核心素養導向下高中物理情境式教學實踐探索

新課程標準中指出，在教學設計和教學實施過程中應重視情境的創設。由此可見，情境式教學對于培養學生的核心素養具有重要意義。在當前的高中物理教學中，情境式教學得到了廣泛的應用，但是仍然存在形式單一、內涵不夠深刻等問題。在培育核心素養的背景下，教師應當本著“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，加強對多元化物理情境的創設，充分調動學生的主觀能動性，實現對學生物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等素養的培養，從而落實新課程改革的要求。

一、借助于情境式教學，樹立物理觀念

（一）依托知識聯系，生成物理觀念

學生物理觀念的生成不是一蹴而就的，而是經過常年的積累，在潛移默化中逐步形成的。在高中物理教學中，教師應利用學生的已有知識和經驗來創設源于學生知識基礎的情境，進而幫助學生順利構建新的知識框架。聯系高中物理教學特點，教師可以從初高中物理知識之間的銜接、高中階段物理知識之間的聯系等角度來創設情境，促使學生生成物理觀念。

例如，在“電場\"的教學中，教師可以創設如下情境：將一根用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近一個輕小草球，輕小草球會出現靠近橡膠棒的情況，為什么會出現這種情況？兩個物體之間明明沒有發生接觸，靜電是如何發生作用力的？借助于這一情境，促使學生回憶起學習過的摩擦起電、庫侖定律等相關知識，進而讓學生分析輕小草球被橡膠棒吸引的原因，并且促使學生聯系力學板塊中的“重力場\"的知識，了解電場的概念，使學生將抽象的物理概念形象化，促進學生物質觀的建立。

(二)基于認知沖突，促進觀念轉化

物理現象在生活中廣泛存在，學生在習得物理概念之前，就已經借助于日常生活的物理現象形成了一定的認識。這些認識停留在經驗層面，并且存在一定的錯誤。在高中物理教學中，教師要注重基于學生的認知沖突來創設情境，促使學生在對比、聯想、整合中得到新的認知，最終促使學生將前置經驗轉化為新的物理觀念。

例如，在“牛頓第三定律”的教學中，教師可以創設“哪一方拔河可以獲得勝利\"這一情境： ① 讓強壯的男生和瘦小的女生來進行拔河，誰會贏？ ② 讓男生站在滑板上，再次和女生拔河，誰會贏？ ③ 男生站在滑板上，和講臺進行拔河，誰會贏？通過創設以上幾個認知沖突情境，能夠幫助學生糾正錯誤的前概念，引導學生從科學的角度進行分析，在解釋拔河比賽奧秘的過程中理解作用力和反作用力的概念，促進學生正確物理觀念的建立。

（三)利用生活經驗，引導觀念應用

物理是一門與現實生活密切相關的學科，生活中蘊含了豐富的物理要素。在高中物理教學中基于生活實際來創設情境，能夠讓學生真正理解物理知識的內在含義和實際價值，進而促進學生對物理觀念的應用。

例如，在“機械能守恒定律\"的教學中，教師可以聯系能量相互轉化這一主題來創設生活情境：將一個瓶子豎直向上拋出，在瓶子上升的過程中，什么能轉化成什么能？當我們在蕩秋千的時候，上升過程中，什么能轉化成什么能？在下降的時候，又發生了怎樣的轉化？在游樂場中坐過山車時，過山車在上升過程中，什么能轉化成什么能？在下降的時候，什么能轉化成什么能？借助這些情境，學生能夠對生活中司空見慣的場景進行分析，理解運動和勢能的相互轉化，從而引出機械能的概念，為理解機械能守恒定律做好鋪墊。

二、借助于情境教學，發展科學思維

(一)借助于真實事例，引導模型建構

模型建構是科學思維發展的重要因素，模型建構能力是指學生在對真實客觀事物進行抽象概括的基礎上，抓住事物的關鍵因素來建立理想模型的能力。在培養科學思維能力的背景下，教師可以借助于真實事例來創設情境，從而讓學生獲得充實的模型建構體驗，促使學生形成良好的模型思維。

例如，在“自由落體運動\"的教學中，學生能夠聯系自己的生活體驗，認識到物體下落速度的快慢和空氣阻力有關系。在此基礎上，教師可以引導學生利用真空環境進行實驗，創設情境：使用牛頓管、鐵片、羽毛球來進行實驗，在完全抽出空氣、抽出一部分空氣、不抽出空氣三種情況下，鐵片、羽毛在牛頓管中的運動狀態分別是怎樣的？借助于對這一情境的觀察，學生能夠在腦海中建構出簡單的運動模型，了解到在排除空氣阻力之后，不同的物體從靜止開始下落是否會遵循同樣的運動規律，從而在親眼見證的過程中建構出自由落體運動的物理模型，促進科學思維的發展。

(二)運用遞進問題，促進科學推理

科學推理是學生在物理學習中獲得的關鍵能力之一，能夠幫助學生揭示物理現象的本質，促進學生科學思維的發展。科學推理具有抽象性、概括性、系統性和邏輯性等特征。在高中物理教學中，教師可以通過問題情境的創設這一抓手，激活學生的思維潛能，促使學生在綜合思考中實現科學推理，從而更好地發展學生的科學思維。

例如，在“摩擦力\"的教學中，在學生了解到滑動摩擦力的大小和壓力、接觸面的粗糙程度有關之后，部分學生仍然會受到生活經驗的干擾，認為滑動摩擦力的大小還可能和接觸面的大小有關。對此，教師可以借助于遞進問題來創設情境，幫助學生糾正認識：將四個粉筆盒疊放在一起，整體勻速去推動粉筆盒運動，接著將四個粉筆盒平放在桌面上，使用勻速的方式去推動一個粉筆盒，想一想，在這兩種情況下，粉筆盒和桌面之間的滑動摩擦力大小一樣嗎？在解決這些問題時，教師還可以為學生提供學習資料，讓學生能夠親自展開實驗操作，體會問題中的情境，從而促使學生通過層層邏輯推理來建立正確的認識，促進學生科學推理能力的提升。

三、借助于情境教學，提升科學探究素養

（一）使用演示實驗，發現并提出問題

問題是學生開展科學探究的動力和起點，借助于演示實驗來創設情境，能夠促使學生發現問題和提出問題，為學生展開科學探究創造良好的環境。在高中物理教學中，教師可以借助于演示實驗來創設情境，從而在課堂上設置懸念，引起學生對某一現象的思考，促使學生在發現問題、提出問題的過程中形成良好的問題意識，提升學生的科學探究素養。

例如，在“探究感應電流產生的條件\"教學中，教師可以借助于如下的演示實驗來創設情境：先準備一個發光二極管、導線、若干線圈等材料，接著向學生提出問題一一如果我不給這個發光二極管連接電源，它可以發光嗎？這有利于引發學生的好奇心。接著，教師再進行實驗操作，將連接有線圈的小燈泡靠近另一個通有交變電流的線圈，學生可以觀察到發光二極管成功發光了。如此，可以借助于實驗情境來促使學生質疑，使學生對二極管發光的原理產生好奇心。接著，教師可以再次演示實驗，并且引導學生回顧初中階段所學的知識，讓學生想一想產生感應電流的條件是什么，讓學生能夠聯系過去所學的知識去解釋當下觀察到的現象，并且讓學生產生更多的思考，知道當下觀察到的現象和初中階段學習到的“感應電流的條件\"存在不同，促使學生展開深入的探究。

（二）激勵設計實驗，促進證據收集

證據是支撐科學觀點的依據，在高中物理教學中培養學生的證據意識，能夠增強學生追求真理的意識，讓學生學會有理有據地進行思考。在教學中，教師要重視科學探究，并且積極組織學生開展自主設計實驗的活動，提升學生參與科學探究的積極性，讓學生學會提出問題、做出假設，并且使學生在自主探究中掌握收集和整理證據的方法，從而培養學生的科學探究能力。

例如，在“摩擦力\"的教學中，部分學生容易產生錯誤的認知，認為滑動摩擦力的大小和物體的相對速度有關系，此時如果直接告訴學生結論，難以幫助學生拋棄錯誤的觀念。對此，教師可以組織學生開展自主實驗探究的活動。首先，教師向學生提出問題，讓學生想一想：滑動摩擦力的大小是否和相對速度有關系？是不是相對速度越大，滑動摩擦力也越大？進而讓學生根據自己的已有經驗進行猜想和假設。接著，教師再為學生提供彈簧、小車、平滑的板塊等材料，讓學生設計實驗方案來驗證自己的想法。在設計實驗方案的過程中，學生需要用到二力平衡的知識，并且要采用對照實驗的思路。在學生自主設計實驗并完成實驗活動之后，教師再引導學生進行闡述，讓學生敘述清楚自己的實驗探究思路。在這個過程中，教師要使學生保持嚴謹的態度，讓學生聯系獲得的證據來表達自己的觀點，進而增強學生對科學原理的理解，強化學生的科學探究能力。

四、借助于情境教學，形成科學態度與責任素養

(一)利用科學故事，加深科學理解

科學歷史記載了人類探究科學現象、總結物理規律的歷程，是人類文明發展中的寶貴財富。在高中物理教學中，教師可以借助于科學故事來創設情境，引導學生親歷物理知識探究的過程，從而讓學生近距離體會科學家大膽質疑、勇于創新的精神，加深學生對科學知識本質的認知，從而實現對學生科學態度與責任素養的培養。

例如，在“原子的核式結構模型\"教學中，教師可以借助于“電子的發現”相關故事來創設情境，引導學生展開對知識的探究。在教學中，教師可以將全班學生分成兩個大組，讓學生分別代表英國科學家麥克斯韋和德國科學家赫茲，為學生提供這些科學家在當時收集到的各種科學資料，讓學生去模擬不同科學家研究原子模型的過程，思考他們的結論是如何得出的，其中存在怎樣的缺點。如此，教師通過引入科學故事，讓學生體會到科學家的思維方式，引發學生對科學現象的更多思考，包括帶電粒子和電磁波的區別是什么等，從而讓學生聯系物理學家的研究經歷來提出自己的觀點，促進學生對陰極射線本質的認識，讓學生形成科學的態度。在情境創設的過程中，教師還可以借助于圖畫、信息科技等手段，幫助學生更好地了解科學故事發生的過程，加深學生的印象。

（二）借助于社會熱點，增強社會責任感

培養學生的科學態度與責任素養不僅是物理學科核心素養的內在要求，也是立德樹人根本任務的要求。在高中物理教學中，教師要加強對社會熱點資源的運用，創設具有啟發性的情境，引導學生觀察物理學知識對社會發展的重要意義，從而增強學生的社會責任感，推進立德樹人教育目標的落實。

例如，在“能源與可持續發展\"的教學中，教師可以借助于社會熱點話題來創設情境。首先，教師在上課之前給學生布置一項實踐任務，讓學生對自己的生活進行觀察，看看生活中都存在哪些能源消耗不合理的情況。在課堂上，教師引導學生分享自己的收獲，并且鼓勵學生敘述自己的看法。其次，教師使用多媒體技術，向學生展示自己收集到的資料，包括能源的種類、世界能源的結構、可利用的能源等，讓學生進一步思考問題：能源的開發會給我們的社會帶來怎樣的影響？如此，引入社會熱點話題，讓學生思考如何利用科學知識來改善生活問題，促使學生樹立正確的能源安全觀念，培養學生保護自然的科學態度，從而取得良好的育人效果。

在核心素養的背景下，高中物理教師要注重將情境式教學和物理觀念、科學思維、科學探究素養、科學態度與責任素養四個維度的核心素養有機結合在一起，以情境為載體，促進學生對物理知識的深入探索，突出情境式教學在培養學生學科素養方面的重要價值。教師要積極轉變思想觀念，在情境式教學中遵循以學生為中心的基本原則，最大限度地調動學生的學習積極性，更好地實現對學生物理核心素養的培養。

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責任編輯：趙瀟晗