“銜接·進階·融通”： 物理活動情境創設的研究與實踐

【摘 要】“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設的研究與實踐，應關注情境的活動性和綜合性，聚焦關鍵能力培養。教師在設計物理課堂教學情境時，應以學生的興趣為出發點，以引發認知沖突為生長點，以技術支撐為立足點，在課程實施過程中豐富學生的學習體驗，提高其解決問題的能力。

【關鍵詞】銜接·進階·融通;物理活動情境;研發與實踐

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）27-0049-04

【作者簡介】申潔，江蘇省蘇州市振華中學校（江蘇蘇州，215006）教師，正高級教師，江蘇省特級教師。

物理教學情境涵蓋科學觀察、實驗探究、推理計算等方式，是實施物理課程教學的重要內容、方法和手段，更是培養學生物理學科核心素養的有效途徑。在當前重視學科育人價值的背景下，注重物理教學情境的活動性漸成趨勢，對物理活動情境創設的相關研究日漸深入。在多年實踐探索的基礎上，筆者提出了“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設的觀點。“銜接”指不同階段學習內容的銜接;“進階”指基于學習目標的有梯度的學習路徑;“融通”是知識技能、思維品質、學科核心素養與育人方式的融合、貫通和統一。

一、物理活動情境創設的目標

“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設是指在學生認知水平基礎上，立足課程內容的銜接，關注課程實施過程中學生的思維進階，以實現各種活動情境資源的融合貫通。其目標是激發學生的內在學習動力，引發深度學習，促進高階思維能力的形成，提升學生的必備品格與關鍵能力，彰顯核心素養培育背景下的課程育人價值。

在實踐過程中，教師應立足以下三個方面進行設計。

首先，編制基于活動情境開發的科學課程銜接教程。注重課程學習活動情境設計，以小實驗、小制作等具體的科學活動為載體，關注學習活動顯性與隱性的相互融合，凸顯學習內容與過程的相互貫通，以促進思維實現從無序到有序的螺旋式上升，幫助學生在物理課程學習上實現學段內容的無縫對接。

其次，形成以“活動·體驗·探究”為特色的教學范式。設計“情境體驗—活動探究—問題驅動—拓展應用”的課程實施的階梯式模型，并提出與之相適應的教學策略，具體為：可視性策略、科學思維策略、資源整合策略、目標達成策略、反思評價策略等。

最后，豐富并拓展項目學習內容及綜合實踐活動情境開發空間。其中，物理小制作活動以知識單元為模塊，讓學生將日常生活中的物品資源利用起來，組合成一個個與物理學習有關的小作品，體會活動情境中蘊含的學習樂趣;物理微課題項目學習活動以物理知識為基礎，讓學生根據自己的興趣及小組合作團隊的研究能力選擇課題項目并開展研究，有利于學生的思維進階，開拓學生的學習視野;綜合實踐活動是在特定學習活動情境中展開的一種學習活動，突出對物理知識的應用和學科融合，讓學生在探索與合作中學習、創造和創新，使得高階思維的形成與提升在實踐中跨越、在迭代中進階，真正培養關鍵能力。[1]

二、物理活動情境創設的實踐策略

進入初中階段的學生，在獨立自主意識、發現和探索自我、思維的獨立性和批判性等方面逐漸增強，但心理年齡仍處于較幼稚階段。因此，學習活動的設計應充分尊重學生的認知規律及身心成長特點，筆者在研究設計物理活動情境時提出了如下策略。

1.以激發興趣為出發點。

以激發興趣為出發點，用充滿趣味的教學手段營造生動有趣、引人入勝的活動情境，激發學生的學習熱情，促使其進入最佳學習狀態。如在“透鏡”一課的教學中，筆者以透明玻璃花瓶為道具，設計了如下教學情境。

案例1：花瓶是透鏡。

在引入課題時，教師展示一個側面為凹凸形狀的玻璃花瓶，裝上水后讓學生觀察花朵。學生發現從花瓶的不同位置觀察，可看到花朵會放大或縮小。隨后，教師引導學生猜想，并在學習透鏡相關知識后，說明這是因為在凹凸不平的花瓶里放入水后形成了凹透鏡和凸透鏡效應。[2]

在引起學生探索和解決問題的興趣后，教師提供給學生各種透鏡，讓他們在任務驅動下探究相關問題。這不僅活躍了課堂探究氣氛，引發學生的深度思考，而且使其深入認識透鏡的作用和性質，獲得知識遷移和學習進階能力的提升。

案例1中的花瓶是筆者在地攤上買來的，是來自生活中的實驗教學資源。此教學案例發揮了活動情境對學生的啟蒙作用，給學生以科學學習觀的引領，讓他們認識到物理就在我們身邊 。

2.以引發認知沖突為生長點。

活動情境的創設應引發強烈的認知沖突，激發學生的求知欲，充分調動學生探究問題的熱情，活化學生頭腦中的知識，使其更好地內化到學生的認知結構中。下面，以筆者指導的獲得2020年江蘇省初中物理優質課評比獲一等獎的“平面鏡”一課為例，說明如何在活動情境中設置問題以引發學生的認知沖突，實現課堂教學的深入開展。

案例2：真假燭焰。

教師在玻璃板前放置一支點燃的蠟燭，板后放置兩支蠟燭。板后的兩支蠟燭中，一支位于板前蠟燭所成像的位置，不點燃這只蠟燭;點燃其旁邊的另一支蠟燭。此時學生在玻璃板前能看到三支燃燒的蠟燭，但只有兩支能將火柴引燃。通過情境對比引發學生的認知沖突，將認知沖突的關鍵聚焦到玻璃板（平面鏡）上，使學生對物和像有了新的認識，自然地過渡到本節課的學習中。

這里創設的情境對學生的一些錯誤認知起到一定的矯正作用，發揮了很好的橋梁效應，為學生科學概念的建構提供了跨越性的銜接支撐。[3]

3.以豐富體驗為切入點。

“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設關注學生在各種活動情境中體驗、感悟和生成，培養其積極思考、善于分析、敢于創新、獨立而自信的科學素養，讓學生在高參與和高互動的情境活動過程中發揮想象、表達思想、豐富情感和提升智慧。以筆者指導的曾獲2018年江蘇省初中物理優質課評比獲一等獎的“光的色彩顏色”一課為例。為了豐富學生對色光混合的深度體驗，設計了下面的創新實驗活動情境。

案例3：色光混合。

先利用強光手電通過有色玻璃紙產生紅、綠、藍三種色光，將三種色光進行混合，顯示色光混合形成的光斑。此時教師提出問題：色光的混合只發生在光斑匯合處嗎？然后，利用煙霧或水霧實現不同色光混合路徑可視化的效果，說明色光混合不局限于光斑的合成，而是在色光傳播的整個過程中進行的混合。

該節課的教學中，學生能夠自主完成色光混合的實驗，但只是觀察色光混合形成的光斑。而教師將色光混合過程中多彩的立體混合光路呈現在學生面前，提供了生動的教學情境，深深地吸引了學生，拓寬了學生的學習與認知視野，豐富了學生在學習過程中的體驗。

4.以技術支撐為立足點。

活動情境的開發離不開技術支撐，教師應立足現代科學技術與物理學科的融合，注重活動情境開發的時代性，引領學生從感性認識向理性思考發展。

案例4：探究物質的比熱容。

對于“物質的比熱容”這一內容，蘇科版教材在實驗探究中給的不同物質是水和沙石，由于兩種物質的傳熱方式不同，要利用普通溫度計得到沙子和水加熱后溫度均勻變化的數據比較困難，實驗中不容易得出與理論相一致的結論。而如果選擇水和食用色拉油，由于這兩種物質熱傳遞方式一致，使用溫度傳感器進行測溫，實驗效果可以得到明顯改善。情境設計如下：先用天平稱取等質量的水和食用色拉油，放在同一個恒溫電爐上進行加熱，以保證加熱方式相同;然后用溫度傳感器連接采集器和電腦，采集水和色拉油溫度變化的實時數據，同步繪制出水和色拉油溫度隨時間變化的圖像，發現色拉油升溫快。由此可得到“質量相等的不同物質在溫度升高相同時，吸收的熱量一般不同”的結論。

該實驗利用溫度傳感器來采集兩種不同物質吸熱升溫的數據，實驗中曲線自動繪制技術吸引了學生的注意，通過圖像，學生很容易比較質量相同的兩種不同物質的吸熱升溫情況，使學生對比熱容的概念有了深刻的認識和理解，并且產生對溫度傳感器技術的相關拓展知識的興趣，愿意主動地去思考和研究，課堂效率得以提高。[4]

5.以資源優化為進階點。

在設計物理活動情境的過程中，教師也可以多渠道開發實驗資源，優化組合實驗器材，豐富情境開發的內涵，實現活動情境開發水平的進階與升華。

案例5：電路過載及短路的危害與保護實驗裝置新設計。

教師展示自制過載熔斷實驗裝置，包括絕緣底座、絕緣支架、細銅絲、金屬夾;過載保護實驗裝置，包括微型斷路器（空氣開關）、電流表、滑動變阻器、LED燈等，實驗配套器材還包括鉛酸蓄電池、開關、蠟環、魔術紙等。以細銅絲模擬傳統的保險絲，呈現因電流熱效應引起的溫度變化，通過蠟環熔化、魔術紙燃燒和自身熔斷的現象形成視覺沖擊，直觀顯示電流大小不同引起的線路發熱程度不同的變化過程。

上述裝置整合優化了身邊的實驗資源和器材，制作簡便，大膽突破傳統實驗器材的限制，具有很好的可行性與普及性，體現出實驗情境設計的與時俱進和實驗開發的創新性。

三、思考與展望

1.立足學科育人和進階發展的新視角。

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，而當下物理教學過分強調物理學科知識體系，忽視了學生的學習個性和學習素養的發展性，導致學生逐漸失去物理學習的興趣和信心。因此，“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設應從學科育人和學生進階發展的視角出發，尊重學生學科核心素養發展的階段性特征，激發學生的內在學習動力，引發深度學習，促進高階思維能力的形成。

物理活動情境的創設需要將物理活動情境與各種教學資源優化整合，以形成課程實施的階梯式顯性路徑，與學生的知識技能、思維品質以及學科核心素養發展的隱性內涵相融合，實現不同階段科學課程的銜接與進階，激勵學生習得研判外界事物的能力，形成對未來發展的正確認識與獨立見解，從而獲得自身的跨越性發展，彰顯核心素養培育背景下的學科育人價值。

2.呈現學生物理課程學習的新面貌。

義務教育物理課程是一門以實驗為基礎的自然科學課程，課程內容的選擇應遵循初中學生的身心發展規律，注重與生產生活、現代社會活動及科技發展的聯系，為學生物理學科核心素養的發展打下基礎。

“銜接·進階·融通”視域下的物理活動情境創設，重視個體發展的差異，順應教材、學段、心理、環境等因素與學生的經驗產生的認識坡度，使得物理課程學習能順勢而為。設計物理活動情境，目的在于讓學生置身于活動情境中，獲得學習體驗，在更為豐富的實踐空間里進行課程學習，獲得更加廣泛的知識和感悟;在對各種問題情境的探索中獲得新發現和新認識，進而形成物理觀念與科學探究意識，培養合作與創新精神，呈現物理課程學習的新面貌。

“銜接·進階·融通”物理活動情境創設的研究與實踐是一個動態的行動研究過程，后續我們將進一步關注活動情境創設對課程實施過程中學生的發展性產生的激勵性影響，促進學生學科核心素養的提升。

【參考文獻】

[1]申潔.好奇·求實·創新——劉炳昇物理教育思想對核心素養培育的啟示[J].物理教師，2018（11）：61-63，67.

[2]申潔，沈濤.基于適應性發展的學段銜接課程的設計與實施[J].江蘇教育研究，2020（12A）：30-34.

[3]楊九詮.關于課程銜接的思考 [J]. 課程·教材·教法， 2015（8）：10-15.

[4]程建軍.運用數字化實驗提高初中實驗教學的有效性[J].物理教師，2017（9）：42-44.