高中物理生活實踐類情境的創(chuàng)設

陳建發(fā)

【摘要】本文通過探究學生分析和解決實際問題能力偏弱的原因，提出基于生活實踐類情境創(chuàng)設的教學方法研究發(fā)現(xiàn).在物理課堂中，參照學生的認知水平，給學生布置體驗生產(chǎn)生活的實踐任務，或提供與生產(chǎn)生活相關的背景材料，并設計結論開放、解法靈活的物理問題，引導學生進行獨立思考和交流探討，提出解決問題的方案，可以提高學生的學習興趣和動機，促進他們對物理知識的理解和應用能力的提升，以及對科學·技術·社會·環(huán)境（STSE）的和諧關系的認識.本文提出一些創(chuàng)設生活實踐類情境的具體方法和策略，針對情境設計有效問題或問題鏈等研究結果表明，基于生活實踐類情境創(chuàng)設的教學方法對于提高物理核心素養(yǎng)，落實立德樹人的根本任務具有積極的影響.

【關鍵詞】高中物理；生活實踐；創(chuàng)設情境

《中國高考評價體系》中將“情境”定義為“問題情境”，它是真實的問題背景，是以問題或任務為中心構成的活動場域.基于知識應用和產(chǎn)生方式的不同，情境可以分為“生活實踐”和“學習探索”兩類.其中，生活實踐類情境源于日常生活和生產(chǎn)實踐，可用于訓練學生運用所學知識解釋生活中的現(xiàn)象、解決生產(chǎn)實踐中問題的能力.生活實踐類情境主要包括：（1）大自然中的物理相關問題，如潮汐現(xiàn)象，打雷現(xiàn)象等；（2）生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的物理問題，如機械加工與制造、體育運動等；（3）科技前沿的物理問題，如氫核聚變的可控反應等.

生活實踐類情境的創(chuàng)設指參照學生的認知水平，給學生布置體驗生產(chǎn)生活的實踐任務，或提供與生產(chǎn)生活相關的背景材料，并設計結論開放、解法靈活的物理問題，引導學生進行獨立思考和交流探討，提出解決問題的方案，從而培養(yǎng)學生綜合應用所學物理知識和技能，分析解決實際問題的能力.目前，對于如何有效地創(chuàng)設生活實踐類情境仍有很大的研究空間，本文旨在探討如何科學地創(chuàng)設生活實踐類情境，以提高高中物理課堂的教學質量，并希望通過本研究的開展，為一線教學提供一些參考[1].

1 創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境的意義

1.1 幫助學生彌補直接經(jīng)驗的不足，提高學生對物理知識的理解和應用能力

從親身實踐中積累直接經(jīng)驗，從虛心學習中獲得間接經(jīng)驗，二者有機結合能幫助學生彌補直接經(jīng)驗的狹隘性，增強體驗感，幫助學生將抽象的物理知識與實際生活場景相結合，增進理論與實踐的結合，從而增強學生對物理知識的理解和應用能力[2].高中生的直接經(jīng)驗相對缺失，具有狹隘性，其主要原因是缺少實踐機會.親身實踐是獲得新認知的重要途徑，但一個人的實踐總是有限的，無法完全通過親身實踐的途徑獲得新認知.一個人獲得新認知，絕大部分都是間接經(jīng)驗的結果，只不過要真正理解間接經(jīng)驗，還有待于親身實踐.創(chuàng)設生活實踐類物理情境既要注重給學生創(chuàng)造實踐機會，也要注重引導學生體驗生活，參與勞動，感受勞動人民的智慧，借他人經(jīng)驗為己所用.

1.2 幫助學生建構物理圖景、提煉物理模型、并利用物理模型解決實際問題

從物理學的視角揭示現(xiàn)象背后的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系，能幫助學生建構物理圖景.高中生對生產(chǎn)生活及自然現(xiàn)象的認識，比較膚淺，不能將抽象的物理知識與實際場景相結合，揭示現(xiàn)象背后所遵循的規(guī)律，究其原因是物理教學活動主要以學習探索類情境為背景展開，學生缺乏體驗感，缺少從真實問題背景中建構物理圖景的訓練，解題經(jīng)驗豐富，解決實際問題的能力不足.生活實踐類情境的創(chuàng)設，要引導學生對實際問題進行理想化處理，抓住主要因素，忽略次要因素，從生產(chǎn)生活及自然現(xiàn)象中建構出抽象的、符合客觀事物本質的物理圖景.學生心中有“圖景”，問題背后有“模型”，模型建構能力是學習高中物理課程必備的關鍵能力之一，它是基于物理圖景的概括和提煉，是解決實際問題的關鍵要素[3].

1.3 加深學生對人與自然的和諧關系的認識，為學生終身發(fā)展奠定基礎

了解社會發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的需求，關注科學技術發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，能加深學生對人與自然和諧關系的認識.在學習高中物理課程時，學生不了解社會發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的技術需求，所學理論與技術脫鉤，無法學以致用，體會不到學習的現(xiàn)實意義.學習高中物理課程不能局限于知識理論的學習，也不能以升大學作為唯一的目標追求，而要著力發(fā)展物理核心素養(yǎng)，形成科學世界觀和正確價值觀，還要著眼于為適應社會生活和職業(yè)發(fā)展做好準備，為終身發(fā)展奠定基礎.生活實踐類情境的創(chuàng)設，要體現(xiàn)高中物理課程的時代性，要呈現(xiàn)科技、社會、生態(tài)等發(fā)展的新成就、新成果，要從需求的角度出發(fā)去尋求技術的創(chuàng)新和突破，要從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)去認識“科學·技術·社會·環(huán)境”的和諧關系.

2 創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境的策略

2.1 創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境遵循的原則

創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境要堅持正確的政治立場，要兼顧學生升學目標、適應社會生活和職業(yè)發(fā)展的個人發(fā)展目標，要能體現(xiàn)技術發(fā)展與社會進步的緊密聯(lián)系，要能體現(xiàn)高中物理課程的育人價值.

2.2 創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境的一般步驟

創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境的一般步驟為：①確定創(chuàng)設情境所要達成的目標；②選擇合適的生活實踐類情境；③設計啟發(fā)思考的物理問題或問題鏈；④建構物理圖景、提煉物理模型；⑤提出解決問題或問題鏈的方案[4].

例如 在學完“科學探究：電容器”一節(jié)后，學生對電容器在電路中所起的作用以及充放電的規(guī)律已經(jīng)有了初步的了解，為了使學生進一步了解電容器在現(xiàn)實生活中的具體應用，有必要創(chuàng)設這樣的物理情境.首先給出若干個常見的電容器樣品，然后提出以下幾個問題：（1）常見電容器的種類有哪些？（2）如何解讀電容器標注的參數(shù)？（3）電容器的額定電壓和擊穿電壓有什么不同？（4）請簡述電容器在照相機和計算機鍵盤中的工作原理.接著引導學生查閱資料，獨立解決上述問題，隨后進行交流探討.經(jīng)歷從理論過渡到應用的探究過程，學生對理想的平行板電容器和現(xiàn)實版的電容器有了更深入的認識，體會到物理的應用價值，能增進學生物理知識的理解和應用能力的提升，也能激發(fā)學生學習物理的熱情.

2.3 高中物理生活實踐類情境的呈現(xiàn)形式

2.3.1 形式1 真實開展益智游戲、體育運動、體力勞動等實踐活動，創(chuàng)設體驗情境

真實開展學生能夠親身參與其中的實踐活動，增強學生的體驗感，幫助學生將抽象的物理知識與實際生活場景相結合，增進理論與實踐的結合，讓學生感受物理原理的作用和應用，從而增強學生對物理知識的理解和應用的能力.這種親身經(jīng)歷能夠讓學生更加直觀地理解和體驗物理學科的魅力，從而激發(fā)他們學習物理的內在動力.若條件允許，在教學設計中，教師應積極調動學生真實開展實踐活動，進行情境創(chuàng)設.在組織高中物理教學時，最容易開展的實踐活動就是項目繁多的體育運動，如拔河、攀巖、陸上賽艇等，而一些與高中生學習生活緊密聯(lián)系的勞動實踐，如做家務、打掃校園衛(wèi)生等也是便于開展的實踐活動.這些精彩紛呈的實踐活動背后蘊藏著豐富的物理原理，是創(chuàng)設高中物理生活實踐類情境首選素材[5].

例如 在組織“生活中的拋體運動”一節(jié)的教學活動時，可現(xiàn)場組織部分學生參與擲飛鏢的游戲，并用手機拍攝飛鏢在空中的運動過程，利用慢放功能再現(xiàn)飛鏢的運動軌跡，啟發(fā)學生思考：可能影響投擲成績的因素有哪些？通過交流分享“投擲經(jīng)驗”，引導學生建構斜拋運動的模型，從理論上推導出射高和射程的結論，以結論為指導，再次組織學生擲飛鏢，試圖提高投擲的成績.在建構起“投擲飛鏢”的物理圖景和“斜拋運動”物理模型的基礎上，組織學生利用課余時間到運動場上投擲鉛球，以活動的方式探究：投擲力量有限的情況下，沿什么方向擲出鉛球，能使鉛球飛得更遠？學生經(jīng)歷過一系列的親身實踐之后，對生活中的拋體運動不再止步于紙上談兵，而是有更深刻的體驗和更深入的理解.最終能由此及彼，順理成章地把“斜拋運動”的物理模型遷移到生活中的其他拋體運動中.

2.3.2 形式2 布置撰寫報告、設計方案、制作模型等實踐任務，創(chuàng)設應用情境

高中物理課程基于“必備知識”的基礎上，強化能力立意和素養(yǎng)導向.學生通過參與撰寫科技小論文、設計科學探究方案、制作物理模型等活動，不斷提升物理學科的“關鍵能力”.高中物理魯科版（2019）教材在正文部分設置了“拓展一步”“科學書屋”“物理聊吧”等欄目，以漫談的形式介紹物理學對人類生活和社會發(fā)展產(chǎn)生的影響，在“章末練習”部分設置了“科學辨析”“科技交流”等欄目，布置科學實踐活動任務，這些欄目的設置拓展了學生的知識面，培養(yǎng)學生的學習興趣、人文情懷，及節(jié)約能源、保護環(huán)境的科學態(tài)度與社會責任感，充分體現(xiàn)“以學生發(fā)展為本”的課程理念.高中物理教學的關注點要從“解題”向“解決問題”，從“做題”向“做人做事”轉變，要創(chuàng)設情境引導學生學會應用知識，形成從物理走向社會的意識.

例如 在教學力的相關內容的過程中，講到“科學書屋”欄目中的小知識“我國古人對‘力的認識”時，可以引申出古代人用滑車打水的情景：將一根短圓木固定在水井旁邊的木架上，圓木上纏繞麻繩，繩的一端固定在圓木上，另一端懸吊水桶，轉動圓木就可提水只要繩子纏繞得當，繩索兩端都可懸吊木桶，一桶提水上升，另一桶往下降落，這就可以使轆轤總是在做功，教師可以引導學生通過分析這一過程中用到了哪些力學知識，并動手制作簡易模型.這樣不僅能引發(fā)學生學習物理的興趣，使學生意識到物理與生活的聯(lián)系，且能拓展其思維、鍛煉其動手能力.

2.3.3 形式3 播放機械、技術、社會、自然等科普類微視頻，創(chuàng)設創(chuàng)新情境

視頻類的教學素材因更具生動性，使用得當就能起到活動物理課堂氛圍和輔助課堂教學的作用。教師可通過微視頻、微動畫平臺搜集到相關的素材，如到B站、字節(jié)跳動等網(wǎng)絡平臺，收集優(yōu)質微視頻UP主鏈接，通過播放機械、技術、社會、自然等科普類微視頻拉近學生與課本知識的距離，讓學生通過微視頻領會物理知識在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品制造、技術論證等領域的創(chuàng)新性應用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.

例如 通過播放“航天員在軌工作生活場景展示”“太空細胞學研究實驗展示”“太空轉身”“浮力消失實驗”“水膜張力實驗”“天地互動交流”“泡騰片實驗”“水球光學實驗”等系列太空授課視頻，激發(fā)學生對宇宙空間的向往、對學習科技知識的熱情，使學生走近航天、了解航天、熱愛航天，培養(yǎng)學生的民族自豪感。

3 結語

物理不僅是一門學科，更是一種思維方式和解決問題的工具.通過實踐和觀察，可以發(fā)現(xiàn)物理原理無處不在，而且對人們的生活產(chǎn)生著深遠的影響.基于對科學、技術、社會、環(huán)境（STSE）的和諧關系的認識，通過創(chuàng)設生活實踐類情境來探索物理規(guī)律，不僅可以增加學生對物理知識的理解和掌握，還可以培養(yǎng)學生的觀察力、實驗能力和解決問題的能力，激發(fā)學生對物理的興趣和熱愛，讓學生更加關注和應用物理知識，從而提高學生的科學素養(yǎng)和解決實際問題的能力.

參考文獻：

[1]楊金水，陳洋.高中物理課堂構建“生活化”實驗情境的對策研究[J].高考，2022（06）：96-98.

[2]蔡永青.矛盾情境的設置在物理課堂中的應用[J].新課程學習（學術教育），2010（12）：148-149.

[3]陳君涵.構建問題情境，讓高中物理課堂充滿思維生長的氣息[J].中學生數(shù)理化（教與學），2020（06）：80-81.

[4]呂亮.高中物理教學與生活實踐[J].理科考試研究，2016，23（03）：57.

[5]馬樂舉.高中物理教學生活化實施策略淺談[J].學周刊，2021（17）：25-26.