高中物理情境創(chuàng)設的問題及教學建議

陳一垠

摘 要：現(xiàn)階段高中物理課堂中的情境創(chuàng)設存在諸如情境類型單一、未充分挖掘情境內(nèi)容的教育價值、預設情境難度過大、情境創(chuàng)設的目標指向性不明確等一系列問題。為提高情境教學的效度，情境創(chuàng)設應遵循增加情境類型的多樣性、挖掘情境內(nèi)容的教育性、明確情境目標的指向性、把握預設情境的難易性等8個基本原則。

關鍵詞：高中物理；情境創(chuàng)設；教學建議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）3-0013-4

不同學科領域?qū)Α扒榫场庇胁煌慕庾x，教育中的“情境”實質(zhì)上是“人為優(yōu)化了的環(huán)境”[1]，且這種環(huán)境帶有一定的情緒色彩，能夠引起學生的情感體驗。新課改以來，情境越來越受到人們的重視，情境創(chuàng)設已經(jīng)成為了一種常用的教學手段。但是，由于對情境的內(nèi)涵、類型、作用，情境創(chuàng)設的目的、手段等缺乏理性思考，教師在物理課堂情境創(chuàng)設過程中暴露出了諸多問題。本文結(jié)合相關案例（案例均為課堂實錄）對這些問題進行了梳理，并在此基礎上提出幾點教學建議。

1 情境創(chuàng)設的問題

1.1 情境類型單一，多以實驗情境為主

根據(jù)不同的分類標準，可以對情境進行不同的分類。筆者按情境內(nèi)容的不同，將物理課堂教學中常見的情境大致分為7類：問題情境、實驗情境、影視情境、實物情境、故事情境、生活情境、活動情境。雖說上述各類情境間并不絕對互斥，但彼此在創(chuàng)設手段、呈現(xiàn)方式、教學功能等方面都有所不同。因此，在課堂教學的不同環(huán)節(jié)或處理不同的教學內(nèi)容時，教師可以創(chuàng)設不同的情境來實施教學，以便有效促進教學目標的達成。

然而，或許是由于近年來物理學科對實驗教學的過度推崇，教師對實驗情境頗為青睞，而對其他情境類型應用較少。不可否認，實驗對于物理學科教學而言有著舉足輕重的作用，但并非所有的教學內(nèi)容都適合用實驗的方式來教授。此外，在一堂課中情境類型過于集中，也會引起學生的審美疲勞，導致其學習專注度下降，從而影響學習效率。因此，拘泥于某種情境而忽視其他類型的情境并非明智之舉。

1.2 沒有充分挖掘情境內(nèi)容的教育價值

創(chuàng)設情境“易”，用好情境“難”。教師對于所創(chuàng)設的情境蘊含的教育價值缺乏充分的評估，以致于情境內(nèi)容的教育功能無法充分實現(xiàn)。

案例1 “磁現(xiàn)象和磁場”一課的教學片段——奧斯特精神（問題情境）

師：奧斯特之前已有多位科學家研究過電和磁之間的聯(lián)系，但由于受到一些觀念的束縛，他們的研究最終以失敗告終。而奧斯特堅持下來并最終發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，看上去他的這個發(fā)現(xiàn)具有偶然性，但是，你們認為奧斯特之所以能夠成功其自身需要具備哪些要素呢？

生A：首先，他能提出相應的觀點，并且不斷地探究，雖然失敗但是能夠堅持。最后，當發(fā)現(xiàn)了比較重要的結(jié)論之后，能夠更加深入地研究。

師：很好！第一，要能大膽地去猜想；第二，要有耐心，要能堅持不懈地去研究；第三，當發(fā)現(xiàn)了這個結(jié)論之后，還要能夠深入地去研究它。

分析：該情境是培養(yǎng)學生情感、態(tài)度與價值觀的極佳素材，很好地落實了新課程提出的三維教學目標。其蘊含的教育教學功能如下：引發(fā)學生積極思考，培養(yǎng)學生的科學精神和評價意識，鍛煉學生的發(fā)散性思維。略顯遺憾的是，對于這樣的開放性問題，教師僅請了一位學生作答，并沒有充分關注到其他學生。雖然該學生的回答很精練，但說不定其他學生會有更加精辟的觀點。從這個角度來看，教師還沒有將該情境的作用發(fā)揮到極致，這對情境本身來說是種浪費。

1.3 預設情境超出了學生的認知范圍

教師在預設情境時沒有充分考慮學生現(xiàn)有的認知發(fā)展水平，以致于情境內(nèi)容過難或過易，不在學生的最近發(fā)展區(qū)以內(nèi)。

案例2 “力的分解”一課的教學片段——估算頭發(fā)絲的最大承受力（問題情境）

師：請大家思考，僅用一把米尺和一個50 g的砝碼，怎樣估算一根頭發(fā)絲的最大承受力？

生A：先將砝碼掛于頭發(fā)絲上并用兩只手分別拉住頭發(fā)絲的兩端，再將頭發(fā)絲逐漸拉直，拉到一定程度時，頭發(fā)絲斷裂，此時頭發(fā)絲受到的力即為最大承受力。

（教師演示）

師：那么，如何求出這個力的大小呢？

生（全體）：（沉默）。

師：我們先來思考砝碼對頭發(fā)絲的拉力會產(chǎn)生怎樣的作用效果？

（如圖1所示，教師在黑板上畫出拉力F的兩個分力F1、F2，并作出平行四邊形，再根據(jù)三角形關系導出頭發(fā)絲最大承受力的表達式Fmax=。）

圖1 求頭發(fā)絲最大承受力的示意圖

分析 該問題情境是對“按實際作用效果分解一個力”的拓展應用，讓學生在掌握“分解力”的基礎上，能夠利用三角形知識計算出分力的大小。但實際上，該情境并沒有達到預期的效果。究其原因，則是教師對學生的學習能力和已有的知識水平估計過高。一方面，學生剛剛接觸力的分解，對于如何確定一個力的實際作用效果并沒有充分掌握，這就導致了學生無法作出力的平行四邊形；另一方面，學生對三角函數(shù)的知識掌握得并不理想，所以即使教師畫出平行四邊形，學生仍無法求出分力的大小。因此，這一情境不適合在新授課中呈現(xiàn)。

1.4 情境創(chuàng)設的目標指向性不明確或與目標相背離

教師對情境與教學目標之間的關系認識模糊，導致情境創(chuàng)設流于形式，華而不實。

案例3 “力的合成”一課的教學片段——一指斷鋼絲（實驗情境）

師：上課前我們先來做個實驗。（展示鋼絲）這是一根鋼絲，請你來試試能否將鋼絲拉斷。（示意一男生A）

生A：（無法將鋼絲拉斷）。

師：我只需一根手指就可以將鋼絲弄斷。

（如圖2所示，教師用工具將鋼絲的兩端固定并將其拉直。）

圖2 一指斷鋼絲實驗示意圖

師：下面我請一位女生來試試。（示意一女生B）

生B：（手指朝鋼絲中部用力往下壓，鋼絲突然崩斷）。

生（全體）：（一陣驚呼）。

師：太神奇了，這位女同學完成了剛才那位男同學無法完成的事。要想解開這個謎，我們來學習今天這節(jié)課的內(nèi)容——力的合成。

分析 該實驗操作過程簡單明了，實驗現(xiàn)象清晰直觀，具有較強的視覺沖擊力。用它來引入新課，確實能夠較好地激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)學生積極思考。但是，該實驗案例最直接反映的是“一個力所產(chǎn)生的實際作用效果”，其原理運用“力的分解”的相關知識來解釋更加便于學生理解和接受。因此，該情境在一定程度上背離了本節(jié)課的教學目標，屬于無效情境。

1.5 情境內(nèi)容缺乏真實性

為了體現(xiàn)課堂教學的情境性，教師絞盡腦汁構(gòu)思情境，并將情境內(nèi)容硬加在教學過程之中，但這樣的情境往往不夠真實，無法引起學生的情感體驗。

案例4 “分子的熱運動”一課的教學片段——名人名言（故事情境）

師：今天首先向大家隆重介紹一位我非常崇拜的當代科學家——彭實戈，他是中國科學院院士，博士生導師，中國金融數(shù)學界的首席科學家。在他的人生中，有多次意外機遇和轉(zhuǎn)折。他笑言：“我的人生就像‘布朗運動’，充滿了偶然。”那么，什么是“布朗運動”呢？這就是我們這節(jié)課所要討論的主要內(nèi)容之一，本節(jié)課我們來學習課本的第二節(jié)——分子的熱運動。（教師轉(zhuǎn)而講解“擴散現(xiàn)象”）

分析 該情境的主要目的就是引入“布朗運動”，但教師提出“布朗運動”這一概念后，并沒有順著這個話題往下講，而是轉(zhuǎn)而講解“擴散現(xiàn)象”，這樣的做法有點莫名其妙?？傮w來看，教師向?qū)W生介紹的“彭實戈老師”和“布朗運動”之間有點“拉郎配”的意思，所謂的“崇拜”或許僅僅是因為彭實戈老師的話語中有“布朗運動”而附加在他身上的一頂“帽子”，這樣的情境牽強附會，缺乏真實性。

1.6 情境用時缺少整體性規(guī)劃

教師在教學實踐中往往會遇到這樣的情況：由于在前半節(jié)課的情境創(chuàng)設環(huán)節(jié)消耗了太多的時間，后半節(jié)課中的情境內(nèi)容沒有足夠的時間來開展，最終導致教學任務無法完成。如果此類情況頻繁出現(xiàn)，那么日常教學進度會受到嚴重影響，從而導致教學效率日漸低下。而造成這種情況的主要原因還是在于教師的教學預設不夠充分，對課堂的整體性把握不足，沒有合理分配好各個情境內(nèi)容的教學用時。

1.7 演示實驗情境的細節(jié)處理不規(guī)范

教師對演示實驗的準備不夠充分，對實驗操作的細節(jié)關注不足，導致實驗操作在細節(jié)上存在瑕疵。

案例5 “分子的熱運動”一課的教學片段——擴散速度與溫度的關系（實驗情境）

師：我們來比較一下紅墨水在冷水和熱水中擴散速度的快慢。

（教師將兩只完全相同的燒杯置于桌面上，并向其中一只燒杯中加入適量冷水）

師：現(xiàn)在要在另一只燒杯中加入熱水，請大家思考一下對所加的熱水有什么要求？

生（部分）：與冷水的量要相等。

師：哦，這就是所謂的“控制變量法”。

（教師向另一只燒杯中加入等量熱水）

師：現(xiàn)在我要向兩只燒杯中滴入紅墨水，那么對滴入的紅墨水有什么要求呢？

生（部分）：等量且同時。

（教師向兩只燒杯中同時滴入等量紅墨水，再將一張白紙置于兩燒杯后面并用手推著兩只燒杯使其相互靠近）

師：（20秒后，示意生A）通過觀察實驗現(xiàn)象，你有什么發(fā)現(xiàn)？

生A：我發(fā)現(xiàn)紅墨水在熱水中擴散得比較快。

師：也就是說，溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯。

分析 創(chuàng)設該實驗情境是為了說明擴散速度與溫度之間的關系，讓學生通過自己的觀察，得出“溫度越高，擴散越快”的結(jié)論。整個實驗過程中，教師注意到了要控制冷熱水總量相等、滴入紅墨水必須同時且等量等方面的問題。但在滴入紅墨水后，教師犯了一個錯誤：用手推著兩只燒杯，使其相互靠近。其本意是想將兩只燒杯都置于白紙正前方，以便學生觀察到的實驗現(xiàn)象更清楚。但是在移動燒杯的過程中，杯中的水也會晃動，且兩只燒杯中水晃動的程度無法做到一致。由于水的晃動對擴散快慢有一定影響，這樣一來就必然會影響實驗結(jié)論的準確性。

1.8 模擬實驗情境中存在科學性錯誤

由于對學科知識缺少深入鉆研，很多教師意識不到情境中存在的科學性錯誤，導致情境創(chuàng)設的效度下降。

案例6 “分子的熱運動”一課的教學片段——布朗運動的模擬視頻（實驗情境）

師：為了便于大家理解布朗運動的成因，我們來觀看一段模擬布朗運動的實驗視頻。

視頻內(nèi)容（氣桌上的模擬實驗）：氣桌上的紅色小滑塊（共21個）代表水分子，在做不停的無規(guī)則運動，再將代表顏料顆粒的藍色大滑塊（直徑約為紅色小滑塊的5倍）放在氣桌上，在水分子的不停碰撞下，大顆粒也開始無規(guī)則運動起來。

師：通過上述這段視頻，我們知道布朗運動是由于大量液體分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性所產(chǎn)生的。

分析 在分析布朗運動的成因時，僅靠教師的講解，效果不夠理想。因此，教師借助模擬實驗來形象生動地展示布朗粒子的運動情況，以便學生更好地理解液體分子對布朗粒子撞擊作用的不平衡性。然而，模擬實驗也有不足之處。例如，布朗粒子的數(shù)量級一般在10-6 m，而液體分子的數(shù)量級一般在10-10 m，兩者相差4個數(shù)量級，尺寸相差巨大。此外，布朗粒子周圍的液體分子數(shù)量多得驚人，這些情況在模擬實驗中均無法體現(xiàn)出來。因此，學生在觀看完視頻后，可能會對分子運動模型產(chǎn)生錯誤認識。

2 情境教學的建議

為了解決高中物理情境創(chuàng)設過程中存在的這些問題，提高情境創(chuàng)設的有效性，筆者提出以下幾點教學建議。

2.1 增加情境類型的多樣性

不同類型的教學情境具備了不同的特點，能夠達到不同的教學效果。因此，教師在教學預設環(huán)節(jié)應根據(jù)不同特點的教學內(nèi)容設計不同的情境，以盡可能地豐富情境類型，避免情境類型過于單一。

2.2 挖掘情境內(nèi)容的教育性

任何教學情境都具有一定的教育教學功能，但相應的教育功能能否實現(xiàn)，取決于教師是否善于利用和妥善處理情境素材。為了避免情境資源浪費，教師在課堂教學中應該充分挖掘情境的內(nèi)在價值，最大化地發(fā)揮出情境的作用，并利用所創(chuàng)設的情境來實現(xiàn)既定的教育教學目標。

2.3 明確情境目標的指向性

我們應該認識到，情境創(chuàng)設是更加有效地實現(xiàn)教學目標的一種手段，而非最終目的。因此，教師所創(chuàng)設的情境必須具有明確的目標指向性。就具體的某節(jié)課而言， 教師應該僅僅圍繞這節(jié)課的教學目標來設計情境，以使情境能夠真正服務于目標，并切實促進目標的達成。

2.4 把握預設情境的難易性

要使情境能夠切實有效地促進教學目標的達成，還必須充分考慮教學對象即授課班級學生的認知發(fā)展水平，并以此為基礎，把握好情境的難易程度，將情境的思維難度控制在絕大部分學生的最近發(fā)展區(qū)以內(nèi)。

2.5 保障情境用時的合理性

教師在教學預設階段應該根據(jù)情境的難易程度以及在教學中的作用提前分配好各個情境的教學用時，并在實際教學過程中嚴格按照教學計劃來執(zhí)行，以保障每堂課后半段所預設的情境也有充足的時間來開展。

2.6 提高情境創(chuàng)設的規(guī)范性

在課堂上，教師的一言一行、一舉一動都會對學生施加一定的影響。因此，教師應努力改善自身的行為舉止，力求對學生產(chǎn)生積極的影響。尤其是在創(chuàng)設演示實驗情境時，教師應對實驗目的、實驗原理以及實驗方法有準確的認識，并在此基礎上，規(guī)范有序地實施實驗操作步驟，謹慎合理地處理實驗操作細節(jié)，以便充分發(fā)揮演示實驗潛在的教學功能，“使得學習主體在非意識的狀態(tài)下經(jīng)受了一次科學精神的洗禮”[2]。

2.7 確保情境內(nèi)容的科學性

作為一門自然科學，物理學具有科學性的一般特征。這決定了以物理知識為載體的物理學科教學應遵循科學性原則，因而，服務于物理教學的情境內(nèi)容也應具有相應的科學性特征。這就要求教師在創(chuàng)設情境的過程中應以客觀事實為依據(jù)，使情境內(nèi)容能夠正確反映物理概念、規(guī)律和思想的本質(zhì)屬性。

2.8 注重情境問題的開放性

物理教學之于學生不僅僅是知識和技能的傳授，更是思維品質(zhì)的培養(yǎng)，而創(chuàng)設具有啟發(fā)性和開放性的問題情境則是培養(yǎng)學生思維、提升其思維品質(zhì)的有效途徑?，F(xiàn)階段的高中物理教學在所謂的“應試目標訴求”的制約下，為了在短時間內(nèi)提升學生的應試技能，多以封閉性的試題來考查和訓練學生，而這恰恰束縛了學生思維能力的發(fā)展。為改變這一現(xiàn)狀，彌補封閉性試題教學功能的不足，教師在課堂教學中應多設計一些開放性問題來培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新意識。

參考文獻：

[1]李吉林.為全面提高兒童素質(zhì)探索一條有效途徑——從情境教學到情境教育的探索與思考（下）[J].教育研究，1997（4）：55—63，79.

[2]朱建廉.實驗教學研究的兩個案例[J].中學物理教學參考，2012，41（6）：6—8.

（欄目編輯 趙保鋼）