基于學習視角的情境創(chuàng)設策略

王安民 劉安巍 秦慶

摘 要： 針對 “因為難學而棄學”“貪多求快而淺學”“只動筆墨而虛學”等學習弊端，探討了真實學習的要義，提出了從課堂導入、難點化解、概念建立、規(guī)律發(fā)現(xiàn)、知識深化等角度基于學習視角構建情境創(chuàng)設的實踐策略.

關鍵詞： 學習視角;情境;真實學習;核心素養(yǎng)

文章編號： 1008-4134（2019）23-0016 ? ? 中圖分類號： G633.7 ? ? 文獻標識碼： B

1 問題提出

日常教學中教師經(jīng)常會有這樣的疑惑：“我反復教了多少遍，學生為什么還是不會？”.為了回答這個問題，我們回到教與學的發(fā)生現(xiàn)場，審視真正的學習到底發(fā)生在了誰的身上？在教與學的過程中教師和學生分別發(fā)生的關鍵行為，通常會表現(xiàn)為如圖1所示的過程.

教師經(jīng)“做中學、悟中學”獲得的感悟、要訣等通過外顯化表征，以講授方式直接灌輸給學生，擠占了學生自己該有的認知經(jīng)歷和體悟，這種“呈現(xiàn)—接受”的淺表學習，難以引發(fā)學生質疑、反思、評估、思辨、想象等高階思維，真實有效的學習并沒有發(fā)生在學生身上.

什么樣的學習過程才是真實學習呢？ 真實學習首先應該賦予學習活動以意義.其學習發(fā)生過程是學習者基于已有經(jīng)驗，在特定的情境中，親身經(jīng)歷感知、操作、體驗、監(jiān)控、調(diào)整、分享，在認知加工、做中體悟和反思內(nèi)化中引起價值觀念、對情境勝任力等發(fā)生改變的過程[1].

真實學習是基于建構主義、認知心理學、行為主義等提出的一種對學生學習狀態(tài)和學習過程描述.“真實”之意蘊在于強調(diào)學習是否有意義，關注學習發(fā)生主體是誰，是針對現(xiàn)實存在“因為難學而棄學” “貪多求快而淺學” “只動筆墨而虛學”提出的，強調(diào)通過真實學習過程，促進學習真實有效地發(fā)生.本文探討基于學習視角促進真實學習的情境創(chuàng)設策略.

2 促進真實學習的情境創(chuàng)設策略

教育家夸美紐斯曾說：“一切知識都是從感官開始的”.教育家杜威也曾說過：“人的思維源于直接經(jīng)驗的情境”.認知心理學家研究表明，人的思維是從問題開始，并在一定的情境下誘發(fā).建構主義學者布朗和柯林斯進一步指出，將真實世界帶入課堂學習情境是促進學習的關鍵.物理，觀天地之物，明萬物之理.物理學習更需要從生動的直觀開始.所以依托情景促進真實學習，是發(fā)展學生學科素養(yǎng)的關鍵策略.

如何創(chuàng)設有效學習情境？我們先要明白物理學習究竟是怎么發(fā)生的.“物理學習是學習者與物理環(huán)境相互作用，進而產(chǎn)生某些有關行為或行為潛力的比較持久的變化.” 物理學習是在特定環(huán)境下，通過外界刺激，學習者經(jīng)歷感知、認知加工、存儲、提取、調(diào)整、內(nèi)化等心智過程，最終形成物理認知結構，如圖2所示.其過程遵循“具體——抽象——具體”的認知邏輯.

基于物理學習發(fā)生的過程，以核心素養(yǎng)為課程導向，并通過大量課堂嘗試和案例分析，構建了促進真實學習的五項情境創(chuàng)設實踐策略，即“新課導入創(chuàng)設奇異情境、難點化解設置階梯情境、概念建立凸顯本質情境、規(guī)律發(fā)現(xiàn)創(chuàng)設探究情境、知識深化提供應用情境”.

2.1 課題導入——創(chuàng)設奇異情境

課題引入，要能引起學生注意并明確本課解決的中心問題.因此，課的導入情境應著力增強其帶入感，創(chuàng)設超乎原有認知經(jīng)驗的奇異情景，其特征是“既熟悉又意外”，學生既感到親切又能引起認知沖突，進而產(chǎn)生想學的心理傾向.

例1 ?“密度應用”導課：哪支蠟燭先熄滅？

“密度應用”課堂導入，教師可利用如圖3所示的實驗裝置展現(xiàn)給學生，即玻璃罩里有一高一低兩支蠟燭，點燃后哪支蠟燭會首先熄滅？通過演示實驗導課.為了讓這一新奇情境促進學生認知充分展開，設計如下學習活動過程：

預測——觀察——解釋——驗證.即先讓學生預測，再演示觀察，自己試著解釋原因，再設計方案驗證.這一過程教師在課堂引入階段不僅發(fā)出“演示觀察”環(huán)節(jié)指令，通過學習過程行為設計，還發(fā)出具體的行為指令，既引起認知沖突將學生帶入學習現(xiàn)場，并親歷多種學習過程，有利于促進學生的真實學習.

2.2 難點化解——設置階梯情境

學生對概念、規(guī)律的真正理解和掌握往往需要突破一個或幾個疑難點，在課堂教學中教師如何幫助學生化解難點，成為課堂教學設計中的關鍵.筆者在教學實踐中通過創(chuàng)設階梯情境，鋪設層次遞進的問題，對化解難點幫助學生學習進階起到事半功倍的效果.

例如動量變化的矢量運算，

人教版高中物理教材在給出動量表達式后，隨即補充了例題.

例2 ?一個質量是0.1kg的鋼球，以0.6m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬的障礙物后被反彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動，如圖4所示，碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？

在實際教學中我們對教材進行了補充與調(diào)整.借助動畫模擬實驗，如圖5所示設置階梯情景，鋪設問題臺階：①如何表達圖中所述三種情景中的動量變化？②小球動量變化引起的原因分別是什么？③小球動量變化到底由哪些因素決定？

“凡善教者，必善問”，教師設問水平?jīng)Q定了教師的教學水平.好的問題可以起到“一石激起千層浪”之效果.教師在教學設計時需要注重對情境的優(yōu)化和問題的精加工，適合的情境配合適的問題，由簡到繁，有層次地鋪設學習臺階.

2.3 概念建立——凸顯本質情境

物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映，是物理現(xiàn)象的抽象，是觀察、實驗和思維相結合的產(chǎn)物.同時，物理概念隨著人們對自然界認識的不斷深入而不斷發(fā)展和變化[2].2017版《普通高中物理課程標準》明確提出：“物理概念的建立需要創(chuàng)設情境.學生在學習物理概念之前，基于生活經(jīng)驗形成了大量的經(jīng)驗性常識，要在此基礎上構建物理概念，必須對所觀察的現(xiàn)象重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質特征，完成從經(jīng)驗性常識向物理概念的轉變[3].”

由此我們明確了概念習得經(jīng)歷的主要學習行為是“分析比較，抽象概括”，按照“以學定教”的原則，概念教學教師應著重考慮的教學事件應包括三點：第一，呈現(xiàn)隱藏概念的一組正反例子的情景;第二，引導學生觀察比較，發(fā)現(xiàn)正例的共同本質特征，進行抽象概括;第三，為概念的習得提供變式情境與聯(lián)系反饋.物理概念在建構過程中教與學的展開過程如圖6所示.

例3 ?“超重與失重”概念認識.

為了讓學生明白何為超重、失重，可利用身邊的簡易物品演示，通過一組現(xiàn)象觀察比較，抽象概括建立起“超重與失重”的認識.

情境一：利用如圖7所示的實驗裝置，首先教師按圖7甲所示，用紙帶勻速提起物塊，重物被提起了，再按圖7乙加速提起物塊，會觀察到紙帶拉斷了.情境生疑：加速上提紙帶拉斷了，意味著什么？

情境二：將砝碼放在泡沫上，如圖8所示，向上加速提起該裝置，砝碼便穿破泡沫板掉到地上.情境生疑：是砝碼變重了嗎？

情境三：如圖9所示，觀看視頻：電梯上升時，置于電梯里面的臺秤其稱重示數(shù)的變化.情境生疑：同一物體“重量”為何一會增大一會減小？

教師引導學生親歷以下環(huán)節(jié)：演示——觀察——解釋——歸納，三種情境歸結為圖10所示模型化情景，討論超重、失重，實質就是探討圖示中三個力的大小關系.學生獲得關于超重、失重的實質的初步認識：超重與失重就是當物體由于在豎直方向上加速或減速運動，對其接觸的施力物體作用力大于或小于自身重力而產(chǎn)生的現(xiàn)象.這為進一步探討什么條件下會出現(xiàn)超重、失重，為什么會出現(xiàn)超重、失重提供有力支撐.

學生在上述概念形成過程中，經(jīng)歷了觀察、分析、比較、判斷、歸納、抽象等過程，這一過程有效地發(fā)展了學生認知能力、科學態(tài)度、科學方法和科學精神，同時深刻地領會和理解物理概念的內(nèi)涵和外延等.概念建立和規(guī)律發(fā)現(xiàn)要有充分的事實依據(jù)，需要教師根據(jù)概念規(guī)律的內(nèi)在要素，多角度創(chuàng)設能凸顯本質特征的情境.

2.4 規(guī)律發(fā)現(xiàn)——創(chuàng)設探究情境

2017版《普通高中物理課程標準》明確提出：“物理規(guī)律是物理過程中各物理概念之間的必然聯(lián)系.物理規(guī)律的探究需要創(chuàng)設問題情境.學生從情境中發(fā)現(xiàn)和提煉問題，對問題的可能答案做出假設，并根據(jù)問題情境運用已有知識制定探究計劃，選擇符合情境要求的實驗裝置進行實驗，獲取客觀、真實的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析形成關于物理規(guī)律的結論.”

物理規(guī)律的學習是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后物理量（概念）間質性或量變關系，其學習的關鍵行為是“探究”，探究是基于問題，所以規(guī)律教學需要創(chuàng)設隱藏問題的探究情境.引導學生經(jīng)歷“問題、證據(jù)、解釋和交流”等探究過程.規(guī)律教學通常需要經(jīng)歷如圖11所示的學習過程.

例4 ?影響滑動摩擦力大小的因素.

提出問題：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關？

提出猜想：與壓力大小有關;與接觸面的大小有關;與接觸面的粗糙程度有關;與物體的運動速度有關.

實驗驗證：創(chuàng)設探究的情境.在如圖12所示的情境中探究，教師可以引導學生先將自己的手放在桌面上，再對桌面不同壓力情況下推自己的手，從而直接感受滑動摩擦力的大小變化情況.然后利用圖12（b）所示的實驗裝置粗略地探究影響滑動摩擦力大小的因素.

引導學生對上述實驗進行缺點列舉：只能定性或粗略地探究部分猜想，沒有形成更加客觀的實驗數(shù)據(jù)提供證據(jù)支持等.

優(yōu)化實驗方案，需要解決的問題：①怎樣測量摩擦力大??？②如何實現(xiàn)接觸面積的改變和運動速度的改變？③如何改變壓力的大??？④實驗誤差的來源以及如何減小誤差？

實驗改進：通過探究與討論，進一步優(yōu)化規(guī)律的探究情境.現(xiàn)將上述實驗探究方案改進成如圖13（a）所示實驗方案.木塊一端固定一馬達，通過細線跨過定滑輪將馬達與彈簧測力計相連接.可得到如圖13（b）所示的摩擦力圖樣.

規(guī)律的獲得需要經(jīng)歷“探索發(fā)現(xiàn)”的認知過程，規(guī)律教學中教師應著重考慮的教學事件是：創(chuàng)設隱藏問題的情景;引導學生發(fā)現(xiàn)并提出問題，探索發(fā)現(xiàn)物理概念間的制約關系;為規(guī)律的理解與掌握提供變式情境與及時反饋.

2.5 知識深化——提供應用情境

如何使學生深化理解、更好地掌握所學知識呢？概念、規(guī)律作為智慧技能的學習，通常需要經(jīng)歷從抽象再回到具體的過程，即將關于知識的初步認識回到多變的情境中去，通過設置真實任務情境，在解決問題中鞏固、深化和掌握所學，達到“舉一反三”的學習效果.

例5 ?“力的合成與分解”運用.

學習活動：利用直尺與鉤碼測棉線的最大拉力.

學程規(guī)劃：發(fā)給各小組直尺、鉤碼和綿線，獨立思考后小組討論實驗方案，進行實驗操作.大約5分鐘后抽查，各小組展示交流，彼此分享探究思路，并通過對缺點列舉，明確各自方案優(yōu)勢、不足與改進辦法.

例6 ?“超重與失重”的理解.

在超重與失重教學的鞏固應用階段，教師可創(chuàng)設如下情境：將一個側壁開孔的噴著水的瓶子，放手讓其做自由落體運動穿過紙筒.發(fā)現(xiàn)水瓶噴出的水沒有噴在紙筒上.引導學生嘗試解釋其原因.通過這一學習活動可引導學生將所學知識遷移到現(xiàn)實生活，在解決真實問題中深化對知識的理解，強化實踐意識.

知識深化階段所提供的應用情境，應突出情境的建構功能，通過任務情境中問題解決以鞏固、深化和掌握所學，培養(yǎng)學生的合作意識、實事求是的良好態(tài)度和責任感.

3 結束語

以上從物理課堂的課題導入、難點化解、概念建立、規(guī)律發(fā)現(xiàn)、知識深化等角度，對情境創(chuàng)設思路以及如何利用情境促進真實學習進行探討.基本結論是依托情境是促進真實學習的主要途徑之一，學生在情境中獲得直接體驗和經(jīng)驗，多樣化學習行為真實發(fā)生，為知識轉化為品格與能力創(chuàng)造條件.創(chuàng)設任務情境的途徑一般包括視頻展現(xiàn)情境、實物演示情境、聲光渲染情境、語言描述情境、畫圖再現(xiàn)情境等.通過典型情境能夠將“碎片化”的概念整合在特定情境中加以認知建構與應用，從而提升教學效能.

物理情境創(chuàng)設應注意以下特點：物理情境創(chuàng)設源于自然和學生熟悉的生活世界.盡可能帶領學生在真實任務情境中學習，把知識建構、方法習得的能力提升融于問題的解決之中.物理情境融入情感，新奇的物理情境引起強烈的情緒反映，讓學生在情動、思動和行動中促進真實學習[4].概念建立和規(guī)律發(fā)現(xiàn)要有充分的事實依據(jù)，需要教師“全面布局”“系統(tǒng)謀劃”，根據(jù)概念規(guī)律的內(nèi)在要素，多角度創(chuàng)設情境.

依托情境促進真實學習，從根上去治理“物理難學而棄學”“貪多求快而淺學”“只動筆墨而虛學”，引導學生經(jīng)歷真實的學習過程，促進學習的有效發(fā)生，最終實現(xiàn)能學、學會和會學.

參考文獻：

[1]黃希庭.心理學導論（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[2]閆金鐸，郭玉英.中學物理教學概論[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M]，北京：人民教育出版社，2007.

[4]王安民.“心動物理課堂”學理分析與實踐構建[J].中學物理教學參考，2018（8）：1-2.

（收稿日期：2019-09-23）