戴興華

(浙江省富陽市新登中學(xué)，浙江　富陽　311400)

淺談高中物理課堂教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)

戴興華

(浙江省富陽市新登中學(xué)，浙江富陽311400)

摘要：新課程理念下的物理課堂教學(xué)，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的物理情境，營造積極互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的求知欲，促進(jìn)學(xué)生自覺主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)和探索。本文從問題情境、生活情境、體驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)情境和媒體情境等五個(gè)角度對課堂教學(xué)過程中如何有效地實(shí)施情境創(chuàng)設(shè)進(jìn)行了一些探索。

關(guān)鍵詞：高中物理；課堂教學(xué)；情境創(chuàng)設(shè)

1課堂教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的重要性

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，能否主動(dòng)地參與其中，是教學(xué)成敗的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家蘇瑞特拉的研究表明：關(guān)于人類獲取信息的來源，他通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，3.5%來自觸覺，1%來自味覺(如圖1)。這就是說，如果既能看得見，又能聽得見，還能動(dòng)手操作，通過多種感官刺激獲取的信息量，比單一聽老師講課強(qiáng)得多。研究也表明，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，不是簡單、機(jī)械地把教師講授的知識裝入自己的頭腦，而是在一定的教學(xué)情境中轉(zhuǎn)變和發(fā)展自己的前認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知模式的轉(zhuǎn)變。

圖1

所以，在課堂上教師如果能創(chuàng)設(shè)一系列有價(jià)值的物理情境，讓學(xué)生既能聽到又能看到，再通過思考、討論、交流和活動(dòng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)知識的自主構(gòu)建和能力提升。

2課堂教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的嘗試

教學(xué)情境的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)在整個(gè)教學(xué)過程中的課堂引入階段、新知構(gòu)建階段、鞏固復(fù)習(xí)階段中都有所體現(xiàn)，給學(xué)生提供思維空間和學(xué)習(xí)內(nèi)容指引，不斷產(chǎn)生“情理之中，意料之外”的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，在實(shí)踐檢驗(yàn)中、思維碰撞中，形成和發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。根據(jù)高中物理學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，筆者嘗試將常用的物理課堂教學(xué)情境分為問題情境、生活情境、體驗(yàn)情境、實(shí)驗(yàn)情境和媒體情境五類。

2.1創(chuàng)設(shè)引人入勝的問題情境

亞里士多德說：“思維是從疑問和驚奇開始的?！币蓡柺前l(fā)現(xiàn)問題的信號，是解決問題的前提，是形成創(chuàng)新思維的起點(diǎn)。在課堂教學(xué)中如果能有意識地設(shè)置一些懸念，創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生感到好奇、疑惑，從而點(diǎn)燃起思維火花，激起學(xué)生對學(xué)習(xí)目標(biāo)的強(qiáng)烈的認(rèn)識需要，產(chǎn)生急不可待想獲得有關(guān)知識或嘗試一下自己能力的愿望，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又活躍了課堂氣氛，在教學(xué)中可起到事半功倍的效果。

例如，在“閉合電路的歐姆定律”的教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)了以下實(shí)驗(yàn)情境：當(dāng)用1節(jié)干電池給小燈泡供電，小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用10節(jié)干電池給小燈泡供電，將會出現(xiàn)什么情況？學(xué)生的前意識認(rèn)為10節(jié)干電池的電壓比1節(jié)干電池的電壓大很多，大多數(shù)學(xué)生討論的結(jié)果是燈泡燒毀，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎學(xué)生的意料，小燈泡非但沒有燒毀，反而更暗淡了。這就引發(fā)了學(xué)生認(rèn)知心理上的矛盾與沖突，產(chǎn)生問題情境。這時(shí)，教師可順勢導(dǎo)入新課：為什么會出現(xiàn)這種情況呢？要解決這個(gè)疑問，先要學(xué)習(xí)電學(xué)中一個(gè)非常重要的規(guī)律——閉合電路的歐姆定律。

再例如，在講“力的分解”一節(jié)時(shí)，可創(chuàng)設(shè)這樣的一個(gè)問題情境：如圖2所示，取一個(gè)質(zhì)量較大的砝碼放在桌面上，要用細(xì)線把它提起來，問學(xué)生用一根線易斷還是兩根線易斷？學(xué)生肯定地回答是一根線易斷，然后用實(shí)驗(yàn)演示，結(jié)果卻完全相反。用一根細(xì)線可將砝碼穩(wěn)穩(wěn)地提起，而用兩根同樣的細(xì)線提砝碼時(shí)，細(xì)線卻斷了。為什么兩根線的效果反而不如一根線呢？這時(shí)，學(xué)生的大腦里立即會產(chǎn)生思維撞擊，思維被迅速地激活起來，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望。

圖2

2.2創(chuàng)設(shè)鮮活的生活情境

鮮活生動(dòng)的生活情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；可以幫助學(xué)生理解、組織豐富的學(xué)習(xí)素材和信息，從而有利于學(xué)生對知識的自我建構(gòu)和對問題的探究，還可以提供主動(dòng)、豐富的學(xué)習(xí)資料，不斷地維持、強(qiáng)化和調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，促進(jìn)他們主動(dòng)地學(xué)習(xí)、更好地認(rèn)知，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。因此，教師在進(jìn)行物理教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重從物理與生活的結(jié)合點(diǎn)入手創(chuàng)設(shè)感性的物理情境，讓物理學(xué)習(xí)更貼近生活，使學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)形成一定的“共振”，學(xué)生便更會感到自然、親切，容易產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

例如“加速度”的教學(xué)，可以運(yùn)用一個(gè)生活視頻情境引入。如圖3所示，賽車、汽車、飛機(jī)誰最快？對于“誰最快”，學(xué)生從不同角度思考會得出不一樣的結(jié)論，因?yàn)槿藗兩钪幸呀?jīng)形成了兩種“快”的模糊認(rèn)識。一種是運(yùn)動(dòng)快，已命其為速度；而另一種是啟動(dòng)快，即速度變化快。那么如何表征這種速度變化的快慢呢？它是一個(gè)什么樣的物理量呢？這樣，新知識“速度變化的快慢——加速度”便呼之欲出了。以上，教師正是運(yùn)用了學(xué)生感興趣的生活實(shí)例，通過巧妙地提問，化平常為驚奇，把深刻的物理問題很自然地揭露出來。

圖3

再例如“加速度與速度關(guān)系”的教學(xué)，可以先舉一個(gè)生活情境作為例子分析：某人第一年把錢存入銀行，第一個(gè)月存入最多，以后逐月減小，則銀行的存款總數(shù)在增加。第二年把錢從銀行取出，第一個(gè)月取出的最少，以后逐月增加，則銀行的存款總數(shù)在減少。把“每個(gè)月的存錢和取錢數(shù)目”和“銀行的存款總數(shù)”類比成加速度和速度，有助于學(xué)生理解加速度與速度的關(guān)系。

2.3創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的體驗(yàn)情境

體驗(yàn)式教學(xué)情境，是指教師在教學(xué)過程中營造一種合理的體驗(yàn)氛圍，組織學(xué)生參與相關(guān)活動(dòng)，讓學(xué)生在情境中感受知識、學(xué)習(xí)知識和理解知識，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得新的體驗(yàn)，讓學(xué)生能體會知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程，在情境體驗(yàn)中讓學(xué)生不僅學(xué)到物理知識、技能，也提高了學(xué)生物理學(xué)習(xí)的能力。

例如，在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，筆者設(shè)置了一個(gè)讓學(xué)生進(jìn)行探究和體驗(yàn)環(huán)節(jié)。如圖4所示，給每組學(xué)生準(zhǔn)備了一張光盤和一張與光盤形狀和大小一樣的紙片，讓他們自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究兩個(gè)物體下落的快慢。大家的興致很高，探究的欲望被充分激發(fā)出來了，做了各種嘗試，得到了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：如果是光盤與紙片水平釋放，則光盤下落得快。如果把紙片揉成一團(tuán)，或者光盤與紙片豎直釋放，則幾乎同時(shí)落地。通過這樣的探究和體驗(yàn)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生對影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素有了進(jìn)一步的認(rèn)識，同時(shí)提高了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治雠袛嗄芰Α?/p>

圖4

又例如在《力的分解》教學(xué)中出現(xiàn)了一道習(xí)題，如圖5所示，一開始幾乎沒有學(xué)生知道該怎么求兩個(gè)分力，因?yàn)樗麄儗χ匚锏淖饔眯Ч磺宄?，C點(diǎn)受力分析以及畫平行四邊形就無從下手。之后筆者給了學(xué)生課前準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)裝置，兩人一組配合實(shí)驗(yàn)，做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)之后他們就有感覺了，繩子對中指有一個(gè)沿繩子向下的拉力，筷子對手掌心有一個(gè)沿桿子指向掌心的壓力，于是很快就解決了畫圖、受力分析這個(gè)問題。

圖5

2.4創(chuàng)設(shè)精彩的實(shí)驗(yàn)情境

在物理教學(xué)中,由于物理學(xué)科所特有的、非常鮮明的“以物明理和物理滲透”的特點(diǎn),生動(dòng)活潑、內(nèi)涵豐富的物理實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)設(shè)探究情境、激發(fā)學(xué)生智慧的最佳選擇。美國著名教師哈里德·顏森說過:講給我聽，我將忘記；演示給我看，我將記得；與我有關(guān)，我將要學(xué)。這是對學(xué)生學(xué)習(xí)心理狀態(tài)非常精辟的描述，盡管物理學(xué)與日常生活密切相關(guān)，但許多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)，仍感到枯燥無味，其根本原因就在于教師在授課中往往偏重于演繹推理，而輕視直觀教學(xué)的緣故。筆者在多年的物理教學(xué)實(shí)踐中體會到，努力開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)的功能，適時(shí)地引入形象生動(dòng)、富有情趣而又能催人深思的物理演示實(shí)驗(yàn)或隨堂實(shí)驗(yàn)，可以有效地創(chuàng)設(shè)物理情境，形成自主、探究和合作學(xué)習(xí)的氛圍，真正打造出團(tuán)結(jié)、緊張、嚴(yán)肅、活潑的和諧課堂。

在《牛頓第三定律》的教學(xué)中，有同學(xué)提出了“固體與液體間是否也存在相互作用力呢？大小是否也一定相等呢？”課后筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)用力傳感器來研究浮力大小，用電子秤來測量浮力的反作用力大小的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室里沒有電子秤，學(xué)生把家里做生意的電子秤拿來做實(shí)驗(yàn)。最后經(jīng)過師生間的默契配合，經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終驗(yàn)證了當(dāng)初的猜想，取得了較好的課堂教學(xué)效果。

案例1：用力傳感器和電子臺秤定量研究液體與固體間的作用力與反作用力關(guān)系

(1)將一杯水放在水平放置的電子秤上，顯示的示數(shù)為m=0.510kg，電子秤的單價(jià)設(shè)置為9.80，則顯示的價(jià)格表示這杯水的重量G水=5.00N。

(2)用力傳感器測出鉤碼的重力為1.96N。

(3)調(diào)節(jié)鐵架臺夾子的高度，使鉤碼進(jìn)入杯子并浸入水中，觀察此時(shí)電子秤的讀數(shù)和傳感器的讀數(shù)。

(4)水對鉤碼的作用力即為鉤碼受到的浮力F浮=1.96N-1.75N=0.21N，鉤碼對水的反作用力即為這杯水增加的重力F=5.21N-5.00N=0.21N。

實(shí)驗(yàn)表明：水對鉤碼的作用力與鉤碼對水的反作用力即固體與液體之間的相互作用力總是大小相等的。

2.5創(chuàng)設(shè)身臨其境的媒體情境

首先，中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中，通過聽覺、視覺等多種感官獲得外界信息，能明顯地增進(jìn)記憶、提高學(xué)習(xí)效率。現(xiàn)代媒體的使用，可以更好地提供圖像、聲音、動(dòng)畫、影視等多感官的物理情境，給予學(xué)生多感官的刺激，對學(xué)生具有強(qiáng)烈的吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望?，F(xiàn)代媒體豐富的表現(xiàn)力，能夠充分表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，提高學(xué)生努力探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。例如，在學(xué)習(xí)“完全失重”和“萬有引力”內(nèi)容時(shí)，涉及到宇宙、太空、星球和飛船等背景，教師可以在課堂上播放一些相關(guān)內(nèi)容的視頻和影片來幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的物理情境，比如“王亞平太空授課”、“地心引力”等視頻

其次，物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，課堂內(nèi)要盡可能多的通過直觀的實(shí)驗(yàn)來展現(xiàn)事實(shí)情景，但對于一些抽象、不可見、難理解、難解釋的概念、原理，利用信息技術(shù)和多媒體創(chuàng)設(shè)身臨其境的媒體情境，完成一些在傳統(tǒng)高中實(shí)驗(yàn)條件情況下無法完成的實(shí)驗(yàn)來吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

案例2：多普勒效應(yīng)的教學(xué)

在“多普勒效應(yīng)”教學(xué)過程中，在對多普勒效應(yīng)成因的探究過程中，由于聲波不可見，其空間想象又太抽象，故可通過Flash動(dòng)畫這一媒體手段來創(chuàng)設(shè)探究式問題情境。

師：為何會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，請大家來看下面的動(dòng)畫演示(人走波源靜)，從中觀察發(fā)現(xiàn)你想要的問題和答案(如圖6、圖7)。

圖6

圖7

生1(因?yàn)楸容^直觀，容易發(fā)現(xiàn))：靠近波源的人接觸到的波數(shù)多，遠(yuǎn)離波源的人接觸到的波數(shù)少。但這樣聽起來的聲音會變化嗎？

生2：因?yàn)樵谕瑯拥臅r(shí)間內(nèi)，如果耳朵接收了更多的波，會使人耳感覺到聲音的頻率變高了，反之感覺變低了。

生3：應(yīng)該的確是種感覺而已吧，實(shí)際波源頻率應(yīng)該不會變。

老師再提供第二個(gè)動(dòng)畫，進(jìn)一步探討人靜波源動(dòng)的情況。從而利用直觀的動(dòng)畫，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主認(rèn)識。

3結(jié)語

物理情境的創(chuàng)設(shè)是一門學(xué)問，又是一門藝術(shù)，沒有固定的模式，只要不斷實(shí)踐，不斷摸索就會有許許多多的方法，物理本身是生動(dòng)有趣的，隨著新課程的深入實(shí)施，要求我們教師要不斷探索，不斷創(chuàng)新。努力創(chuàng)設(shè)適合物理教學(xué)的物理情境，通過趣意橫生的物理情境，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，不斷引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，深入分析物理問題，逐步形成正確的物理思維方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生在物理情境中對學(xué)習(xí)發(fā)生興趣，一旦有了學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生就會充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性。因此，如何創(chuàng)設(shè)合理的物理情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

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