馮小源

高中物理核心素養(yǎng)包括物理知識及結(jié)構(gòu)，物理基本觀念，物理實驗探究以及科學(xué)精神與價值觀。心理學(xué)研究表明，一個概念的形成需要經(jīng)歷親身體驗和心理加工的過程，這樣植入的概念才會令學(xué)生印象深刻，理解透徹。要讓知識在學(xué)生的頭腦中根深蒂固，則必須創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為主體的物理情境，讓學(xué)生在情境中感受和體驗概念的形成，使學(xué)生形成立體的知識網(wǎng)絡(luò)。不同類型的概念需采用不用的情境化策略，在具體實施過程中，需根據(jù)學(xué)生的實際情況，進行相應(yīng)的細節(jié)化處理。

一、創(chuàng)設(shè)良好的質(zhì)疑情境，培養(yǎng)學(xué)生合作探究能力

學(xué)生是富有個性，具有不同興趣愛好的鮮活個體，高中學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷過初中階段物理學(xué)習(xí)過程，對某些物理概念已經(jīng)形成了固有的認識。因此，教師在教學(xué)設(shè)計中，在關(guān)注概念教學(xué)目標(biāo)的同時，應(yīng)該更多地考慮學(xué)生已經(jīng)形成的認知水平，充分考慮學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。教師應(yīng)更多地考慮如何促進學(xué)生質(zhì)疑，鼓勵學(xué)生質(zhì)疑提問，鼓勵學(xué)生相互討論、交流，通過合作探究得出結(jié)論。

【教學(xué)片段】位移概念

教師：力學(xué)的研究內(nèi)容是機械運動，機械運動的定義是物體位置的變化，所以為了描述機械運動，首先應(yīng)該引入一個描述位置變化的物理量。例如：我們現(xiàn)在要去北京，我們可以自己開車去，可以乘坐火車去，也可以乘飛機去，出行方式不同，但有一個相同點是什么？（多數(shù)同學(xué)：起點和終點相同。）那么如何來描述從無錫到北京的位置變化呢？

A生：用路程的長短來描述。

B生質(zhì)疑：那不同的交通方案，路程不同，是不是說明位置變化不同呢？我覺得應(yīng)該用無錫到北京的直線距離表示。

C生質(zhì)疑：以無錫為圓心，以無錫到北京的直線距離為半徑作一個圓，無錫到該圓上任意一點的距離都與無錫到北京的距離相同，那是不是說明無錫到圓上任意點的位置變化都和無錫到北京位置變化相同呢？

教師：同學(xué)們質(zhì)疑得都很有道理。根據(jù)同學(xué)們的討論，位置變化這個物理量應(yīng)該是有長度的，但是僅僅有長度也不能精確描述，如C同學(xué)的質(zhì)疑。那么請同學(xué)們想一想，在C同學(xué)質(zhì)疑的基礎(chǔ)上，要精確描述無錫到北京的位置變化，還需要注意什么？（思考一會兒，有同學(xué)回答：方向）

【評析】這種情境的創(chuàng)設(shè)，就為學(xué)生營造了一個身臨其境的探究氛圍，培養(yǎng)了學(xué)生積極思考、勇于質(zhì)疑，以及合作探究的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

二、創(chuàng)設(shè)生動的實驗情境，培養(yǎng)學(xué)生觀察推理能力

物理概念教學(xué)的目的不只是使學(xué)生記住概念的內(nèi)容、定義、適用條件等，而是讓學(xué)生體驗概念形成的過程，形成一種由朦朧到清楚的邏輯推理思維能力。教師在教學(xué)過程中要將問題的提出、探究（探究方法、策略，操作）及最終解決等過程清晰地呈現(xiàn)，并讓學(xué)生充分體驗。實驗情境的創(chuàng)設(shè)，可以將抽象的概念具體化，可以營造出濃厚的知識氛圍和探究氛圍。

【教學(xué)片段】自由落體運動概念

教師：分別有兩根玻璃管，管中充滿空氣，一根管中裝有金屬片，一根管中裝有羽毛。同時將兩根管豎立，讓兩個物體從管的一端開始下落，觀察現(xiàn)象，你們得出什么實驗結(jié)論？

學(xué)生：重的物體下落快，輕的物體下落慢。

教師：同樣的兩根玻璃管和兩個物體，只是將玻璃管抽成真空，重復(fù)剛才的實驗，觀察現(xiàn)象，你們得出什么實驗結(jié)論？

學(xué)生：不同質(zhì)量的物體下落得一樣快。

教師：那么兩次實驗，同樣的兩個物體，從同一位置自由下落，為什么現(xiàn)象不同？

學(xué)生：......（不知如何回答）

教師進一步引導(dǎo)：物理實驗探究有一條基本原則，叫作控制變量。要探究某一變量對實驗結(jié)果的影響，就必須控制其他變量不變。那么請同學(xué)們思考一下，兩次實驗的不變量是什么，變量又是什么？

A生：不變量是玻璃管，兩個物體。

B生補充：兩根玻璃管長度不變。

C生進一步補充：兩個物體是同時下落。

……

教師：很好，同學(xué)們觀察得都很仔細，能找到兩次實驗的很多相同之處。那么兩次試驗的不同之處是什么呢？

D生：第二次實驗，兩根玻璃管都抽成了真空。

教師追問：為什么抽成真空后實驗現(xiàn)象就不一樣了？

D生：……

E生：空氣對物體的下落是有影響的。

教師：很好，同學(xué)們的推理很符合邏輯。那么也就是說，在第一次實驗中，導(dǎo)致兩個物體下落快慢不同的因素并不是兩個物體的重量，而是空氣。物體的形狀不同，下落時受到的空氣阻力不同，因而下落的快慢不同。如果沒有空氣阻力，兩個物體下落的快慢應(yīng)該是一樣的。

教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)自由落體運動概念。

【評析】這種實驗情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生產(chǎn)生了認知上的矛盾沖突，教師要善于從中尋找邏輯推理的切入點，按照科學(xué)的邏輯推理順序，引導(dǎo)學(xué)生得出正確的實驗結(jié)論，對形成物理概念有一個具體的認識。

三、創(chuàng)設(shè)具體的比較情境，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力

比較教學(xué)是物理教學(xué)的常用方法，有助于學(xué)生區(qū)分知識之間的差異，深化對知識的理解，更有效地掌握物理概念的本質(zhì)。比較情境的創(chuàng)設(shè)可以是多樣化的，可以是問題情境，可以是生活情境，也可以是實驗情境。不管設(shè)置何種比較情境，歸根到底是要設(shè)置差異，產(chǎn)生矛盾和認知沖突，從而激發(fā)學(xué)生思考的興趣，使學(xué)生在思考過程中獲得知識和能力。物理概念具有獨立性，不同物理概念之間具有顯著的差異性，而這其中的差異性正是學(xué)生理解的難點，為了突破這種差異性理解困境，比較情境教學(xué)提供了一種正面的教學(xué)途徑。通過設(shè)置比較情境，直接面對物理概念的差異性，從正面突破認識困難。

【教學(xué)片段】加速度概念

教師：請同學(xué)們思考下面的情境：一輛自行車在10s內(nèi)從靜止加速到10m/s，一輛汽車在10s內(nèi)從靜止加速到30m/s，一顆子彈在槍膛中在0.1s內(nèi)速度從靜止加速到30m/s，三個物體的運動狀態(tài)有何差異，如何描述這種差異？用速度概念能描述清楚三個物體運動狀態(tài)的差異嗎？

A生：不能，子彈與汽車末速度相同，但是運動狀態(tài)是不同的。

B生：不能，汽車和子彈的速度變化量相同，但運動狀態(tài)不同。

教師：所以用速度以及速度變化量的概念無法描述清楚三個物體間運動狀態(tài)的差異，那么請同學(xué)們想一想，應(yīng)該怎樣去描述這種差異呢？

學(xué)生分組討論，給出方案：先比較自行車和汽車，相同時間內(nèi)汽車的速度變化量大，所以汽車的速度變化較快；再比較汽車和子彈，在相同的速度變化量情況下，子彈所用的時間短，所以子彈的速度變化較快。因此可以得出結(jié)論：速度變化從快到慢依次為子彈、汽車、自行車。

教師追問：同學(xué)們總結(jié)得很好，那么能不能直接比較自行車與子彈的速度變化快慢，而不借助于汽車呢？

學(xué)生分組討論，給出方案：可以比較自行車與子彈單位時間內(nèi)速度變化快慢。

教師：同學(xué)們給出的方案很合理，如果兩物體速度發(fā)生變化的時間不相同，可以用單位時間將時間化為相同，從而比較單位時間內(nèi)的速度變化量。

【評析】比較情境的創(chuàng)設(shè)特別適用于通過比值法定義的物理量，比如速度、加速度、電場強度等。創(chuàng)設(shè)合理的比較情境，不但能使學(xué)生領(lǐng)悟物理概念產(chǎn)生的必要性和特點，深化學(xué)生對物理概念的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的推理能力，有助于學(xué)生形成科學(xué)的物理思想。

在高中物理教學(xué)中，情境化策略還有很多，其目的是讓重要的物理概念在情境中生成，使學(xué)生易于理解并加以應(yīng)用。情境的創(chuàng)設(shè)要基于學(xué)生的認知基礎(chǔ)，充分結(jié)合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。因此，概念情境化的教學(xué)策略實施，關(guān)鍵在于教師所掌握的學(xué)情、對物理概念的研究深度，以及如何從學(xué)生身邊的生活實際去提取情境素材，將合適的素材融入到概念教學(xué)中去。