基于物理情境教學發展學生科學思維研究

嚴婕慧

摘 ? 要：物理情境教學強調創造不同的學習環境，調動學生的學習積極性，活躍學生的思維，促進學生進入最佳的學習狀態。在中學物理教學中通過創設仿真情境，并指導學生進行探索，讓學生在探究事件或解決問題的過程中感受知識的產生和發展過程，學會模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新，培養學生的科學思維，提高學生的核心素養。

關鍵詞：物理情境教學;創設;思維

引言

情境教學是中學新物理課程實施的基本理念，要求從生活的真實情境到建立物理新知，在這個過程中，不斷激發學生的探索欲，使學生在自然現象的探索中，獲得益于終身的知識與能力。這種從自然、生活中形成的教學情境對物理教學發揮重大的作用。在引導學生不斷從理想化抽象或簡化的模型向類似真實場景的思維方向轉變，培養學生主動探索更多具有真實性的物理問題，以培養學生的科學思維，不斷提高學生在生活中解決問題的能力。因此在中學物理教學中建立既有真“情”又有實“境”的情境發展學生的科學思維就顯得很有必要。下面結合自己的教學實踐和初中物理教學中運用情境教學的一些案例分析。

1 ?在概念課堂中創設物理情境，發展學生模型建構思維

中學物理有很多的概念課是教師頗為頭疼的，因為這些課程相對實驗探究課來說趣味性低，難度大，又對學生要求比較高。針對這種情況，在物理概念課上創設合理且有趣的物理情境，可以調動學生們的學習積極性，使學生對物理概念產生興奮感。在此之后能夠積極主動地去探索物理概念的意義，自發地去建構相關的物理模型幫助理解和記憶相關的物理知識點。

比如在物理滬教版八年級第二章運動的世界第三節速度概念教學中，學生對速度這個物理概念還完全不了解，學生基于生活經驗對物體運動快慢是有一定的感性認知的。所以在速度概念課中，我們可以設置以下情境：

在即將到來的秋季運動會上，激動人心的100米男子決賽上同學們在旁觀看，裁判在終點計時，請問同學們和裁判分別如何判斷運動員們的誰快誰慢？學生可以自主討論并得到結論：觀眾是相同的時間，比較路程的長短;裁判是相同的路程，比較時間的長短[1]。教師再進一步情境加工：如果甲同學8秒鐘運動了16米，乙同學9秒鐘運動了27米。這時候時間和路程都不同，又該如何比較物體運動的快慢呢？這樣層層遞進的情境中，學生容易聯想到把兩位同學的時間或者路程轉換成相同的再進行比較他們運動的快慢，最后自己把速度的概念建構出來：每秒鐘物體運動路程的多少。這樣整個速度的概念課教學中穿插情境的設置，幫助孩子們從已有的生活認知中建構速度概念模型，同時也更容易理解速度的物理意義，對后面解決問題有很大的幫助。

再如高一物理中“加速度”概念教學中，學生對它生活認知是不夠的，往往產生比較大的誤解，學習難度較大。學生容易把“加速度”的“加”理解為數量在變大，因而就把“加速度”曲解為“物體增加的速度”[2]。對于加速度這類抽象的概念，帶領學生學習理解和建構的時候可以創設如下情境：

視頻展示：幾個物體的加速過程。在視頻的觀看和對照中感受不同物體的加速情況是不一樣的，形成“加速有快有慢”的理解。再進一步通過視頻展示以下情境及相關數據請同學們判斷兩個問題哪一個物體加速最快？怎樣進行比較？

①物塊從斜面下滑，經3秒，速度從0增加到5m/s。

②一輛普通奧迪汽車啟動，經3秒，速度從0增加到20m/s。

③一列普快列車從車站出發，經60秒，速度從0增加到20m/s。

④某跑車比賽中開始，經40秒，速度從0增加到80m/s。

通過直觀的數據分析，學生很容易對比1、2和2、3發現汽車速度變化更快.但是汽車和跑車所用的加速時間Δt和速度的變化Δ都不一樣，又該如何比較呢？此時，我們可以提醒學習速度時如何比較時間不同，路程也不同的物體運動的快慢。學生就可以很快的類比用比值定義的方法來定義“加速度”這個抽象的新概念。經歷這樣的情境之后學生對自己建構起的加速度概念的理解會更加深刻，在這個引導過程中學生也會在概念模型的建構中發展自己的抽象思維能力。

2 ?在科學探究實驗課中創設物理情境，發展學生推理、論證思維

科學實驗探究課是中學物理課程的重要組成部分，這些課程本身具有很大的趣味性，學生容易被吸引并對此感興趣。但是這類課程要求學生在科學探究中要有一定推理、論證的思維能力。在這類課程中，教師可以設置一系列自主探索的物理情境，并培養學生在課程的學習中推理和論證的思維能力。

比如在滬教版八年級第四章中的學習中，我們可以設置以下情境：

用一個羽毛球筒，將底端的蓋子加厚到完全不透光的程度，在里面放上一個小玩具，另一端緊貼學生的眼睛請他觀察并提出問題球筒中是否有物體，學生是無法在完全黑暗的球筒中看到玩具的。接著打開底蓋，再讓同一個學生觀察會驚喜發現玩具存在。學生經過自己的分析論證就可以知道眼睛要看到物體需要兩個條件：①物體上有光射出;②射出的光進入人眼。這樣經過一個簡單的情境探究學生會很容易推理得到結論。

再如初二物理聲音能否在真空中傳播的探究實驗，學生對于真空沒有很直觀的生活經驗。教師可以設置直觀的實驗情境：把真空罩器材直接放到課堂上來。如圖1所示，對真空罩器材進行必要解說：打開電鈴開關鈴響，蓋上真空罩后，連接氣孔使用抽氣泵抽出真空罩內空氣，觀察真空罩內電鈴聲音的變化。是否是電鈴損壞聲音減小？怎樣進行檢驗？能夠得到怎樣的結論？

學生很容易從觀察中發現隨著抽氣泵的工作，真空罩中鈴聲逐漸變小。為了確認鈴聲的減小不是鈴聲損壞的原因學生會想到把抽氣泵關閉，打開氣孔讓空氣重新進入真空罩中若鈴聲恢復則不是鈴聲損壞。在這樣的實驗情境中去推理如果抽氣泵持續把真空罩中的空氣抽出來至完全真空，那么鈴聲就應該完全消失，這個推理的結果又在驗證實驗中得到論證。在科學實驗探究課堂上以真實情境的重現把科學家的思維結晶發掘出來，讓學生在親歷這探究活動過程中，不僅收獲知識，更能發展學生科學推理、論證的思維能力。

3 ?在復習課中創設物理情境，發展學生創新思維

初三復習階段有眾多的復習課，這時候的復習課內容繁多的同時，要對之前的學習知識點進行合理的總結和提升。很多學生會因為對之前學過的知識沒有系統的整理和歸納，一遇到綜合性問題就根本沒有解題思路。所以在初三復習課中如何創設有效的物理情境幫助學生整理知識、發展新思路是非常必要的研究方向。

比如在測量固體密度方法的復習課中情境可以這樣設置：

在復習完密度基礎公式之后可以知道要測量密度要先測量物體的質量和體積兩個物理量，然后逐個解決：

①測量物體的質量有幾種方法？

②測量物體的體積有幾種方法？

學生通過討論很容易得到質量可以用托盤天平、彈簧測力計。在此可以適時的提醒學生物體漂浮時重力與浮力相等，然后學生可以進一步討論得知質量還可由公式G=mg=F浮=ρ水gV排變化得到m=ρ水（V物-V露）排水法得到。

對于體積的測量方法學生比較容易想到的是規則物體可以用刻度尺直接測量，不規則的物體可以用排水法測量。這里老師可以展示密度大于和小于水的兩種物體提問是否都可以用排水法？學生再思考討論容易得出密度大于水的可以直接用排水法，密度小于水的可以用針頂下去。進一步設置情境：如果沒有量筒，但是提供彈簧測力計、線、燒杯是否也可以測量體積？提醒與浮力知識鏈接，而且同樣要考慮物體密度與水的密度關系。學生通過討論可得到：①ρ水<ρ物時由于物體浸沒F浮=G-F=ρ水gV排，V物=V排=■=■;

②ρ水>ρ物時幫助物體浸沒如圖2所示。由于F浮=F1-F2=ρ水gV排得V物=V排=■=■;。這樣的情境設置和引導過程讓學生們把密度與浮力的相關知識結合起來找到新的解題思路，這個復習過程中不僅僅把知識點復習到位而且發展了學生的創新性思維。

中學階段的學生對生活中的物理現象有一定認知，我們的物理教學可以充分利用這些認知形成的基礎進行合理的情境創設，讓學生在情境中或引發沖突，或作出合理推理、論證，或在已知系統中總結創新出新的的思維方法。這樣在中學物理課堂上合理的創設情境，不僅激發學生的興趣更幫助他們快速理解建構出新的物理概念模型;在實驗探究過程中學會科學推理和論證方法;在整理舊知識中發展創新思維。

參考文獻：

[1]付強.善用評價語言打造生動物理課堂教學[J].課程教育研究，2019（9）.

[2]林明華.慢悟理——中學物理重過程教學的探索[M].福州：福建教育出版社，2016.

[3]黃巧曦.以情境啟迪思維 促核心素養發展[J].中學理科園地，2019（1）：7-8.