，為了讓球不掉下來，應該怎樣做？學生立即會認識到球拍應傾斜，同時如果啟動即加速得越快，球拍應該傾斜得角度更大。然后讓兩名學生上臺親自演示一下，這樣學生興趣盎然，會產生強烈的求知欲望。在有了切身體會的基礎之上，再進行理論分析，這樣學生不僅印象深刻，也會對知識的理解進一步加深。顯然這樣的情境設置很好地突破了教學難點，并且提升了學生的物理建模意識。

綜上所述，好的物理情境應與學生的日常生活貼近，進而使學生產生情感共鳴和學習興趣。好的情境應避免人為制造的復雜性，應清晰、簡單、直觀、有層次地展現其中關鍵的物理內涵。好的情境應承上啟下、發人思考，不是為了吸引眼球而流于形式。如果教師關注到這些方面，那么情境的創設一定可以作為教學的良好抓手，幫助教師切實提高課堂效率，打造高效物理課堂。

【參考文獻】

[1]楊建軍.高中物理教學中問題情境的創設探究[J].中學生數理化，2020（7）.

[2]曹文靜.初中物理教學情境創設中存在的問題及對策[J].中學生數理化，2020（5）.