加強物理情境創設 促進學生全面發展①

張 杰

(江蘇省沭陽如東實驗學校，江蘇 宿遷 223600)

1 引言

《義務教育物理課程標準(2022年版)》指出：核心素養是課程育人價值的集中體現，是學生通過課程學習逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。科學思維是物理學科核心素養的重要方面，貫穿于科學探究和物理觀念形成過程之中。科學思維是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式；是建構物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用；是基于事實證據和科學推理對不同信息、觀點和結論進行質疑和批判，予以檢驗和修正，進而提出創造性見解的品格與能力。科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。

科學思維的培養要以理解為導向，理解是將未知事物的變化和發展邏輯同人固有的認識相統一的過程，理解又可分為直接理解和間接理解。直接理解不需要經過中間性思維過程，由于比較簡單，常和知覺、了解過程融合在一起，如對自己母語的學習及身邊其他熟悉事物的理解等。間接理解就必須經過具有復雜性、層級性、遞進性、邏輯性的思維過程，常常是從最初模糊的、未分化的理解逐漸過渡到明確的、清楚的理解，其間經歷了不同的階段。此過程主要是針對復雜的、陌生的事物，并帶有問題解決的特點，去歸納總結規律、演繹運用規律。

為了使物理課堂教學效果好，就應以理解為導向，創設生活、生產、實驗、故事等情境，讓學生在情境中展開探究，習得科學思維方法，理解科學概念，形成科學態度與責任。

2 思考與探索

2.1 根據知識本質，設計物理情境

初中物理教學的重要目標是發展學生的科學思維，進行有效的科學探究，而科學探究主要體現在物理知識的認識過程中，這就需要我們從物理知識的本質出發來設計情境。物理概念和規律都源自大量實例，在這些實例中，有些能體現概念和規律的本質特征，有的只能體現其部分特點。這就要求教師在創設物理情境時，要深刻理解概念和規律，從生活、生產中廣泛搜集真實情境，引導學生從眾多情境中概括出事物的共同屬性，抽象出事物的本質特征，完成從經驗認識向科學認識的轉化。

例如在“運動的相對性”教學中，為了突出相對運動的多樣性，我們可以請兩位同學走上講臺，通過他們的相對位置的變化，演示運動情況，得出運動相對性的特點：同一個物體，選擇不同的參照物，可能是運動的，也可能是靜止的；對于同一種運動的描述也可能有多種結果。

再如在“浮力與排開液體所受重力的關系”教學中，將兩個截面相差很小的桶套在一起，只要向夾層里倒一點點水，就可以讓較小的桶浮起來，里面甚至可以坐一兩個人，從而讓學生認識到浮力的大小由排開液體所受的重力決定，而與所使用液體本身所受重力沒有關系。

在“光的直線傳播”教學中，讓學生深入理解光沿直線傳播是本節課的教學關鍵。筆者設計了讓光直接照射到白墻上，再用人體擋住，以及讓光穿過水、玻璃等小實驗，發現光在透明介質中沿直線傳播，再設置情境：在光傳播路徑上用酒精燈火焰加熱空氣，發現墻上的光斑移動了，再用噴水法顯示光路，發現不再是一條直線！由此引導學生歸納得到光沿直線傳播的條件：均勻介質。

著名物理學家費曼說：“真理既美又簡單。”在物理教學中，我們需要對研究對象或過程加以合理的簡化，突出主要因素，忽略次要因素，依據情境建構物理模型，去分析、歸納出物理事物的本質特征與規律。

2.2 緊扣學生認知，設置情境層次

奧蘇伯爾說：“影響學生學習的唯一重要的因素就是學生已經知道了什么，探明這一點，并據此進行教學。”加涅認為：“人類的學習是復雜多樣的，是有層次性的，總是由簡單到復雜，由低級到高級，形成遞進的層次關系。”我們要善于抓住學生的“最近發展區”，分析學生的認知特點和已有知識，設置有層次的情境。

例如不少同學認為：拔河時贏的一方力大，輸的一方力小。為轉變這一認識，我們借助DIS實驗，讓兩位同學通過力傳感器進行“拔河”，學生通過屏幕上呈現的數據和圖像清楚地看到：無論輸贏，雙方力的大小都是相同的。在學生驚訝的基礎上，再創設拔河的情境，建構拔河模型，進行具體的受力分析，學生可自主得出結論。

在學習“電阻大小的影響因素”時，在黑板上的磁吸電路中留下斷開的接頭，用鉛筆在這兩個接頭間畫連線，燈亮了！畫粗一些，就會更亮！如果拉長接頭間的距離，則會變暗，從而直觀地認識到粗細、長短這兩個影響因素。

設置層次性的情境，激發了學生的學習興趣，也增強了他們的質疑意識和求知欲，一環扣一環，逐步深入認識，實現對物理概念和規律的深度理解。

2.3 指向問題解決，把握情境邏輯

探究性物理學習是以解決問題為指向的科學探究過程，包括提出問題、猜想與假設、設計實驗方案和制訂計劃、進行實驗和收集證據、分析與論證、評估與反思、交流等要素。《中國學生發展核心素養》要求：“崇尚真知，理解和掌握基本的科學原理和方法，尊重事實和證據，邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導學習等。”這要求我們創設指向問題解決的情境，把握好情境的邏輯，恰如其分地引起學生的好奇心，并激發學生發自內心深處的思考，產生探究欲望，解決問題并發展科學思維能力。

例如在“滑輪組”教學中，為了讓學生認識滑輪組的使用方法及特點，先創設一個問題式的情境：小明想把一大袋水泥很輕松地運到樓上，應該如何使用滑輪？同學們想到了動滑輪，可是人必須先到樓上向上拉，再提出新的要求：如何向下拉就能讓水泥上去？學生開始討論，提出用滑輪組，通過提問、思考、解決、再提問……形成一致認識：要省力靠動滑輪，要改變用力方向靠定滑輪。

在“串聯、并聯電路的特點”教學中，畫出兩個公園示意圖，一個從公園入口到出口只有唯一的路徑，另一個有多條路徑，借此引導同學們思考：如果某處整修不能通行，會有什么影響？同學們得出了“原路返回”和“繼續前進”的不同方法。這時依次展示串聯電路、并聯電路，探究串聯、并聯電路的特點，如用電器損壞對電路的影響、開關的位置對控制作用的影響、短路的影響等，學生就會從情境中得到啟發，歸納出本質的原因。

邏輯性強的情境有利于明確目標、幫助學生形成良好的思維習慣，真正掌握概念和規律并加以運用，使學生經過學習后能夠習得解決問題的方法，養成良好的思維習慣。

2.4 落實學科育人，升華情境運用

物理教學要從“學科教學”轉向“學科育人”，學科育人就要以學科知識為載體，以育人為目標，挖掘學科的育人內涵，養成物理觀念和科學態度與社會責任。物理是一門源于生活、高于生活、服務于生活的學科，兼具科學、藝術、人文的特征，物理情境設計應體現這些特征，落實物理學科的育人目標。

例如在“用電冰箱研究物態變化現象”活動中，同學們探究了液體凝固的特點，此時還可以引導同學們思考：冬季校園內部分路面會結冰，可能會導致師生滑倒，你有什么對策？有的同學說：我們學校所在地區冬季最低氣溫大約在零下十攝氏度，根據實驗結果可知，在路面灑濃度為15%的鹽水就可以解決冬季路面結冰的問題。還有同學認為需要根據具體氣溫來確定撒多少鹽。

在研究光的折射時，我們將手機放在玻璃杯底部，通過手機投屏能看到“杯口”大的天空，隨著我們向杯中倒水，看到的范圍變大了，同學們通過比較發現光從空氣射入水中時會發生折射，并用作圖的方法解決其中的疑問。再引入生活中的真實情境：運鈔車上只留一小觀察孔，押運人員怎樣才能看到外面較大的范圍？同學們經過類比，進行方案討論：用水？不行，既不結實也不易豎直安裝；加大孔徑？不行，不安全。玻璃既能通過折射擴大視野，又有一定的強度，比較適合。同學們查閱資料，發現觀察孔上安裝了用玻璃制成的透鏡，感到自己的設想得到證實，非常高興，探究興趣更濃厚了。

在真實情境中學習，學生既鞏固了知識，又體會到了物理學在社會發展中的作用。

3 結語

物理情境創設應基于學情，把握知識本質，適應學生認知特點，指向問題解決，聯系生活、生產，從而使物理教學能有效促進學生的思維發展與知識理解，促進學生的全面發展。