淺談核心素養(yǎng)視域下高中物理課堂情境教學(xué)的探究與實踐

曾少平 盧霞

摘?要：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年頒布版）指出，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行物理課堂教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)起到了關(guān)鍵作用。情境教學(xué)是指教師在物理課堂教學(xué)中，有計劃有目的地創(chuàng)設(shè)形象、直觀甚至生動的情景，引導(dǎo)學(xué)生將社會生產(chǎn)和生活中的實際情景與物理知識聯(lián)系起來，寓教學(xué)內(nèi)容于具體的情景之中，進(jìn)而達(dá)成輕松高效的學(xué)生建構(gòu)知識的過程。本文主要從“故事情境”“實驗情境”和“問題情境”三個視角淺談如何創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行課堂教學(xué)實踐，研究形成情景教學(xué)模式，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育力度。

關(guān)鍵詞：高中物理;核心素養(yǎng);情境教學(xué);探究與實踐

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科性質(zhì)的品質(zhì)。高中物理核心素養(yǎng)的要義物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

高中學(xué)段，是學(xué)生接觸新鮮事物、提高認(rèn)知能力、發(fā)展認(rèn)知品質(zhì)最關(guān)鍵也是最快捷的時期，我們高中教師不能過于注重知識傳授，更要注重培養(yǎng)學(xué)生積極探究意識、科學(xué)思維品質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

在認(rèn)知物理概念以前，高中生已經(jīng)具有一定的社會實踐和生活閱歷，雖然對這些物理概念的認(rèn)識并非一無所知，但是具有諸多不全面或不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼J(rèn)知經(jīng)驗和知識碎片，老師能夠積極科學(xué)地創(chuàng)設(shè)和運用情景教學(xué)模式，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的時候，可以引入恰當(dāng)?shù)墓适?，有計劃地把相關(guān)物理概念蘊(yùn)含在故事情景中，把故事情節(jié)可以取材一些熟悉的生活現(xiàn)象，激發(fā)他們積極思考，他們就不難發(fā)現(xiàn)，已有的認(rèn)知經(jīng)驗和知識碎片和現(xiàn)在學(xué)到的物理概念和規(guī)律“有出入甚至相沖突”，引發(fā)“認(rèn)知矛盾”，激發(fā)他們的探知欲望，有效吸收和適應(yīng)頭腦中的已有經(jīng)驗，主動建構(gòu)科學(xué)正確的物理概念與規(guī)律。

一、 設(shè)計高中物理課堂故事情境，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理觀念的激情

（一） 蘊(yùn)含“平均速度與瞬時速度”易混概念的故事情境設(shè)計

例如，學(xué)習(xí)變速直線運動的“平均速度”和“瞬時速度”知識時，可以模仿《人教版高中物理必修一》第一章第三節(jié)第十七頁《說一說》內(nèi)容，我們老師能夠創(chuàng)設(shè)下面的故事來引起同學(xué)們的思考：一位女士在行駛道路上由于超速行駛被交警攔住，交警說：“女士你好！此段道路限速是80公里/小時，你剛才已經(jīng)超過限速了?！?。這個女士看了看車內(nèi)儀表盤說：“我開了十五分鐘的車，儀表顯示走了接近二十公里，速度應(yīng)該是沒超速啊，你怎么說我超速了呢？”在這則故事中，蘊(yùn)含著“瞬時速度”的物理概念，而這位女士十之八九講的是“平均速度”。同學(xué)們對這個故事開展分析，明白了交警說的是“瞬時速度”，可這位女士說的是“平均速度”，經(jīng)過一番思考和討論，他們把生活中的已有的經(jīng)驗性模糊認(rèn)知上升至嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砀拍睢?/p>

（二） 凸顯“自由落體加速度（重力加速度）”物理規(guī)律的故事情境設(shè)計

例如，學(xué)習(xí)“落體運動”知識前，同學(xué)們“從小就知道”重的物體豎直下落比輕的物體要快些。為了同學(xué)們自覺打破已有的思維定式和認(rèn)知結(jié)果，重新認(rèn)知并建構(gòu)科學(xué)正確的概念和原本規(guī)律。我們老師能夠以視頻或圖片等形式創(chuàng)設(shè)地引入了下面的故事：1960年7月14日，美國阿波羅11號飛船宇航員阿姆斯特朗登月后，做了一次自由落體試驗：讓舉起的一把鐵錘和一根獵鷹羽毛從同高度釋放，可看到二者竟同時下落！

然后，在現(xiàn)實課堂中，教師先拿岀預(yù)備好的一塊小鐵片和一根雞毛，直接詢問同學(xué)們：如果將這兩樣?xùn)|西從相同的高度同時放開，他們會同時落地嗎？誰會先落地？這種實驗故事的結(jié)果眾所周知。接下來，邀請同學(xué)們用抽氣泵給牛頓管抽一段時間的氣，再關(guān)閉閥門，再進(jìn)行演示，快速地把它顛倒過來，小鐵片和羽毛差不多同時下落到管的底部，又展示和對照美國宇航員斯科特在月球表面做的實驗片段，發(fā)現(xiàn)和地球表面的實驗現(xiàn)象完全相同。

通過故事的具體情境，讓同學(xué)們可以輕松高效的開展探究活動和思維訓(xùn)練，培養(yǎng)他們勤奮思考和勇于探索的品質(zhì)，利用對故事具體情境的研究，可以解決具體情境中的認(rèn)知矛盾，積極重構(gòu)自己掌握的認(rèn)知，推動同學(xué)們物理概念和規(guī)律的形成和運用。

二、 設(shè)計高中物理實驗教學(xué)情境，提高學(xué)習(xí)動手能力與欲望

老師應(yīng)該積極運用各種設(shè)備和儀器條件，來建構(gòu)實驗情境，既可以設(shè)計可視度好的演示實驗，還可以組織學(xué)生參加常見的分組實驗，甚至指導(dǎo)學(xué)生參與一些課外探究實驗，讓同學(xué)們在親自操作和實驗觀察的過程中不斷地思考和想象，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)動手能力與欲望，深刻體驗學(xué)習(xí)和能力時刻源自生活，也服務(wù)和提升生活，有趣的物理情境無處不在就在身邊。

（一） 重要的“機(jī)械能守恒定律”普適性實驗情境設(shè)計

原來初中學(xué)習(xí)到“機(jī)械能守恒定律”這一節(jié)時，設(shè)計了一個游戲性（定性）演示實驗：老師把一個盛半桶水的小桶用細(xì)繩吊在高處，讓一名同學(xué)站在等高度的另一邊，把水桶從垂直運動的平面方向拉開，再自由地放開，當(dāng)水桶蕩起后靠近時，另一邊的同學(xué)自然而然地會避開它。其實，這位同學(xué)不避開真有麻煩嗎？這時，其他同學(xué)對這樣的現(xiàn)象也會感到驚訝和開心，就會參加到這個實驗活動過程里，探討“機(jī)械能守恒”的條件。進(jìn)入高中時段，我們可以設(shè)計定量的探究性實驗：鐵架臺，打點計時器，重錘，刻度尺，電源，紙帶，鉛筆等，可以在課堂分組實驗，師生一起實驗、觀察與體會實驗情境，增加了學(xué)生動手的機(jī)會和能力，一舉多得，凸顯了同學(xué)們的主體學(xué)習(xí)地位，也為課堂教學(xué)帶來了無限生機(jī)與活力。

（二） 高頻考查的“電學(xué)電路設(shè)計和測量實驗”情境設(shè)計

眾所周知，中學(xué)階段，在畢業(yè)季的中、高考中，“電學(xué)電路設(shè)計和測量實驗”是高頻率考查內(nèi)容，對于學(xué)生的要求一直熱衷不減呢。在學(xué)習(xí)“電學(xué)”知識時，老師能夠讓同學(xué)們親自制作簡單的串、并聯(lián)電路，進(jìn)一步深化對電學(xué)知識的了解。尤其是，他們應(yīng)該在實驗操作過程中，切實利用學(xué)校學(xué)習(xí)和周圍的資源條件。比如，鉛筆芯能夠用作變阻器，把導(dǎo)體的一頭連接到鉛筆芯，導(dǎo)體的另一頭在鉛筆芯上移動，燈泡的亮度可以釆取變化連接電路的長度來改變。特別是“伏安法測量電阻”實驗課題，如何選擇電流表外接法或內(nèi)接法，為何有時采取滑動變阻器分壓式接法或限流式接法？唯有學(xué)生參與和體會了，“做實驗”遠(yuǎn)比課堂上“講實驗”有趣味有理解有收獲得多。這不但能夠進(jìn)一步深化同學(xué)們對實驗原理的認(rèn)識，而且能有有效的學(xué)習(xí)效果。實驗情境的創(chuàng)建，能夠很好地把物理知識和生活實際有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)建良好的課堂教學(xué)情境。

三、 設(shè)計高中物理問題情境，提升學(xué)生探究能力和思維態(tài)度

在物理課堂的教學(xué)過程中，當(dāng)老師指導(dǎo)同學(xué)們觀察問題情境時，應(yīng)大力讓同學(xué)們獨立設(shè)計問題、思考問題、探索問題，并在探索的過程中認(rèn)識物理概念的內(nèi)涵，這就是大家通常講的將物理學(xué)“活學(xué)活用”?！盎睢钡膬?nèi)涵即是將具體的問題情境轉(zhuǎn)變成可以解決問題的情境。

（一） 重難點的“摩擦力”應(yīng)用問題情境設(shè)計

例如，在一期吉利斯記錄爭奪賽節(jié)目中，湖南人賀堅馬用他的頭發(fā)拉動了8280Kg的汽車，創(chuàng)造了吉利斯世界紀(jì)錄，老師讓同學(xué)們看視頻，詢問同學(xué)們：（1）汽車靠什么力量前進(jìn)？（2）人們靠什么前進(jìn)？（3）為什么汽車輪胎下面的地面非常光滑？（4）賀堅馬腳底下的地面為什么刻有很多細(xì)紋？（5）人們?yōu)楹我M可能的彎腰？針對這些問題，引導(dǎo)并提問：汽車應(yīng)該克服什么才能前進(jìn)？學(xué)生考慮到了滑動摩擦力。而滑動摩擦力是由動摩擦因數(shù)和正壓力決定的，因此，汽車輪胎下面非常光滑是要減小動摩擦因數(shù)，從而減小了滑動摩擦力。人們?yōu)槭裁纯梢郧斑M(jìn)？人們需要靜摩擦力才能前進(jìn)，為了增加靜摩擦力，腳底下的地面要有很多細(xì)紋，增加最大靜摩擦力。

針對這些問題，老師和同學(xué)們一起討論，并通過積極的思考，在探索的過程中，他們不僅認(rèn)識了“滑動摩擦力”這一物理概念，而且感受到了探索的樂趣。

（二） 常見的“生活和生產(chǎn)實際”問題情境設(shè)計

物理概念和規(guī)律往往源自社會生活和生產(chǎn)實際，在學(xué)習(xí)的過程中，可以和學(xué)生一起觀察一些常見的生活現(xiàn)象。例如，在學(xué)習(xí)“圓周運動”時，教師能夠引入和播放過山車、地球的公轉(zhuǎn)、砂輪的火星、水流星等等視頻，利用生活實例的重現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考這些常見現(xiàn)象中的物理概念和物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生探索周圍各種現(xiàn)象的興趣和勇氣。

四、 結(jié)束語

在課堂教學(xué)中，老師應(yīng)該根據(jù)學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的需要，創(chuàng)設(shè)故事情境、實驗情境和問題情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、思考，在探索中，不斷培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

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[8]范永梅.核心素養(yǎng)：催生高中物理學(xué)習(xí)方式的變革[J].新課程研究（上旬刊），2016（2）.

作者簡介：

曾少平，中學(xué)中級教師，湖北省武漢市，湖北省水果湖高級中學(xué);

盧霞，中學(xué)中級教師，湖北省武漢市，湖北省水果湖第二中學(xué)。