情境：構建“素養為本”的物理課堂

【摘要】新課標強調要培養學生的學科核心素養，充分發揮學生學習的主體性、主動性、互動性.情境是激活學生內驅力、增強學生主動性與互動性的有力工具，但就目前而言，情境在課堂教學中的應用過于粗糙、淺薄，無法達到其應有的“教學”與“育人”的效果.本文用實例探究情境的實踐運用，期望能更好地構建“素養為本”的高中物理課堂.

【關鍵詞】情境教學；向心力；高中物理

1 引言

《普通高中物理課程標準（2017版）》的實施建議要求“注重情境的創設”，促進學生科學思維的發展、培養學生解決問題的能力.可知，情境是“素養本位”的物理課堂的“好幫手”.雖然絕大部分教師認可“情境”的重要價值，但在實際的教學中仍然存在情境創設方式單一、應用環節單一、設計過程粗糙等諸多問題.導致“情境”在物理課堂中難以發揮其應有的“育人”價值.基于此，本文以“向心力”課堂為例，從引入情境、體驗情境、應用情境、情境再現四個維度出發，探索情境在課堂教學中的應用.

2 引入情境：用“生活”激活內驅力

“驅動力”是影響個體自主行為的內在因素.對于學生而言，其產生驅動力的最大影響因素是“情緒”.因此，當學生受到環境的影響產生某種情緒，則極容易通過情緒實現客體的轉移，從而產生內在驅動力.因此，情境的引入階段，教師應注意情境的創設、課堂氛圍的營造，從而使得學生產生或好奇或愉悅等情緒，驅使學生投入學習之中，產生“一探究竟”的欲望.

在本課中，教師首先播放“2022年冬季奧會中隋文靜與韓聰的雙人滑比賽奪冠”的短視頻，充分吸引學生的注意力，也引發學生對于花滑選手的敬佩，同時也增強了學生的民族自豪感.隨后，教師截取其中的“螺旋線”動作圖片進行展示，并提出問題：“若韓聰此時松手了，將會出現什么樣的現象？”引導學生通過“現象”提煉出“物理事實”.而結合生活經驗，學生較為輕易地得到“隋文靜將會飛出去”的答案.此時，學生對于圓周運動產生了較大的興趣，因此教師順勢展示“生活中的圓周運動”系列圖片（如過山車、大擺錘等），讓學生充分感受“圓周運動”的生活性.而在教師的引導下，學生觀察到“物體在做圓周運動時總有一個力促使它圍繞圓心展開運動d1a0991b1e343e726a2c1a84d9f56ae27fd38e067505fbd8d218a8d68ac99dbb”的現象.教師順勢提出問題：“這個力由什么提供？具有什么特點？它的方向大小受到哪些因素的影響？”正式展開“向心力”相關知識的探索.

3 體驗情境：用“實驗”啟發思維力

葉圣陶曾說：“我以為好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學.”在“素養為本”的物理課堂中，“教”的目的不在于讓學生能得到“眼前的魚”，而是著眼于學生的終身發展，讓學生能獲得“漁”的能力，使其未來能捕到源源不斷的“魚”.因此，情境體驗旨在讓學生通過“體驗”的過程，實現知識、思維、能力的協同發展.創設演示實驗情境，將抽象的物理知識“具象化”，助力學生精準地、科學地理解掌握物理概念與物理規律.創設體驗的實驗情境，讓學生在“做中學”，充分促進學生思維的深化.

3.1 演示實驗：圓周運動實驗

演示小球在光滑水平面做勻速圓周運動的實驗，通過具象的運動豐富學生的感性認知.而通過實驗現象的觀察，學生發現小球在運動的過程中受到三個力，分別是向下的重力、向上的支撐力與圓心的拉力.此時，教師進行連續發問，通過密集的問題啟發學生的思考.

問題1 小球的圓周運動是哪個力的施加效果？

問題2 這個力有什么特點？

問題3 若拴住小球的繩子突然斷裂，小球的運動軌跡會發生什么樣的變化？

繪制模型受力分析圖（如圖1所示）可知，重力與支撐力是一對平衡力.因此，小球實際上所受的力為向心力F，順利得到問題1的答案.而結合受力分析圖，學生也能迅速歸納出F的特點，繼而推導出向心力的概念，得到問題2的答案.問題3旨在讓學生推導F突然撤掉時小球的運動軌跡，從而進一步感受向心力.

3.2 體驗實驗：圓錐擺實驗

圓錐擺的體驗實驗旨在培養學生從現實情境中提取物理模型的能力，同時讓學生體驗受力分析的過程，粗略驗證F=mv2r=mw2r的向心力表達式，培養學生的科學精神與科學探究素養.首先，要求學生以小組為單位進行實驗方案設計.隨后，各小組成員分工合作進行圓錐擺實驗的受力分析（如圖2所示），以驗證向心力表達式.最后，改變掄繩子的方式觀察小球的運動軌跡.

4 應用情境：用實例增強遷移力

“應用”是檢驗學生“學”的質量的有效手段.對于傳統的習題檢測“用”的方式而言，檢測范圍依舊側重于單一的“知識”維度，缺乏對于學生能力、思維等維度的考查，無法正確反饋學生的學習狀態，更遑論達到“查漏補缺”的效果.因此，在“素養為本”的物理課堂教學中，教師應優化檢測方式，創設生活化、真實化的應用情境，讓學生在情境化的習題中實現物理知識的應用、反思、重吸收，從而達到“遷移”的教學效果，構建高質量的物理課堂.在本課中，教師創設了“水流星”的生活情境，要求學生“提煉”出情境中的“關鍵詞”，從而抽象出物理模型，分析并解答問題.

例1 雜技演員表演的傳統項目“水流星”是在一根繩索的兩端分別拴著裝有水的罐子.雜技演員在表演的過程中（如圖3所示），即便罐子底部朝上、水面向下也不會出現“水灑了”的現象.請你分析在雜技演員表演“水流星”過程中，當罐子底部朝上、水面向下時水“不灑”的條件.

解析 根據學生在“學”階段所學知識，結合“水流星”的運動軌跡繪制當罐子底部朝上、水面向下時“水流星”受力分析圖（如圖4所示）.首先，針對“不灑水”進行分析，得到“不灑水”的臨界點，即FN=0的時候.而后，通過受力分析得到mg+FN=mv2r.可知，當FN=0，v=gr時，水“剛好不灑”.綜合分析可知，只有當v≥gr時才能保證最高點時“水不灑”.

通過應用的過程不僅培養了學生的思維能力，也增強了學生的模型應用能力，更提高了學生的學科學習自信，讓學生對物理的認知從枯燥、抽象、無用轉變為有趣、簡單、有用.

5 情境再現：用回憶推動系統化

情境再現環節是對整堂課所有學習過程的回顧、歸納、拓展，往往用于課堂的總結階段.與傳統課堂中的知識總結部分不同，情境再現階段更注重學習過程的梳理，即強調思維、能力的發展.因此，情境再現環節是“素養為本”的物理課堂中必不可少、不容小覷的一部分.通過情境再現的過程，學生一一回憶所經歷過的情境，“提煉”出情境探究、問題解答過程中的“精華”，從而達到知識鞏固、思維梳理、方法總結、模型建構、內容系統化的目的.與此同時，情境再現環節還可以適當進行有關前沿科技知識等內容的延伸，從而拓展學生學習的廣度與縱深，深化學生的學習.

在本課中，教師以“向心力的定義”“向心力的特點”“向心力的大小”為線索，進行情境再現，要求學生回顧概念探索、受力分析、模型建構的整個過程，讓學生針對所學的內容與所學的過程進行提煉與概括，實現知識系統的建構與學習方法的歸納.最后，教師結合情境運用階段的“水流星”的案例，引導學生共同探究“豎直平面內的圓周運動與臨界問題”的解題思路與模型建構方法，充分培養學生解決問題的能力.至此，“素養zYstTgapz2CfCGo/kb/k6szK9wo3ZYyqL8pHleYTWVw=為本”的物理課堂完結.

6 結語

綜上所述，情境是學生素養培養的良好載體.將情境運用于導入、體驗、遷移、總結的每一個階段均能達到培養學生終身發展所必備的品質與技能的目的.因此，各一線教師應重視情境的應用、豐富情境的形式，設計與教學內容相關、與教學目的相匹配的情境，讓學生能在情境中“思”“做”“學”，從而充分突顯出課堂教育的“育人”功能.

參考文獻：

［1］李潤英.核心素養背景下真實情境的高中物理課堂教學策略［J］.天津教育，2022（18）：82-84.

［2］彭憲流，李池華，陳信余，等.創設有效實驗情境落實物理核心素養［J］.實驗教學與儀器，2022，39（06）：3-5+18.

［3］彭紅艷.指向物理學科核心素養的情境化教學策略［J］.中學物理教學參考，2022，51（15）：18-20.

［4］周玲.指向物理學科核心素養的情境化教學——以“物態變化”為例［J］.中學物理教學參考，2023，52（01）：12-14.

［5］周偉波，陳繼紅.指向學科核心素養的高中物理體驗式教學模式建構［J］.中小學教材教學，2021（12）：39-44+50.