逆向可視化情境教學法在初中物理教學中的應用實踐

丁潔瓊

【摘要】實驗與情境的設計對初中物理教學至關重要，逆向可視化情境教學法為初中物理教學提供了新的視角與方向.本文以“物體的浮沉條件及應用”為例進行教學設計，創(chuàng)設情境促進思維可視，結合學生的認知等級設計實驗，利用學生疑問創(chuàng)設情境，綜合教學效果良好，有利于優(yōu)化課堂教學工作，加強學生思維培養(yǎng)，在教學中更好地滲透核心素養(yǎng)，以此達到初中物理課堂教學目標.

【關鍵詞】逆向可視化情境；初中物理；課堂教學

初中物理理論知識較為繁雜，學生學習與理解難度較高，為此在初中物理教學中教師可以運用逆向可視化情境教學法.在課程教學中，將理論知識放在具體的可視化情境之中，通過直觀形象展示，促進學生更為深入地理解初中物理概念，并在這一過程中更好地培養(yǎng)學生的實驗觀察能力、公式推導能力.在實驗中利用逆向演示思維有利于促進學生更好地理解物體的沉浮條件及應用，通過直觀的實驗觀察，促進學生有效整合各項相關知識，突破學生的思維認知障礙，以此達到初中物理實驗教學的目標.

1 創(chuàng)設情境促進思維可視

在“物體的浮沉條件及應用”課程教學過程中，注重思維可視，以此為出發(fā)點進行情境創(chuàng)設，將真實情境與學生的思維認知相結合，構建逆向可視化的情境，以此進一步深化課程教學工作.

在“物體的浮沉條件及應用”教學情境設計中，學生對“浮力的影響因素”相關知識已經(jīng)較為熟知，同時在生活中也對浮力有一定的了解.

教師可以結合學生的固有認知，在具體教學情境中，利用所學的物理知識分析物體的浮沉情況.在浮沉運動狀態(tài)分析中，在具體的可視化實驗中，明確研究對象，繪制物體受力示意圖，引導學生思考各種可能的受力情況.并在該情境之下，分析不同物體的受力情況，并在這一過程中對比物體重力G與浮力F之間的關系，通過對比分析，得出物體浮沉與運動狀態(tài).采用單純講解的方式，學生的理解能力有限，課程教學往往不夠深入，為此在教學中設計適宜的教學情境，通過直觀的實驗，引導學生整合已學的知識，并進行知識的融會貫通，以此加強對新知識的消化理解.情境教學法運用過程中，對課程知識內(nèi)容進行充分融合與創(chuàng)新，在實驗設計過程中，對不同的物理要素進行組合，從促進學生理解的角度進行大膽創(chuàng)新，通過直觀展示，有效突破教學難點.

2 結合學生的認知等級設計實驗

在“物體的浮沉條件及應用”課程實驗設計過程中，結合學生的認知水平，設計相應的實驗.結合課程知識內(nèi)容，對知識進行分析評價，理解物體浮沉情況與重力情況，結合物體沉浮情況，分析物體密度與液體密度之間的關系，教師引導學生思考生活中的相關情境與知識，啟發(fā)學生思維.在此基礎上進行創(chuàng)新創(chuàng)造，引導學生將所學的課程知識運用到新的教學情境之中，在情境之中解釋物體的浮沉情況，以此更好地理解生活中的相關實踐，體會物理學科的實踐意義.

結合思維認知規(guī)律，促進學生進行模仿應用，在具體的實驗過程中模仿浮力與重力情況，能夠在具體場景之中通過物體的漂浮狀態(tài)，分析液體密度與物體密度之間的關系，以此進一步強化學生的認知.在相關知識積累達到一定程度之后，引導學生進行創(chuàng)造創(chuàng)新，在具體場景之中布置新的任務，引導學生學會運用物體浮沉知識，解釋實驗現(xiàn)象，并學會聯(lián)系生活中的相關場景，強化學生的物理學科運用思維.由此結合初中物理“物體的浮沉條件及應用”課程教學目標，進行逐級分解，在實驗設計中，遵從學生的認知規(guī)律與特征，注重教學設計的層次性、整體性、適度性.

3 逆向可視化情境教學法在初中物理“物體的浮沉條件及應用”中的設計

3.1 確定教學目標

確定“物體的浮沉條件及應用”課程教學目標，從知識目標、能力目標與情感目標三個層面開展教學工作.“物體的浮沉條件及應用”這一課中，知識目標體現(xiàn)為促進學生理解物體的浮沉條件、掌握物體浮沉的條件與浮沉的應用.能力目標則注重培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗能力與分析能力.情感目標注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)與探究精神.

3.2 創(chuàng)設情境講解知識

根據(jù)教學目標，選擇教學內(nèi)容，并創(chuàng)設相應的情境.在“物體的浮沉條件及應用”這一課中，準備實驗器材，包括木塊、金屬、塑料、水、鹽水、油、天平.在課堂上，教師展示不同材質的物體與液體，讓學生了解本節(jié)課所要探究的內(nèi)容.教師提出問題：“這些物體在不同液體中會有怎樣的浮沉情況呢？”引導學生思考并探究物體的浮沉條件.

教師在創(chuàng)設的情境中講解物體的浮沉條件，并進行演示，使得學生了解物體的浮沉條件，包括浮力、重力、密度等基本概念，在逆向可視化情境中明晰物體浮沉的原理.選取海洋中的鯨作為研究對象，使得學生了解鯨在海洋中的浮沉現(xiàn)象，分析鯨的體形、密度、浮力等條件，深入理解物體的浮沉條件.利用泡沫塑料等材料，組織學生進行實驗操作，探究物體的浮沉條件.學生通過親手操作實驗，觀察泡沫塑料等物品在水中的浮沉現(xiàn)象，在具體實驗中加深對物體浮沉條件的理解.為了促進學生思考，教師進一步引導學生進行探究，學生自主開展探究實驗，觀察不同材質的物體在不同液體中的浮沉情況，并記錄實驗數(shù)據(jù).教師給予學生必要的指導與幫助，引導學生分析實驗現(xiàn)象，提出問題，得出結論.

3.3 對比物體所受的重力G與浮力F的關系

設計鹽水浮蛋實驗與讓小西紅柿懸浮在液體中的實驗，通過逆向實驗促進學生理解“漂浮、懸浮、沉底”三種平衡狀態(tài).鹽水浮蛋實驗中，引導學生觀察并理解物體在液體中會受到浮力的影響，當把雞蛋放入鹽水中時，由于鹽水的密度比水大，雞蛋受到的浮力增大，因此雞蛋會浮起來，通過此實驗使得學生能夠直觀地感受浮力的存在與作用.設計讓小西紅柿懸浮在液體中的實驗，使得學生理解懸浮狀態(tài).懸浮狀態(tài)即指物體在液體中受到的浮力與重力相等，既不上升也不下降.通過實驗，使得學生切實觀察小西紅柿能夠在液體中保持靜止，不受液體流速的影響.

由此通過實驗的開展，促進學生分析物體在液體中的受力情況，更好地理解物體在液體中的運動狀態(tài)與平衡條件.在教學中通過直觀的實驗，引導學生認知不同事物之間的聯(lián)系，促進學生學會結合學生生活情境與固有認知，深化對知識的理解.通過實驗分析受力情況，學生可以更好地理解物體的浮沉條件及應用，突破“物體的浮沉條件及應用”課程教學的重點.

3.4 利用設疑創(chuàng)設情境

在“物體的浮沉條件及應用”課程教學中，有效設置問題情境，以此在教學中設置疑惑，基于具體的問題，促進學生思維的碰撞與發(fā)散.問題情境的設置與學生實際認知相結合，引導學生有計劃地解決相關問題，以此更好地強化學生的思維活動.

問題情境：現(xiàn)有一杯清水與一杯鹽水，怎么判斷兩杯液體？

該情境分析過程中，結合輪船從長江駛入東海，吃水深度的變化情況這一具體情境，將這兩種情境相融合，促進學生分析密度計在液體中的漂浮狀態(tài).結合學生的觀察情況，判斷在具體情境之中，密度計所受的重力與浮力之間的關系.在肉眼難以精準判斷的情況之下，引入公式與密度計，通過數(shù)據(jù)計算的方式分析液體不同的密度大小關系，由此結合相關因素，綜合分析兩種液體的種類.在情境設計過程中，有效運用學生的疑惑與困境，利用學生的好奇心，促進學生在具體情境中更好地進行思考，使得學生帶著猜測液體種類，分析密度計的原理，在具體的情境之中進行探索.

在教學實驗中引導學生探究潛水艇的奧秘.實驗器材包括注射器、水缸、燒瓶、雙孔膠塞等.結合促進學生探索的目標，設計實驗內(nèi)容，操作過程中，運用注射器對潛水艇進行吹氣，引導學生觀察這一過程中的變化情況，并探討其中的原因.在教學中設計自制潛水艇演示實驗，引導學生在實驗中觀測燒瓶進水、出水現(xiàn)象，理解潛水艇的基本工作原理.在實驗中呈現(xiàn)出可視的真實情境，同時給予學生思考想象的空間，能夠促進學生更好地了解物體漂浮與下沉情況，強化學生的認知.

引導學生對實驗現(xiàn)象進行分析與討論，在“物體的浮沉條件及應用”課中，教師引導學生通過分析得出物體浮沉的條件，掌握浮沉的應用.對本節(jié)課的內(nèi)容進行總結，鞏固所學知識，提高學生的學習效果.在“物體的浮沉條件及應用”課中，教師引導學生總結本節(jié)課所學的知識點與實驗方法，反思自己在實驗中的不足之處，在下一步實驗中應當如何進行改進.以此促進逆向可視化情境教學法在初中物理教學中的實踐，提高學生的學習興趣與探究能力.

3.5 教學評價

“物體的浮沉條件及應用”課程教學內(nèi)容難度適宜，在教學過程中，教師通過講解、實驗等方式，使得學生理解物體的浮沉原理，掌握物體浮沉的條件，并能在實際生活中應用所學知識解釋相關物理問題.評估課程教學內(nèi)容是否豐富、生動、有趣.教師通過實驗方式，引導學生思考生活中的物理問題，激發(fā)學生的學習興趣.評估實驗內(nèi)容是否全面涵蓋教學重點與難點.評估“物體的浮沉條件及應用”課程教學中是否高效傳達教學信息，通過實驗方式，使得學生直觀了解物體的浮沉現(xiàn)象，從而更好地理解知識點.

教學過程中教學方法靈活多變，富有創(chuàng)意，教師引導學生思考生活中的物理問題，注重培養(yǎng)學生的實驗操作能力與團隊協(xié)作能力.評估教學流程是否合理，是否遵從學生認知等級規(guī)律，學生是否能夠逐步理解物體浮沉原理，能夠精準把握物體浮沉的條件.評估教學節(jié)奏是否恰當，教師是否根據(jù)學生的實際情況與教學內(nèi)容的難易程度，合理安排教學進度，使得學生有足夠的時間理解與掌握知識點.評估教學難點是否有效突破，教師通過實驗方式，使得學生更好地理解物體的浮沉原理，在實驗過程中更好地掌握知識點.

4 結語

在初中物理教學中運用逆向可視化情境教學法的過程中，教師可以結合具體的教學內(nèi)容，對學生構建生活化的教學情境，以學生的生活認知基礎為出發(fā)點，利用學生的固有認知，促進初中物理課程知識教授.教師還可以結合具體的教學目標，利用逆向可視化思維，帶動學生有效突破課程教學中遇到的障礙與困境，促進學生更好地掌握初中物理課程知識，深化對物理知識的理解與消化吸收，深化課程教學評價，綜合評估課程活動開展情況，以逆向情境教學法促進初中物理課程教學，提升教學效率.

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