情境創設在高中物理概念教學中的運用策略研究

作者簡介：盧云霞（1983～），女，侗族，貴州黔東南人，貴州省黔東南州天柱縣第二中學，研究方向：高中物理。

摘 要：隨著教育改革的深入，高中物理教學正面臨著前所未有的挑戰和機遇。情境創設以學生為中心，致力于通過創造具體的學習環境或情境，使學生在真實或模擬的環境中主動探索和學習物理概念。文章詳細闡述了情境創設在高中物理概念教學中的重要性，分析了當前高中物理概念教學中存在的問題，提出了一系列情境創設的策略，希望可以為高中物理教學提供新的視角和方法，促進學生對物理概念的深入理解，培養其對物理知識的實際應用能力。

關鍵詞：情境創設；高中物理；概念教學；策略

中圖分類號：G633.7?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）20-0136-06

近年來，隨著教育理念的不斷創新，情境創設在高中物理教學中扮演著越來越重要的角色。然而，傳統的物理教育方法側重于理論知識的灌輸，忽略了學生對抽象概念的理解和實際應用能力的培養。情境創設不僅可以激發學生的學習興趣，還能有效提高學生對物理概念的理解和應用能力。因此，探索有效的情境創設策略，以促進學生對物理概念的深入理解和應用，成為一線教師迫切需要解決的問題。

一、 情境創設在高中物理概念教學中的重要性

在高中物理概念教學中，情境創設的重要性顯而易見。傳統的物理教學常常著眼于理論知識的傳授和公式的推導，容易使學生感到枯燥和難以理解。然而，情境創設教學方法卻提供了一種獨特的方式，其能將物理知識嵌入具體的情境之中，從而引導學生更加深刻地理解和掌握這些概念。通過將物理現象置于實際情境中，學生能夠更容易地將所學知識與自己身邊的事物和事件相關聯。這種聯系可以使學生對物理概念的記憶更加深刻和持久，不再將其視為抽象的理論。傳統的物理教學可能使學生陷入被動接受知識的狀態，而情境創設鼓勵學生主動參與和探索。通過實際情境中的觀察、實驗和問題解決，學生能夠將所學的物理概念應用到實際情境中，培養實際問題解決能力。這種主動性的學習方式可以提高學生的學習動力，為學生今后面對各種實際問題時提供有力支持。情境創設還有助于培養學生的創新思維和問題解決能力。在具體情境中，學生不僅需要理解物理概念，還需要運用創造性的思維來解決相關問題。這有助于激發學生的創新潛力，使學生能夠更好地應對未來不斷變化的挑戰。綜上所述，情境創設在高中物理概念教學中的重要性無法忽視，其能夠幫助學生更好地理解物理概念、培養科學思維方式，提升學生的團隊合作和溝通能力。因此，在教學實踐中，教師應該給予情境創設更多的重視和運用，以提高學生的學習效果和科學素養。

二、 高中物理概念教學中存在的問題

（一）教學內容與實際應用脫節

高中物理概念教學中存在一個顯著的問題，即教學內容往往與實際應用脫節，這種脫節導致學生難以理解物理概念的實際意義。傳統的物理教育通常強調理論知識和數學公式的傳授，而忽略了將這些知識與實際生活情境相結合的重要性，這使得學生容易陷入純粹的理論學習中，對物理概念的實際應用知之甚少。教材和教學資源往往過于理論化，缺乏足夠的實際案例或情境，未能幫助學生將所學知識與實際生活聯系起來，這導致學生很難將抽象的物理概念轉化為可見的、實際的現象。傳統的講授式教學方法往往難以引導學生將物理概念與實際情境聯系起來，學生可能感到物理學是一門枯燥的學科，缺乏吸引力和實際應用的體驗，導致學生對物理學的興趣下降，降低了深入學習的積極性。

（二）教學方法單一

教學方法的單一會導致缺乏足夠的互動和實踐活動，嚴重影響學生對物理學習的興趣和參與度。傳統的物理概念教學往往以教師為中心，以講述為主要教學方式，學生被動地接受知識，這種單一的教學方法限制了學生的積極參與和主動思考。在這種環境下，學生對物理學習的興趣往往逐漸減退，學生可能認為物理學是一門枯燥和晦澀的學科。缺乏足夠的互動和實踐活動也導致學生難以將理論知識轉化為實際技能。物理學是一門實驗性科學，理論知識的應用需要通過實驗和實際問題解決來加以體現。然而傳統的課堂教學往往忽略了這一點，學生缺乏機會親自進行實驗和探究，這使得學生對物理概念的理解停留在理論層面，無法將其應用到實際生活中。

（三）教學評價體系過于注重理論知識的考核

傳統的教學評價體系往往側重于對學生的理論知識進行測試和評估，以筆試、考試為主要的評價方式，強調學生對公式、理論和概念的記憶和掌握。這種評價方式未能全面反映學生的綜合素養，忽略了學生的實踐能力和創新思維，學生可能傾向于將學習焦點集中在理論知識的記憶上，而不夠注重實際應用和問題解決能力的培養。如果學生感到自己的實際應用和創新努力在教學評價中得不到認可，可能會對物理學習失去興趣，學生會認為這些方面的努力沒有意義。導致學生只注重應試，而不愿意主動參與實驗、項目和其他實踐活動。當學生感到自己的努力被忽視或被低估時，會對物理學習失去熱情，甚至產生厭學情緒。

三、 情境創設在高中物理概念教學中的運用策略

（一）案例分析法

案例分析法可以將抽象的物理概念與學生的實際生活聯系起來，從而增強教學的實效性。案例分析法有助于學生理解物理概念的實際應用，能夠培養學生的批判性思維和問題解決能力。這一策略通過引導學生分析和探討真實的案例，使學生在解決問題時更加有條理，能夠運用所學知識進行思考。案例分析能夠幫助學生建立學科之間的聯系，學生可以看到物理概念在不同學科中的應用，從而更好地理解知識的綜合性。在案例分析法的實踐中，教師應注意選擇具體而生動的案例，以引起學生的興趣和好奇心。同時，案例的選擇應基于學生的生活經驗和興趣，使學生能夠更容易將抽象的概念與實際情境相聯系。案例分析過程中，教師應鼓勵學生積極參與討論和提出問題，通過小組討論或班級討論的方式，互相交流和分享自己的觀點，從而拓展思考的廣度和深度。教師的角色不僅是知識的傳遞者，還是學生思維的引導者和激發者，在案例分析過程中，教師需要提供及時的反饋和指導，幫助學生理清思路和解決問題。此外，教師還可以提供額外的資源和材料，如相關文獻或實驗數據，以幫助學生更深入地理解案例。

例如，在教授“光的折射”這部分內容時，首先，教師可以展示一段視頻或實物，如一支筆半浸入水中，讓學生觀察筆看似“折斷”現象。這種直觀的展示能夠立即吸引學生的注意力，并激發學生的好奇心。其次，教師可以引導學生討論為何會出現這種現象，并鼓勵學生提出自己的假設。隨后，教師可以結合實際生活中的例子，如戴眼鏡的人在水中看東西時視覺的變化，或水下攝影師拍攝的照片與實際景象之間的差異，以此說明光的折射在日常生活中的應用。這種關聯實際的教學方式能夠幫助學生理解光的折射不僅是一種物理現象，同時也是一個與學生生活密切相關的知識點。再次，教師還可以設計一些簡單的實驗，如使用激光筆和不同介質（如空氣、水、玻璃）來展示光的折射現象。這樣的實驗活動不僅能夠使學生直觀地觀察到光的折射，還能夠通過實踐加深對概念的理解。最后，教師應當引導學生進行深入的討論和總結，讓學生探討光的折射對科學和技術（如光學設計、攝影技術）的意義。通過這種深入的分析，學生能夠更全面地理解光的折射概念，并且能夠將理論知識應用到更廣泛的領域。

（二）實驗探究法

實驗探究法強調將理論知識與現實生活中的現象相結合，設計和執行物理實驗可以使學生直觀地觀察理論在現實中的應用，幫助學生更好地理解抽象的物理概念。在實驗探究的過程中，學生不僅是知識的接收者，而且是積極的參與者，學生需要設計實驗、收集和分析數據，并從中得出結論，這一過程可以培養學生的科學探究能力，鼓勵學生質疑、探索并驗證理論假設。實驗探究法可以讓學生親自動手做實驗，激發學生的好奇心和探究欲，這種主動學習方式能使學生更加投入學習過程中，從而提高學習效率和深度。理論知識與實驗操作在這種教學模式中是相輔相成的，理論知識是實驗設計的基礎，而實驗結果又反過來驗證和豐富理論，這種互動可以促進學生對物理概念的全面理解。實驗探究法通過視覺、聽覺和動手操作等多種方式進行教學，能夠適應不同學生的學習風格，滿足不同學生的學習需求。在實驗探究中，學生往往需要在小組中合作，共同完成實驗任務，這樣能夠強化學生之間的溝通能力和團隊合作精神，使學生能夠從實際操作中得到直觀感受，有助于學生對復雜物理概念的深層次理解和內化。實驗探究法鼓勵學生在實驗過程中提出創新的想法和解決方案，能培養學生面對問題時的獨立思考和解決問題的能力。

例如，在進行“實驗：用雙縫干涉測量光的波長”這部分內容的教學時，首先，教師需要向學生介紹波動理論的基本原則，特別是干涉現象。光的干涉是一個展示波動性質的經典實驗，其涉及波的疊加原理和相干波源的概念，教師應詳細解釋如何通過雙縫干涉實驗觀察到光波的干涉圖樣，并介紹如何從這些圖樣中計算光的波長。重點應放在干涉條紋的形成機理上，即當兩束相干光波在空間中相遇時，其在某些點相互加強（構成性干涉）或相互削弱（破壞性干涉）的結果。其次，在實踐部分，教師可以指導學生進行雙縫干涉實驗。實驗中，學生將使用激光、雙縫裝置和一個屏幕，教師應指導學生正確設置實驗裝置，確保激光光束通過雙縫后在屏幕上形成清晰的干涉條紋。在實驗過程中，學生需要測量條紋的間距和條紋到雙縫的距離，然后利用干涉公式計算光波的波長。通過這個實驗，學生不僅能夠親自觀察到干涉現象，還能夠實際應用理論知識來解決實際問題，即測量光的波長，這樣的實踐活動有助于學生更好地理解和記憶干涉現象及其背后的物理原理。最后，教師應鼓勵學生對實驗過程進行反思和總結。學生應分析實驗結果的準確性和可靠性，并探討可能影響結果的因素，如實驗設備的精度和實驗操作的準確性。這一反思過程有助于學生深入理解實驗原理，并能夠培養學生的批判性思維和科學探究能力。總之，通過結合理論講授和實踐探究，“用雙縫干涉測量光的波長”這一實驗不僅能幫助學生深入理解光的干涉現象，還能夠促進學生的綜合素質提升。

（三）問題驅動法

問題驅動法是一種以問題為中心的教學方法，旨在通過提出具有挑戰性的問題來激發學生的好奇心和探究欲，促使學生主動學習和深入理解物理概念。問題驅動法的核心在于激發學生的主動學習，教師引導學生自主尋找答案，而不是直接提供解答，這種方法鼓勵學生思考、探索并自主構建知識體系。在解決問題的過程中，學生需要運用批判性思維來評估不同的解決方案，這種思維方式促使學生不僅僅接受知識，而是主動質疑、分析和評價，從而更深入地理解物理概念。問題驅動法通過問題的提出和解決過程，幫助學生建立起對物理概念的深層次理解，學生不是被動地記憶公式和理論，而是通過解決實際問題來理解其應用和重要性。問題驅動法強調將問題與現實生活中的實際情境相聯系，增強學習的相關性。通過解決與現實生活緊密相連的問題，學生能夠看到物理學在日常生活中的應用，從而提高學習的動機和興趣。在問題驅動的學習過程中，學生需要與同伴合作，共同討論和解決問題，這可以促進學生之間的交流和合作，幫助學生從不同的視角理解和解決問題。問題驅動法允許不同的學生根據自己的學習風格和興趣選擇不同的解決路徑，這種個性化學習方式有助于滿足不同學生的學習需求。

例如，在教授“簡諧運動”這一物理概念時，教師可以設計一個與學生生活經驗相關的情境，使用擺鐘或彈簧振子作為引入。首先，教師可以問學生：“你們知道擺鐘為什么能夠來回擺動嗎？其運動有什么特點？”這樣的問題能夠吸引學生的注意力，激發學生的好奇心。在學生對擺鐘或彈簧振子的運動產生興趣后，教師可以提出更具體的問題，如“這種運動的周期是如何決定的？”“其與振幅有什么關系？”等，引導學生進一步思考。其次，教師可以安排學生進行小組實驗，讓學生親自觀察和測量擺鐘或彈簧振子的運動，記錄數據，并嘗試找出周期與振幅、長度等因素之間的關系。在學生有了初步的觀察和思考后，教師再進行系統的理論講解，介紹簡諧運動的基本概念和公式，幫助學生將實驗觀察與理論知識相結合。最后，教師可以引導學生探討簡諧運動在現實生活中的應用，如地震波的傳播、建筑物的抗震設計等，使學生理解物理概念的實際意義。問題驅動法能夠激發學生的學習興趣，幫助學生深入理解物理概念，并將理論知識與實際應用相結合，使物理學習變得更加生動和實用，有助于培養學生的探究能力和創新思維。

（四）項目式學習

項目式學習是一種積極的教育策略，特別適用于物理概念的教學，這種學習方法強調通過實際的、有意義的項目來讓學生主動探究和理解物理概念。項目式學習可以提供一個實際應用理論知識的平臺，鼓勵學生通過實踐活動深入理解物理原理。項目式學習的核心是“學以致用”，在這種方法中，學生通過參與設計和實施以物理概念為核心的項目，將理論知識轉化為實際操作，有助于學生更好地理解抽象的物理概念，并將其應用于現實世界的問題解決中。通過動手實踐，學生能夠更深入地理解物理概念，這種深度的理解和參與有助于長期記憶的形成，因為學生是通過親身體驗和實際操作來學習概念的。項目式學習鼓勵學生面對復雜的、開放式的問題，并找到創新的解決方案。在項目的設計和實施過程中，學生需要運用批判性思維、創造力和合作能力，這些技能對學生未來的學習和職業生涯都是至關重要的。在項目式學習中，學生往往需要在團隊中合作，共同完成項目，這可以加強團隊合作，提高學生之間的溝通能力。學生需要在項目結束后反思學習過程，評價項目的成果，并從中吸取經驗教訓，這種反思過程是學習的重要部分，有助于學生不斷進步和成長。

例如，在教授“波的形成”這部分內容時，教師可以設計一個與波的形成相關的項目，例如“制作一個簡易水波觀察裝置”，讓學生觀察并記錄不同條件下水波的形成和傳播特性。在開始項目之前，教師先對波的基本概念進行講解，包括波的定義、波的類型（橫波和縱波）、波的特性等。接下來，教師引導學生分組進行項目實施，學生可以使用簡單的材料（如水池、橡膠球、尺子等）來觀察水波的形成和傳播。在此過程中，學生不僅能觀察波的基本特征，還能了解波速、波長、頻率等概念，學生也需要記錄自己的觀察結果，并嘗試解釋波的形成機制。在項目結束后，教師引導學生將自己的觀察結果與理論知識相結合，深入討論波的形成原理及其應用（如聲波、光波在日常生活中的應用）。教師也要組織小組討論和全班分享，讓學生反思自己的學習過程，理解波的形成原理及其重要性。這樣學生不僅能夠在實際操作中加深對“波的形成”概念的理解，還能夠提高解決問題和團隊合作的能力。

（五）構建知識地圖

在高中物理概念教學的情境創設中，繪制知識地圖是一種有效的工具，通過指導學生創建物理概念的知識地圖，以視覺化的方式將不同的物理概念連接和組織在一起，可以為學生提供更清晰、更全面的學習框架。知識地圖可以幫助學生建立起對物理知識的整體認識，以及理解不同概念之間的內在聯系。在學習物理概念時，學生往往需要處理大量的信息和概念，這可能導致學習過程的碎片化和混亂，知識地圖通過將這些信息以有序的方式進行組織，可以幫助學生建立起清晰的知識結構。例如，當學習光學時，學生可以創建一個知識地圖，將折射、反射、光波性等相關概念有機地連接在一起，這種可視化的結構有助于學生更好地理解和記憶這些概念，從而提高學習效率。知識地圖還能夠幫助學生發現不同概念之間的聯系。物理學中的許多概念都是相互關聯的，但學生可能在學習過程中難以看到這些聯系，知識地圖可以幫助學生清晰地呈現出這些聯系，從而提高學生的綜合性認識，助力學生更好地應用這些概念解決復雜的物理問題。

例如，在進行“波的反射、折射和衍射”這部分內容的教學時，理論基礎是至關重要的。在物理學中，波動學是一個復雜且抽象的領域，包括了反射、折射和衍射等多個子主題，為了幫助學生理解這些概念，教師可以利用知識地圖來展示其之間的聯系。例如，可以從波的基本定義開始，然后逐步延伸到反射、折射和衍射的具體概念。在這個過程中，知識地圖可以展示這些概念的定義和特點，揭示其之間的相互關系，例如，如何從波的基本性質推導出反射和折射的規律。接下來，在講授“波的反射”時，教師可以先介紹波動的基本特性，然后通過實驗演示來展示波在遇到障礙物時的反射現象。在此過程中，教師可以引導學生觀察波的行為，并將觀察結果與知識地圖上的相關概念相聯系。例如，學生可以觀察到波在不同介質交界面的反射角與入射角的關系，并將這一現象與光的反射定律聯系起來。在教授“波的折射”時，可以通過實驗展示波在不同密度介質間傳播時的變化。教師可以設計一個簡單的實驗，如使水波在水池中傳播，通過改變水池的深度來觀察波的變化，學生可以觀察到波速的變化和波面方向的改變，這有助于學生理解折射的概念和斯涅爾定律。最后，在探討“波的衍射”時，教師可以利用諸如光通過狹縫的實驗來展示衍射現象。通過觀察和分析光波通過不同寬度的狹縫后產生的衍射圖樣，學生能夠更深入地理解波長與衍射現象之間的關系?？傊ㄟ^構建知識地圖并結合實際的實驗演示，教師可以有效地幫助學生理解并掌握物理中的復雜概念，如波的反射、折射和衍射。

（六）運用模擬實驗軟件

在高中物理概念教學中，運用模擬實驗軟件旨在通過使用計算機模擬程序和虛擬實驗環境，為學生提供更豐富、更互動的學習體驗，以加深學生對物理概念的理解。在傳統的物理實驗中，一些實驗可能涉及危險或昂貴的設備，或者受到時間和資源的限制。而模擬實驗軟件可以提供一個安全的虛擬實驗環境，使學生能夠進行各種實驗，而無須擔心任何風險。模擬實驗軟件通常具有互動性，學生可以根據自己的興趣和需求自由探索虛擬實驗，這種互動性可以激發學生的學習興趣和主動性，使學生更深入地了解物理現象。模擬實驗軟件通常包含多種不同的實驗場景，涵蓋了物理學的各個領域，這樣教師可以選擇適合不同教學目標的虛擬實驗，以滿足學生的需求和課程要求。學生可以反復進行虛擬實驗，這有助于學生培養實驗設計和數據分析的能力。教師可以在課堂上引導學生使用模擬實驗軟件，并監督學生的實驗過程，教師可以提供相關的背景知識和指導，以確保學生正確地進行虛擬實驗。教師還可以鼓勵學生在課外時間自主探索模擬實驗軟件，學生可以選擇自己感興趣的實驗，并根據自己的興趣深入研究，這種自主學習方式有助于培養學生的獨立思考和問題解決能力。學生可以使用模擬實驗軟件生成的數據進行分析和報告編寫，這有助于學生培養實驗數據處理和科學寫作的技能。教師可以組織學生進行虛擬實驗的討論和分享，學生可以分享學生的實驗結果和觀察，以及對物理概念的理解，這種討論和分享有助于學生之間的互相學習和知識交流。

例如，在進行“反沖現象與火箭”這部分內容的教學時，首先，教師需要介紹牛頓的第三運動定律——作用與反作用，這一定律是理解火箭和其他發射系統如何工作的基礎。教師解釋：當火箭發射時，其向下噴射燃料產生的氣體，氣體的反作用力推動火箭向上移動，這就是所謂的“反沖現象”。其次，教師可以使用模擬實驗軟件來演示火箭的運作原理。例如，教師可以選擇一個允許學生調整不同參數（如燃料量、發射角度、火箭質量等）的火箭發射模擬軟件，學生可以通過這個軟件模擬不同的火箭發射場景，觀察并分析火箭的運動軌跡和速度。在模擬實驗過程中，學生可以實驗不同的變量，比如，改變燃料量或發射角度，觀察這些變化如何影響火箭的升空高度和速度。這種實驗不僅有助于學生理解反沖現象的物理原理，還能幫助學生學習控制和優化火箭發射的過程。最后，教師可以引導學生通過模擬實驗來探討實際火箭發射中可能遇到的問題，如大氣阻力、重力的影響等。學生可以通過模擬軟件來探索這些外部因素如何影響火箭的運動，從而更全面地理解火箭科學。利用模擬實驗軟件教授“反沖現象與火箭”這一物理概念是非常有效的，不僅能夠幫助學生在虛擬環境中安全地探索和理解復雜的物理原理，還能夠提供一個富有創造性和互動性的學習平臺，使學生可以在理論學習和實踐操作之間建立聯系，從而更深入地理解物理概念。

四、 結論

綜上所述，情境創設在高中物理概念教學中具有重要的意義，通過將抽象的概念與具體的情境相關聯，可以提高學生的學習興趣、理解力和實際應用能力。然而，要有效地應用情境創設，需要教師在教學中不斷探索和創新，為學生提供豐富的學習體驗。希望文章提出的策略能夠為高中物理教師提供有益的教學參考，進而促進學生更好地掌握物理概念。

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