問題情境教學(xué)模式在高三物理復(fù)習(xí)中的應(yīng)用研究

摘"要：《中國高考評(píng)價(jià)體系》明確提出，情境化是“以價(jià)值為導(dǎo)向，以素養(yǎng)為導(dǎo)向，以能力為導(dǎo)向，以知識(shí)為基礎(chǔ)”的考核方式，體現(xiàn)了在高中物理課堂上開展情境教學(xué)的重要性。一個(gè)好的情境，能很快地將學(xué)生吸引到課堂活動(dòng)中來。而對高中物理教師來說，應(yīng)該充分意識(shí)到使用情境教學(xué)的好處，因此在課堂上，要注意對情境的創(chuàng)造性應(yīng)用，幫助學(xué)生加深對物理概念和重點(diǎn)知識(shí)的理解。在“教”和“學(xué)”的要求下，根據(jù)相關(guān)的原理，精心創(chuàng)造合適的情境，創(chuàng)造性地使用情境，可以大幅提升高中物理的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高中物理；問題情境；簡諧運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G633.7"""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""文章編號(hào)：1673-8918（2025）01-0132-04

高中物理是一門高考考試科目，在大學(xué)選拔各種人才、指導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等過程中扮演著舉足輕重的角色。在高中物理教學(xué)中，應(yīng)始終把理論與實(shí)際的問題相結(jié)合。文章結(jié)合高三一輪復(fù)習(xí)課的“機(jī)械振動(dòng)”這一節(jié)內(nèi)容，運(yùn)用“情境鏈”的方式，將所有的知識(shí)進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生進(jìn)行核心的物理知識(shí)和能力的訓(xùn)練。

一、 問題情境模式在高三復(fù)習(xí)中的重要作用

縱觀物理學(xué)的發(fā)展，每一個(gè)概念或規(guī)則的出現(xiàn)，都離不開人們觀察、分析和提煉的大量的生產(chǎn)生活實(shí)例。在高三物理課堂上，教師僅僅是單純地列舉相關(guān)的概念或公式，采用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)與多個(gè)例子的方式，限制了學(xué)生對有關(guān)物理概念本質(zhì)的了解，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力、創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)探究能力的提升。教師要給課堂注入新鮮的生命與能量，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助其樹立學(xué)好物理的信心，需要恰當(dāng)?shù)厥褂脝栴}情境教學(xué)方法，把重點(diǎn)、難點(diǎn)和考點(diǎn)聯(lián)系起來，讓學(xué)生積極思考、積極探索、合作討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過問題情境教學(xué)，可以把一些抽象的物理學(xué)知識(shí)同現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及知識(shí)運(yùn)用能力，將現(xiàn)實(shí)情境與現(xiàn)實(shí)問題結(jié)合起來，使學(xué)生能更好地認(rèn)識(shí)物理的用途與重要性，從而激起對物理的濃厚興趣與探索愿望。

（一）背景介紹

高中物理教育是高中理科教育的一個(gè)重要學(xué)科，由于傳統(tǒng)的物理課程理論性強(qiáng)，學(xué)生難以把所學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際生活相結(jié)合，很難建立物理模型，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。例如，在考查機(jī)械振動(dòng)這塊內(nèi)容時(shí)，2022年江蘇高考出了一道關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的題目，當(dāng)時(shí)學(xué)生反映題目難，沒有思路，無從下手解答。文章提出可以運(yùn)用問題“情境鏈”的方式，整合已有的知識(shí)，從而讓學(xué)生把學(xué)習(xí)的物理模型和考試中遇到的復(fù)雜問題、課堂上所學(xué)的內(nèi)容及教學(xué)“情境”相結(jié)合，幫助學(xué)生更深刻地了解和運(yùn)用所學(xué)的內(nèi)容，從而提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績。“問題-情境”教學(xué)法在高中物理課堂上被廣泛采用，但實(shí)際作用及實(shí)施策略仍需深入研究與探索。

（二）研究目的

文章以高中物理教學(xué)為研究對象，通過對問題情境設(shè)計(jì)方法的分析，對“問題情境”教學(xué)法的應(yīng)用策略及效果評(píng)估進(jìn)行了研究，從而總結(jié)了“問題情境”在高中物理課堂教學(xué)中的重要作用。基于此，文章提出了基于問題情境教學(xué)的高中物理課程改革與發(fā)展的新思路。

二、 基礎(chǔ)原則構(gòu)建高中物理課堂情境

（一）目標(biāo)性原則

教學(xué)目標(biāo)是一節(jié)課的出發(fā)點(diǎn)與最終目的。情境創(chuàng)設(shè)是促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)更好達(dá)成的一種主要途徑，但并非終極目標(biāo)。因此，在進(jìn)行教學(xué)情境的設(shè)置時(shí)，確保情境與教學(xué)目標(biāo)緊密相連，使情境完全貼合教學(xué)主題和學(xué)生特點(diǎn)，利用情境凸顯教學(xué)要點(diǎn)，解決教學(xué)難題。然而，情境的構(gòu)建必須與教學(xué)實(shí)際需求相結(jié)合，對情境的數(shù)量進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以形成最符合物理規(guī)律的情境。這樣才能讓學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，從而在實(shí)踐中更好地應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

（二）針對性原則

創(chuàng)設(shè)課堂氛圍必須具備目的性，氛圍需貼合高中生的心理特點(diǎn)，確保每位學(xué)生都能在這樣的氛圍中快樂地學(xué)習(xí)，而氛圍的內(nèi)容應(yīng)聚焦于那些難以把握的關(guān)鍵點(diǎn)。情境設(shè)置要保證學(xué)生的物理思維得到有效的訓(xùn)練，讓學(xué)生可以更好地將新老知識(shí)結(jié)合起來；在發(fā)生了認(rèn)知沖突之后，再根據(jù)原有的知識(shí)來進(jìn)行探索，然后再擴(kuò)展到新的知識(shí)。這樣就可以在有針對性的情境下，促進(jìn)高中物理教學(xué)效果提升。

（三）啟發(fā)性原則

創(chuàng)設(shè)情境，就是要用情境來激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情緒、思想等方面的新變化。為了促進(jìn)學(xué)生情緒和思維的真正轉(zhuǎn)變與積極成長，必須構(gòu)建一個(gè)充滿啟發(fā)性的環(huán)境，以引發(fā)學(xué)生認(rèn)知上的沖突，并激發(fā)他們的主動(dòng)思考。對新知識(shí)的內(nèi)容與性質(zhì)進(jìn)行深入的探索與剖析，使新老物理知識(shí)之間的高效轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)創(chuàng)造性的應(yīng)用。

三、 問題情境的實(shí)施策略

在高中物理課堂中，“問題情境”的運(yùn)用是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。問題情境的設(shè)置與實(shí)現(xiàn)要保證問題的富有挑戰(zhàn)性與啟迪性，問題情境要能引起學(xué)生們的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生探究興趣。在教學(xué)中，教師可以設(shè)置有趣、實(shí)用的題目，讓學(xué)生在解題中體會(huì)到快樂，要注意問題情境的適切性與個(gè)性化。由于每個(gè)人都有自己的特征和要求，所以要結(jié)合學(xué)生的具體情況來制訂相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃，問題情境的難度和內(nèi)容可以隨學(xué)生的興趣愛好、學(xué)習(xí)能力等情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，確保每位同學(xué)都能從中受益。例如，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課中，教師需要了解簡諧運(yùn)動(dòng)是一個(gè)典型的變力模型，當(dāng)彈簧的形變量發(fā)生變化時(shí)，彈簧模型的彈力會(huì)即時(shí)改變。這種特性使得它能夠完美地適應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡問題，以及牛頓第二定律中關(guān)于瞬時(shí)變化的探討，進(jìn)而檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用動(dòng)力學(xué)視角解決難題的技巧。同時(shí)，當(dāng)彈簧的形變量產(chǎn)生變化時(shí)，彈簧的彈性勢能亦隨之改變。因此，簡諧運(yùn)動(dòng)經(jīng)常與能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律結(jié)合，形成綜合問題，以檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用守恒原理解決問題的技巧。因此，彈簧模型成為評(píng)估學(xué)生核心素養(yǎng)的優(yōu)秀主題。對彈簧振子這一理想模型，可以進(jìn)行如下問題鏈的情境化教學(xué)。

問題1：如圖1所示，在傾斜角度為θ的平滑斜面上，小球被拉下一段距離后釋放。假設(shè)空氣阻力可以忽略，試說明小球的運(yùn)動(dòng)屬于簡諧運(yùn)動(dòng)。（教材選擇性必修一P45）

證明：設(shè)小球處于平衡位置時(shí)彈簧伸長x₀，則有mgsinθ=kx₀，

小球由平衡位置被拉伸x時(shí)，受到的合力為F，則有F=k（x+x₀）-mgsinθ，

解得F=kx。

力F與位移x的方向相反，因此可以表示為F=-kx。因此，小球的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為簡諧運(yùn)動(dòng)。

老師點(diǎn)評(píng)：彈簧彈力加一個(gè)恒力的運(yùn)動(dòng)，還是簡諧運(yùn)動(dòng)。物體的受力決定了物體運(yùn)動(dòng)的變化，通過分析物體的受力可以推斷物體速度的變化；反之，通過物體運(yùn)動(dòng)的變化，也可以判斷物體受力的特點(diǎn)。這是物理學(xué)研究的重要問題，也是需要重點(diǎn)培養(yǎng)的學(xué)科能力。

問題2：輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊連接在一起，在傾斜角度為θ的粗糙斜面上，小物體被拉下一段距離后釋放。假定空氣阻力可以忽略不計(jì)，分析小物塊的運(yùn)動(dòng)形式（已知μlt;tanθ）。

學(xué)生思考總結(jié)：上滑運(yùn)動(dòng)可看作簡諧運(yùn)動(dòng)，下滑運(yùn)動(dòng)也可看作簡諧運(yùn)動(dòng)，物體受到的力增加了滑動(dòng)摩擦力，然而從等效性的角度來看，只需將“mgsinθ”替換為“mgsinθ-f”，因此其運(yùn)動(dòng)特性依舊是簡諧運(yùn)動(dòng)。然而，它們并非周期性簡諧運(yùn)動(dòng)的完整體現(xiàn)，僅是其片段而已。若仔細(xì)觀察連續(xù)不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于滑動(dòng)摩擦力的作用。這種運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是阻尼運(yùn)動(dòng)，其振幅會(huì)逐漸減小，直至最終停止。

問題3：如果在如圖2、圖3、圖4中，A，B保持相對靜止一起做簡諧運(yùn)動(dòng)，那么AB間桿中力是如何變化的？

學(xué)生體會(huì)：運(yùn)用整體隔離思想：整體分析，AB做的是簡諧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)整體受力分析和對B受力分析可知：彈簧中的力和AB間的力變化趨勢完全相同。

在以上的三個(gè)問題情境下，再來研究這道2022年江蘇高考物理題：

如圖5所示，輕質(zhì)彈簧的一端被固定，另一端則與物體A相連，彈簧處于被壓縮的狀態(tài)。當(dāng)物體A從靜止?fàn)顟B(tài)釋放后，它會(huì)沿著斜面向上移動(dòng)至達(dá)到最大位移。立刻將B物體輕置于A物體的右側(cè)，A和B從靜止?fàn)顟B(tài)開始，一同沿著斜面下滑，下滑過程中A和B始終保持接觸。當(dāng)A返回起始點(diǎn)時(shí)，其速度為零，A、B與斜面的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)一致，且彈簧未超出其彈性極限，則（""）

A. 當(dāng)滑動(dòng)至最大位移的一半位置，A的加速度朝向斜面下方

B. 當(dāng)A向上滑動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力方向保持不變。

C. 在下滑過程中，B對A的作用力先是降低，隨后又上升。

D. 在這一過程中，A和B克服摩擦力所完成的總功超過了B的重力勢能的減少。

尋找題眼：A、B由靜止開始一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，下滑過程中A、B始終不分離。

構(gòu)建模型——簡諧運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樯匣^程遵循簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，題目中提到的最大位移的一半位置，實(shí)際上就是簡諧運(yùn)動(dòng)中的“平衡位置”，此時(shí)加速度為零。故A錯(cuò)誤。

推理論證：整體與隔離，F(xiàn)彈與N_BA方向一致，所以B正確，F(xiàn)彈與N_BA大小成正比，因?yàn)镕彈逐漸增大，所以N_BA逐漸增大，故C錯(cuò)誤。

在設(shè)計(jì)問題情境時(shí)，可以通過設(shè)計(jì)若干的分組作業(yè)或協(xié)作作業(yè)，讓學(xué)生一起討論和解決問題。在合作交流中，學(xué)生可以互相啟發(fā)，互相溝通，互相合作，從而提升自己的成績，增強(qiáng)自己的團(tuán)體協(xié)作精神，要注重對學(xué)生的反饋與評(píng)估。在問題情境的實(shí)現(xiàn)中，教師要注意并評(píng)估學(xué)生的成績，適時(shí)地予以肯定與引導(dǎo)，在教學(xué)過程中，教師要對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適時(shí)的反饋與評(píng)估，使其對所學(xué)內(nèi)容的了解與把握，從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的動(dòng)力與信心。

四、 高中物理課堂問題情境教學(xué)方法

在高中物理課堂上，“問題情境”是一種以“問題為核心”的教育方式，通過創(chuàng)設(shè)富有挑戰(zhàn)性、啟迪性的問題情境，促進(jìn)學(xué)生的思考與創(chuàng)新，使學(xué)生能夠積極地探索、解決問題。在問題情境法的實(shí)施過程中，教師要注意并評(píng)估學(xué)生的成績，適時(shí)地予以肯定與引導(dǎo)，在課堂上要注意設(shè)置有目的、有啟發(fā)意義的問題情境，使學(xué)生在解題中獲得所學(xué)的知識(shí)、技能的提升。在“問題情境”教學(xué)中，教師的作用不僅僅是“教授”，更多的是“啟發(fā)”。在此過程中，教師要對問題進(jìn)行深入的分析，為其提供所需的資料與指引，并為學(xué)生自己探索與解答問題的空間。通過問題情境法，學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容有了更深刻的了解，同時(shí)也鍛煉了解決問題的能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

（一）創(chuàng)設(shè)生活情境培養(yǎng)學(xué)生的物理思維

在高中物理教學(xué)中，思想方法是一種有效的教學(xué)方法，只有從物理學(xué)的觀點(diǎn)去認(rèn)識(shí)和剖析物理現(xiàn)象，才能確保對物理問題的掌握與求解，特別是在了解物理學(xué)的觀念時(shí)，更是要用物理學(xué)的思想去進(jìn)行思維。在高中物理教育中，通過對現(xiàn)實(shí)生活和體驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，能反映概念的基本性質(zhì)，并能使其得到充分發(fā)展。

（二）通過構(gòu)建問題情境和使用多媒體手段，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

在以往的課堂上，教師往往采用言語來營造情境，而許多較為抽象的物理概念，難以用言語表達(dá)出來。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上改善了傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式，優(yōu)點(diǎn)是直觀、快速、信息量大，可以打破時(shí)空的局限，用圖像、文字、聲音和圖像刺激著人們的各種感覺，把單調(diào)、抽象的物理觀念變得生動(dòng)具體起來。一些物理知識(shí)是不能用現(xiàn)實(shí)場景來演示的，或者是一些物理情境是學(xué)生沒有辦法親身去經(jīng)歷的。這個(gè)時(shí)候，利用多媒體進(jìn)行情景模擬演示，將難以觀測或者難以想象的內(nèi)容在一個(gè)虛擬的環(huán)境中展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)良好的物理模擬，以提升物理學(xué)的教育品質(zhì)。

（三）創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境提高學(xué)生的科學(xué)探究能力

高中物理實(shí)驗(yàn)課是一門綜合性的課程，是一門綜合性的課程。在課堂上，教師要重視對科學(xué)問題的研究，尤其要重視對學(xué)生進(jìn)行探索性的研究。在物理實(shí)驗(yàn)的過程中，設(shè)置情境指導(dǎo)學(xué)生做好調(diào)查方案，讓學(xué)生在調(diào)查的過程中，通過仔細(xì)地觀察和親身體驗(yàn)，獲得新的發(fā)現(xiàn)；并對此進(jìn)行提問，進(jìn)行大膽猜測，使之產(chǎn)生一個(gè)科學(xué)問題，最終解決相關(guān)問題。

五、 結(jié)論

綜上所述，情境教學(xué)法以構(gòu)建情境為基礎(chǔ)，是一種在物理教學(xué)中實(shí)施體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的有效手段。其宗旨在于激發(fā)學(xué)生在特定課堂情境中，綜合運(yùn)用所掌握的物理知識(shí)，以解決現(xiàn)實(shí)世界中的各種問題。在日常的教學(xué)指導(dǎo)活動(dòng)中，教師應(yīng)以學(xué)生為中心，通過構(gòu)建各種情境作為媒介，精通情境教學(xué)活動(dòng)的核心原則和情境構(gòu)建的基本方法，能更高效、全面地提升現(xiàn)代高中生的物理學(xué)科素養(yǎng)，最終實(shí)現(xiàn)教書育人的目標(biāo)。

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