基于問題驅(qū)動的情境化物理教學(xué)實(shí)踐

摘 要：文章以促進(jìn)初中物理課程改革為目的，圍繞滬科版“質(zhì)量與密度”單元教學(xué)進(jìn)行研究，采用案例分析的方法分析問題驅(qū)動的情境化物理教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)而針對物理教學(xué)策略提出以下建議：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣；發(fā)現(xiàn)問題，提出問題；實(shí)驗(yàn)探究，形成概念；運(yùn)用新知，解決問題；拓展練習(xí)，鞏固概念。

關(guān)鍵詞：初中物理；問題驅(qū)動；情境化教學(xué)；質(zhì)量與密度；單元教學(xué)

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2024）03-0068-03

教育學(xué)家布魯納曾說過，最好的學(xué)習(xí)動機(jī)莫過于學(xué)生對所學(xué)材料本身具有內(nèi)在的興趣。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，只有當(dāng)他們愿意學(xué)、想學(xué)、主動學(xué)，才會學(xué)得更好，學(xué)得更輕松、快樂。怎樣才能達(dá)到這樣的效果呢？開展問題驅(qū)動的情境化教學(xué)實(shí)踐是一個可行且有效的思路。“基于問題驅(qū)動的情境化教學(xué)”主要是指在教學(xué)過程中，教師以問題為主導(dǎo)，驅(qū)動課堂有序進(jìn)行、驅(qū)使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，進(jìn)而完成課程教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)模式。基于此，在初中物理教學(xué)實(shí)踐中，教師可以根據(jù)單元整體內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及發(fā)展需求，設(shè)計遞進(jìn)式問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生深度參與課堂探究，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓他們在發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題的過程中達(dá)成單元教學(xué)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)效率。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

在教學(xué)過程中，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個良好的情境，有利于促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，也能夠使他們不斷發(fā)現(xiàn)問題，驅(qū)動他們深入探究，進(jìn)而獲得新知。在滬科版物理八年級（全一冊）“質(zhì)量與密度”單元教學(xué)中，教師結(jié)合《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的要求，圍繞具體概念“質(zhì)量、密度和密度應(yīng)用”設(shè)計了單元學(xué)習(xí)任務(wù)，即“探究一塊比賽金牌是不是純金制成的”。在這一任務(wù)下，教師構(gòu)建與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的問題情境：“小明同學(xué)代表學(xué)校參加全市乒乓球比賽，獲得了一枚金牌。他想知道該金牌是否由純金制成，你能幫幫他嗎？”教師根據(jù)上述問題，設(shè)計教學(xué)過程（如圖1）。

教師可以讓學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容展開探究，為完成單元任務(wù)積累知識。在這一過程中，教師為啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思考，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，拓展了情境內(nèi)容，即為學(xué)生提供了不同比賽中獲得的不同形狀的金牌（如圖2），學(xué)生在觀察對比中自然發(fā)現(xiàn)了其中的問題，這些金牌在質(zhì)量與體積上并不相同。

教師抓住這個契機(jī)，啟發(fā)學(xué)生探究不同金牌的質(zhì)量與體積的比值是否存在區(qū)別，從而引出“密度”的概念，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)推導(dǎo)密度公式，理解“密度”在生活中的應(yīng)用。最后，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生計算不同形狀比賽金牌的密度，并通過與密度表中“金”的密度數(shù)值對比得出結(jié)論，回答“比賽金牌是純金制成的嗎？”這一關(guān)鍵問題，完成單元學(xué)習(xí)任務(wù)[1]。

在上述教學(xué)過程中，教師圍繞單元學(xué)習(xí)任務(wù)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激發(fā)了學(xué)生探究“比賽金牌是否是純金的？”這一問題的興趣，同時讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)了更多問題，開拓了他們應(yīng)用物理知識解決生活中實(shí)際問題的思維，發(fā)展了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、發(fā)現(xiàn)問題，提出問題

問題驅(qū)動的情境化教學(xué)不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，還能給予學(xué)生充分的質(zhì)疑空間。提出問題是學(xué)習(xí)的開始。在初中物理教學(xué)中，教師既要精心設(shè)計問題，也要鼓勵學(xué)生提出問題，讓問題導(dǎo)向新知，為深入探究做好準(zhǔn)備。

例如，在“質(zhì)量與密度”這一單元的教學(xué)中，學(xué)生要完成的主要任務(wù)是“探究一塊比賽金牌是不是純金制成的”。在完成這一任務(wù)的過程中，學(xué)生首先應(yīng)明確“質(zhì)量”的概念。基于此，教師設(shè)計了核心問題“什么是質(zhì)量？”“我們需要用什么工具來測量？”，并在問題的驅(qū)動下，為學(xué)生提供生活中常見的物體，使他們聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，展開實(shí)踐探究。在課堂上，教師為學(xué)生設(shè)計了三個探究活動。（1）探究質(zhì)量的概念。教師為學(xué)生提供了鐵錘、鋼釘、鐵釘、木桌、鋼尺、木椅等物質(zhì)，并提出問題：如何把它們分類？鐵錘和鐵釘?shù)墓餐攸c(diǎn)是什么？鐵錘和鐵釘（物體）含鐵（物質(zhì)）的多少一樣嗎？以上例子中其他物體所含物質(zhì)的多少一樣嗎？在學(xué)生完成回答后，教師總結(jié)：“這反映了物體本身的一種性質(zhì)，物理學(xué)中引入質(zhì)量這個物理量來區(qū)分物體的這種性質(zhì)，而質(zhì)量指的就是物體含有物質(zhì)的多少。”（2）探究質(zhì)量的變化。教師出示一個蘋果，讓一個同學(xué)咬一口，并提問：“它的質(zhì)量有沒有變化？為什么？”為了讓學(xué)生認(rèn)識質(zhì)量的變化，教師繼續(xù)引出問題串。①問題一：把一塊橡皮泥捏成各種形狀，其質(zhì)量會改變嗎？為什么？把一根鐵絲彎成圓形，其質(zhì)量會變化嗎？為什么？學(xué)生在進(jìn)行猜想后，通過電子秤分別測量橡皮泥、鐵絲形狀改變前后的質(zhì)量，認(rèn)識到物體的質(zhì)量與物體的形狀無關(guān)。②問題二：把空水杯從家里帶到學(xué)校，其質(zhì)量會發(fā)生變化嗎？為什么？教師利用問題使學(xué)生認(rèn)識到物體的質(zhì)量與物體的空間位置無關(guān)。③問題三：一瓶冰凍的礦泉水，部分化成水后，它的什么發(fā)生了變化？它的質(zhì)量會不會發(fā)生變化？為什么？學(xué)生通過電子秤分別測量冰凍的礦泉水融化前后的質(zhì)量，認(rèn)識到物體的質(zhì)量與物體的狀態(tài)無關(guān)。在學(xué)生回答了一連串問題且?guī)熒涣骱螅處熆偨Y(jié)：“質(zhì)量不隨物體的形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變，

質(zhì)量是物體的基本屬性。”（3）認(rèn)識測量質(zhì)量的工具。教師請學(xué)生回顧生活場景，想一想日常生活中都有哪些測量質(zhì)量的工具。學(xué)生結(jié)合生活與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，說出了桿秤、磅秤、案秤、電子秤等多種工具，教師繼續(xù)補(bǔ)充了托盤天平、物理天平、電子天平等，進(jìn)而提出問題：你認(rèn)為應(yīng)該用哪種工具來測量比賽金牌的質(zhì)量？在分析后，學(xué)生決定用物理實(shí)驗(yàn)室中常見的托盤天平測量[2]。教師則順勢引出如何正確使用托盤天平。

在這一教學(xué)案例中，教師圍繞單元任務(wù)展開教學(xué)，并通過不斷向?qū)W生提出問題構(gòu)建活動情境，啟發(fā)學(xué)生思考，促使學(xué)生層層推進(jìn)，積累回答問題所需的知識，實(shí)現(xiàn)了單元任務(wù)的有效探索。

三、實(shí)驗(yàn)探究，形成概念

在問題的驅(qū)動下，情境化教學(xué)的構(gòu)建可以凸顯學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生真正參與到問題的分析與概念的探究中。基于此，在初中物理教學(xué)中，教師可以為學(xué)生搭建實(shí)驗(yàn)平臺，利用問題驅(qū)動學(xué)生自己動手，強(qiáng)化感官體驗(yàn)，進(jìn)而形成并理解物理概念[3]。

例如，在滬科版“質(zhì)量與密度”單元教學(xué)中，為完成“探究一塊比賽金牌是不是純金制成的”這一任務(wù)，學(xué)生需要進(jìn)一步探究物質(zhì)的密度。基于此，教師創(chuàng)設(shè)以下情境。（1）演示實(shí)驗(yàn)：用天平比較體積相同的不同物質(zhì)銅、鐵、鋁的質(zhì)量；學(xué)生觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論——相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不同。教師歸納總結(jié)：“相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不同，質(zhì)量大的物體含有的物質(zhì)多，質(zhì)量小的物體含有的物質(zhì)少，即體積相同的不同物質(zhì)，所含物質(zhì)的多少不同，這反映了不同物質(zhì)的一種特性，那么怎樣表示物質(zhì)的這種特性呢？”（2）引導(dǎo)學(xué)生深入探究物質(zhì)的這一特性。教師讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中分別選取3個大小不同的長方體的金屬塊和塑料塊（金屬塊和塑料塊的體積分別對應(yīng)相等），分別用天平測出它們的質(zhì)量；用直尺測出邊長后，計算出它們各自的體積；接下來，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)，即測出3個體積不同的金屬塊的質(zhì)量與體積以及3個體積不同的塑料塊的質(zhì)量與體積，列出表格（表略），并以體積V為橫坐標(biāo)，以質(zhì)量m為縱坐標(biāo)，在方格紙上描點(diǎn)，再把這些點(diǎn)連起來。（3）思考以下問題：同一種物質(zhì)的質(zhì)量與它的體積有何關(guān)系？在學(xué)生回答后，教師幫助學(xué)生提煉出“物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值也是一種物質(zhì)區(qū)別于另一種物質(zhì)的特性之一”，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生建立“密度”的概念：由某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比叫作這種物質(zhì)的密度，密度反映了物質(zhì)的一種特性。

問題驅(qū)動過程中，教師圍繞概念的形成為學(xué)生搭建實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會，能讓學(xué)生帶著問題動手操作，經(jīng)歷概念形成的過程，并獲得問題答案，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

四、運(yùn)用新知，解決問題

在問題驅(qū)動下，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生活化情境，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)對知識的運(yùn)用，提高學(xué)生解決問題的能力。

例如，在“質(zhì)量與密度”這一單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生為完成“探究一塊比賽金牌是不是純金制成的”這一任務(wù)，了解了金牌的質(zhì)量、體積、密度等知識。接下來，教師可以根據(jù)教材中“密度知識的應(yīng)用”這部分內(nèi)容，繼續(xù)向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境，完成單元任務(wù)。教師先引導(dǎo)學(xué)生回顧密度的概念，并出示密度表，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察并回答問題：金、銅、水、汞、空氣的密度各是多少？它們的物理意義各是什么？通過閱讀密度表，你都有什么發(fā)現(xiàn)？學(xué)生通過觀察，對生活中常見的氣體、固體、液體密度有了一定的認(rèn)識，對其密度的差異也有所了解。然后，教師圍繞單元任務(wù)繼續(xù)提問：如何探究一塊比賽金牌是不是純金制成的？教師要求學(xué)生分組討論，共同完成任務(wù)。通過討論，學(xué)生匯報探究方法：分別測出金牌的質(zhì)量和體積，根據(jù)公式ρ=m/V計算出它的密度，然后對照密度表中純金的密度數(shù)值，做出判斷。為了讓這一過程更加直觀，教師出示了一塊比賽金牌，并利用天平、量杯演示實(shí)驗(yàn)。經(jīng)測量，金牌的質(zhì)量是89 g，體積大約是10 cm?，然后教師要求學(xué)生根據(jù)之前設(shè)想的思路來判斷它是不是純金的。在運(yùn)用ρ=m/V公式進(jìn)行計算后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這塊金牌的密度是8.9 g/cm?，而純金的密度是19.32 g/cm?，金牌的密度顯然小于實(shí)際純金的密度，因此，這塊金牌不是由純金制成的。最后，教師鼓勵學(xué)生回歸生活，嘗試?yán)妹芏戎R鑒別生活中各種物質(zhì)，總結(jié)鑒別步驟，即首先測出物體的質(zhì)量和體積，然后根據(jù)公式ρ=m/V計算出它的密度，最后查密度表，通過對比完成檢驗(yàn)。教師還根據(jù)這一案例進(jìn)一步拓展，帶領(lǐng)學(xué)生利用不同液體制作神奇的雞尾酒，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)密度知識思考雞尾酒的制作原理。

綜上，教師圍繞測量金牌密度這一任務(wù)繼續(xù)提問，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)密度在檢驗(yàn)物質(zhì)特性方面的應(yīng)用價值。在這一過程中，學(xué)生不僅回答了課堂上提出的問題，完成了單元學(xué)習(xí)任務(wù)，還運(yùn)用物理知識解決了實(shí)際問題，達(dá)到了學(xué)以致用的目的[4]。

五、拓展練習(xí)，鞏固概念

在學(xué)生完成課堂知識學(xué)習(xí)后，教師還應(yīng)通過拓展練習(xí)設(shè)計問題，構(gòu)建學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生從生活走向物理、從物理走向生活，實(shí)現(xiàn)對知識的深入了解，發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)[5]。

例如，教師可以布置如下拓展練習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“用天平和量筒測量鹽水密度”的實(shí)驗(yàn)。（1）將天平放在水平桌面上，把游碼移至標(biāo)尺左端0刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的左側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)，使天平橫梁平衡。（2）用天平測出空燒杯的質(zhì)量為30 g，在燒杯中倒入適量的鹽水，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為62 g，再將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，體積是30 ml，鹽水的密度為 kg/m3。

（3）小聰同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中先測出空燒杯的質(zhì)量m1，倒入鹽水后測出其總質(zhì)量m2。在將鹽水倒入量筒的過程中，發(fā)現(xiàn)由于鹽水較多，無法全部倒完，他及時停止了操作，同組同學(xué)討論后認(rèn)為仍可繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，于是小聰讀出此時量筒中鹽水的體積V，又加了一個步驟，順利得出了鹽水的密度．你認(rèn)為增加的步驟是： ，請幫小聰寫出計算鹽水密度的表達(dá)式ρ= 。

這是一道綜合類習(xí)題。在指導(dǎo)學(xué)生回答問題時，教師可以讓學(xué)生回顧、梳理知識，進(jìn)一步理解質(zhì)量、密度的含義，同時在拓展探究中發(fā)散思維，靈活運(yùn)用，真正掌握所學(xué)內(nèi)容。

六、結(jié)束語

本文結(jié)合滬科版物理八年級（全一冊）“質(zhì)量與密度”單元教學(xué)案例，對問題驅(qū)動的情境化物理教學(xué)實(shí)踐提出了幾點(diǎn)建議。當(dāng)然，隨著課程改革的推進(jìn)，教育工作者還應(yīng)繼續(xù)深入研究《課程標(biāo)準(zhǔn)》，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐探究，不斷探索課堂上問題設(shè)計與情境創(chuàng)設(shè)的有效思路，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，打造高效物理課堂。

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作者簡介：黃招蓮（1981.4-），女，福建清流人，任教于福建省三明市清流縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)，一級教師，本科學(xué)歷。