新情境問題教學在物理教學中的應用

【摘要】本文結合新情境問題，例舉了幾種有代表性的物理問題類型，指出了加強理論聯(lián)系實際教學的方法和途徑，提出了強化方法教育和提高建模能力的措施，體現(xiàn)新情境問題教學對培養(yǎng)學生能力，提高教學效果的作用。

【關鍵詞】新情境問題；物理教學

新情境問題主要以自然現(xiàn)象、生產、生活實際、現(xiàn)代科技為素材進行設置，使物理學科新情景的創(chuàng)設比較新穎，能真實、全面地模擬和再現(xiàn)了生產生活的實際場景，科學研究的過程，科學上的重大發(fā)現(xiàn)，高科技成果等情景。加強新情境問題的教學，使新情景與問題提出等有機結合，學生在新情景下應用所學知識分析和解決問題的能力，將理論知識與實踐相結合，引導學生學會關注和思考，有助于素質教育的實施，有助于培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

從生活走向物理，從物理走向社會，是物理新課程的基本理念，本文對大專物理學科的新情境問題的教學，作一初步的探討。

一、精心設計“新情境問題”教學過程

布魯納認為：學習者在一定的問題情境中，對學習材料的親身體驗和發(fā)展過程，才是學習者最有價值的東西。如何把物理問題生活化，讓物理知識回到現(xiàn)實生活中，將其產生和發(fā)展過程返璞歸真，給學生創(chuàng)設物理現(xiàn)象情境，讓學生通過對情境的觀察、思考，發(fā)現(xiàn)歸納出蘊含于情境中的物理知識就顯得尤為重要。

1、構建物理現(xiàn)場情境，激發(fā)學習“內驅力”

“新情境問題”教學模式要求學生去體驗情境，通過觀察、實驗和思索，觸發(fā)學生的探索意向，形成自覺的發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的習慣。教師可從學生已有的認知結構和思維水平出發(fā)，圍繞一定問題，根據(jù)教材提供的材料，通過觀察實驗，誘導學生主動探索。激發(fā)學生學習的內驅力，使學生親自成為“發(fā)現(xiàn)者”，引起學生強烈的求知欲望。

2、設置探索驗證情境，激活科學思維

美國華盛頓大學內的一條幅上寫道：“聽來的，忘得快；看到的，記得牢；只有動手做，才理解得深”。接受性學習是要學生將學習內容以定論的形式接受下來，然后內化成自身的素質，然而在內化過程由于缺少自身的經驗體系，故在形成自身的科學解決問題的能力時，可能會造成聯(lián)系障礙，從而影響問題的解決。而探究性學習過程中學生是通過“做科學”來“學科學”，需要學生從情景中認識問題，提出假設，收集資料，實驗驗證，處理信息，解決問題，這些都得內化成學生的自身經驗體系，因此探索驗證是探究性學習模式中的核心環(huán)節(jié)。

此外，探索驗證過程創(chuàng)設類似科學家的研究情境，以觀察實驗為基礎，以假設為基本方法，以質疑驗證為基本手段，建立新舊知識的聯(lián)系網絡，直至問題的最后解決，其中既有形象思維、動作思維，又有抽象思維；既有聚合式思維，又有發(fā)散式思維，可以讓學生在學到物理基礎和基本技能的同時，受到科學思維和科學方法的訓練，受到科學作風的熏陶，有利于全面提高學生的科學素養(yǎng)能力。

在“超重和失重”的課堂教學中，學生或查閱資料，或收集信息，或實驗驗證，如在磅秤上測量體重時以直立姿勢下蹲和以下蹲姿勢直立磅秤示數(shù)的變化；用易拉罐自由落下來演示液體壓強消失現(xiàn)象；提出了在太空軌道上研制“長距離的光導纖維”，“絕對球形”的滾珠的科學設想；進而還提出了宇航員在宇航飛行中應采取何種姿態(tài)……這些不僅極大的豐富了學生視野，提高了學生的觀察力和實踐力，而且也培養(yǎng)了學生正確對待客觀事物的嚴謹科學態(tài)度。

3、創(chuàng)設設問情境，激發(fā)創(chuàng)新意識

目前的物理課堂教學對學生實踐能力的培養(yǎng)，還局限于對學生實驗能力的培養(yǎng)，還不夠重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力。因此，在探究性學習中問題解決之后，教師應積極引導學生將所學的知識應用于實際問題，特別是解決與社會相聯(lián)系實際問題和與現(xiàn)代科技發(fā)展相聯(lián)系的問題。

在創(chuàng)設新情境問題過程中，要自覺做到理論聯(lián)系實際，聯(lián)系科技與社會，體現(xiàn)現(xiàn)代物理的新內容、新方法、新思想、新觀念，可涉及當代科學技術的新成就，在不削弱物理基礎知識的學習，不破壞物理教學內容的系統(tǒng)性情況下，敢于突破物理學的框架體系，綜合其他學科的內容，用聯(lián)系的觀點將學習內容綜合化、實踐化、社會化和現(xiàn)代化。

如在某一物理知識的教學結束時，提出一個或幾個與以后學習有關的懸念埋下伏筆，讓學生帶著如何解決這些問題的強烈愿望結束對某一知識的學習，往往會取得“言雖盡，而意無窮”的教學效果。從而活躍學生的思維，激發(fā)他們進一步探究學習興趣。

在講電磁感應現(xiàn)象結束時，可提出這樣問題，在產生感應電流的條件的實驗中，磁鐵相對線圈運動得快些與慢些，感應電流的大小如何？感應電流的大小跟什么因素有關？學生對上述問題通過發(fā)散思維想象會做出種種設想和推測，激發(fā)學生創(chuàng)新思維。以期達到“課雖終，而趣不盡，思未止”，來擴展學生的學習領域，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

二、通過創(chuàng)設物理模型新情境來提高建模能力

物理情境來源于實際問題；以生產、生活及新的科技成果、新的科學研究課題作為素材背景，在物理教學中就要注重模型思維的方法，培養(yǎng)學生的分析理解能力，提取信息并結合所學知識創(chuàng)造物理模型。抓住本質建立起合理的物理模型，很多新情景、新問題就會成為熟悉的物理問題迎刃而解。

由于新情境問題的綜合性、復雜性和多樣性特征，題中涉及的因素較多且相互交織在一起，問題的本質往往被表面現(xiàn)象所掩蓋，給解題造成了一定的障礙。從學生在解決新情境問題時的表現(xiàn)來看，較為突出的問題是：容易受表象因素干擾，不善于抽象出問題的本質特征，導致建立模型困難。這反映出理論聯(lián)系實際的教學確實是我們教學中的一個薄弱環(huán)節(jié)。

怎樣從錯綜復雜的實際問題中抽象出物理模型呢？這就需要對所給的信息進行提煉和加工，突出主要因素，忽略次要因素。通過思維加工，采用恰當?shù)姆椒?，找到新問題與熟悉的物理模型之間的聯(lián)系，使新信息與原有知識之間的聯(lián)系通道保持暢通無阻，就可以使新問題順利地實現(xiàn)模型化，構建起符合新情境的物理模型。如以帶電粒子在復合場中的運動為素材背景，把目前世界上正在研制一種新型發(fā)電方式，即磁流體發(fā)電機的最新原理構建現(xiàn)代科技新情景，使學生從現(xiàn)代科技新情景中及時有效進行信息獲取和遷移，提高建構物理模型、學以致用的能力。

三、進一步發(fā)揮情景教學的優(yōu)勢

（1）讓新教育理念支配教學行為

新的課改理念，要求學生從“學會”轉變?yōu)椤皶W”，篩選，獲取和轉換信息的能力是現(xiàn)代社會所必須的。因此，教師必須依據(jù)學生年齡特點和認知特點，設計探索性和開放性的新情景，給學生提供自主探索的機會，讓學生在觀察、實驗、猜測、歸納分析和整理的過程中去理解一個問題是怎樣提出來的，一個概念是如何形成的，一個結論是怎樣猜測和探索到的，以及這個結論是如何被應用的。通過這樣的形式，使學生真正體驗知識的建構過程。

（2）問題情景的設置應有層次，應有漸進性、靈活性、針對性

由于學生的原有知識結構對問題解決起著至關重要的作用，因此，在問題情景設置時應根據(jù)學生學習心理和所具有的知識結構，將要解決的問題設計成一系列漸進的問題系列，為學生提供必要的“支架”，但同時也應注意，所提供的問題情景應當不是給學生以明顯解決問題的建議，同時也要避免所提出的問題會使學生感到他們在進行一項毫無希望的活動。

（3）樹立學生學習自信心，開發(fā)非智力因素

“問題情境”教學要求每一位學生主動去感知、去接受、去探求知識，這就需要每個學生都具有學習自信心。教師如何讓每一位學生樹立學習自信心呢？首先，教師應注重個體差異，尊重他們、鼓勵他們，學困生被尊重的欲望要比其它學生強烈得多，若教師尊重他們、信任他們，他們會迸發(fā)極高的學習熱情，因此，哪怕他們只有小小的進步，教師都要充分肯定和鼓勵他們，同時應不失時機地指出努力方向。其次，教師應關注學生學習的個性化特征。不同的學生有不同的思維方式，不同的興趣愛好以及不同的發(fā)展?jié)撃?。教師應關注學生的這些個性差異，允許學生思維方式的多樣化和思維水平的不同層次。教師應尊重學生的想法，不急于評價各種做法，要引導學生比較各種做法的特點，選擇適合自己的做法。鼓勵解決問題策略的多樣性，并讓學生明確表達想法，強化合理判斷與理性溝通的能力，在師生、生生互動中建構物理知識。

總之，在教學中教師應盡可能創(chuàng)設新穎的新情境，發(fā)揮教師的主導作用，讓學生主動參與，在新情境中積極探索、主動獲取知識，強化物理學習技能，促進師生之間的情感交流，提高教學效果。