(江蘇省南通市白蒲高級(jí)中學(xué)，江蘇 南通 226511)

情境認(rèn)知理論認(rèn)為：實(shí)踐是與學(xué)習(xí)相關(guān)聯(lián)的，知識(shí)的習(xí)得是學(xué)習(xí)個(gè)體在設(shè)置的情境中動(dòng)態(tài)構(gòu)建與組織而得的；教師的課堂教學(xué)行為應(yīng)以學(xué)習(xí)者為主體，教學(xué)內(nèi)容的選擇和活動(dòng)的開(kāi)展要盡可能地與真實(shí)的情境相關(guān)聯(lián)。在新授課的教學(xué)中，基于情境認(rèn)知理論，教師要有意識(shí)地將學(xué)生身邊的常見(jiàn)場(chǎng)景和事物通過(guò)結(jié)構(gòu)化處理后引入課堂，在學(xué)習(xí)者與情境的交互作用中構(gòu)建知識(shí)體系，培養(yǎng)、發(fā)展其關(guān)鍵能力。本文以“動(dòng)量 動(dòng)量定理”一節(jié)課的幾個(gè)教學(xué)片段為例，談?wù)勄榫痴J(rèn)知理論在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用。

本節(jié)教材是選修3-5中第一章的第二節(jié)內(nèi)容，位于第一節(jié)“追尋守恒量”之后。從高考背景看，2018年江蘇的考試說(shuō)明(物理)中明確把“動(dòng)量定理”作為高考考點(diǎn)，這是近幾年中第一次；從知識(shí)體系看，將“動(dòng)量定理”作為教學(xué)內(nèi)容，有助于學(xué)生加深對(duì)力學(xué)處理方法的掌握，構(gòu)建完善的力學(xué)體系；從培養(yǎng)能力方面看，將這部分內(nèi)容與“功能觀點(diǎn)”形成對(duì)比，通過(guò)比較，明確力在“時(shí)間”與“位移”上的積累的不同效果，深刻理解教材所涉及的研究方法——從“一般(變的原因研究)”到“特殊(守恒)”。

1 片段1——?jiǎng)?chuàng)設(shè)生活情境，引入新量

考慮到本節(jié)內(nèi)容位于選修系列且高考難度不大，考慮到現(xiàn)行高考模式、課時(shí)設(shè)置等多重因素，本節(jié)教學(xué)通過(guò)一組問(wèn)題的引入，意在創(chuàng)設(shè)一種輕松、愉快的氛圍來(lái)盡快抓住學(xué)生的思緒，吸引學(xué)生的注意力。

演示:請(qǐng)一位學(xué)生配合，教師扔出一個(gè)粉筆頭，提出3個(gè)問(wèn)題：(1) 一顆粉筆頭，以5m/s的速度向你飛來(lái)，你敢不敢接住它？(2) 換成一個(gè)10kg的大鉛球，你敢不敢徒手接住它？(3) 你敢站在5m/s的速度運(yùn)動(dòng)的火車前面嗎？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)師生配合，在“扔—接”的情境中，引入本節(jié)課內(nèi)容，同時(shí)以粉筆頭這一教室必備的常規(guī)物品引入，拉近了學(xué)生與物理、物理與生活、學(xué)生與課堂的距離，把學(xué)生常見(jiàn)的“游離狀態(tài)”調(diào)整為“高度參與狀態(tài)”。以上3個(gè)問(wèn)題的設(shè)計(jì)，通過(guò)“對(duì)比”“放大差異”等手法，讓學(xué)生明確感知到影響物體對(duì)人作用的有兩個(gè)參量——速度與質(zhì)量，教師借此順勢(shì)提出動(dòng)量的概念，并明確提出“動(dòng)量”也是描述物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)物理量，而且它比速度包含的意義更豐富，它包含了運(yùn)動(dòng)物體的特性——質(zhì)量，也包含了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征——運(yùn)動(dòng)的快慢和方向。

2 片段2——?jiǎng)?chuàng)設(shè)嘗試情境，辨析性質(zhì)

在物理教學(xué)中，當(dāng)我們引入一個(gè)新的物理量時(shí)，我們總要去辨析它的標(biāo)、矢量特征，通常的做法是依據(jù)動(dòng)量的表達(dá)式P=mv，利用“告訴”的方式說(shuō)明，因?yàn)樗俣仁鞘噶?，故?dòng)量也是矢量。這樣的處理方式往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不理解，產(chǎn)生負(fù)遷移等影響。例如，學(xué)生會(huì)類比遷移在必修2“功”一節(jié)中，會(huì)問(wèn)：“功的表達(dá)式為W=Fxcosθ，其中力F和位移x均為矢量，那功為什么不是矢量呢？”從而混淆概念，造成負(fù)效應(yīng)。筆者認(rèn)為，這部分內(nèi)容可以設(shè)置一個(gè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生在試錯(cuò)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，找出真相。

圖1

問(wèn)題：如圖1所示，小物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)，設(shè)其x軸方向上的速度為4m/s，y軸方向上的速度為3m/s，物塊質(zhì)量為1kg。試求：(1) 物塊在x方向上的動(dòng)量多大？(2)y方向上的動(dòng)量多大？(3) 物塊的合速度是多少？(4) 物塊的實(shí)際動(dòng)量多大？(5) 物塊的實(shí)際動(dòng)量與兩軸上對(duì)應(yīng)的分動(dòng)量之間滿足什么關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：以上5個(gè)問(wèn)題層層遞推，在“分—合”中幫助學(xué)生辨析清楚：合動(dòng)量與分動(dòng)量遵循的法則是平行四邊形定則，從而確認(rèn)“動(dòng)量是矢量”這一特質(zhì)。通過(guò)5個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生在嘗試中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，不僅有助于加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生敢于嘗試、創(chuàng)新的科學(xué)精神。

3 片段3——?jiǎng)?chuàng)設(shè)體驗(yàn)情境，定性感悟

問(wèn)題：(1)在本節(jié)課開(kāi)始時(shí)，我們提了一個(gè)問(wèn)題：一個(gè)10kg的大鉛球以5m/s的速度向你飛來(lái)，你敢不敢接住它？很多同學(xué)說(shuō)太重了，接的時(shí)候作用力太大了?，F(xiàn)在我的問(wèn)題是：如果允許你增添裝備，你為了接住它且不受傷，會(huì)怎樣處理？學(xué)生七嘴八舌，有的說(shuō)找個(gè)箱子，墊上厚厚的海綿；有的說(shuō)可以穿防彈衣……(2) 為什么要墊上厚厚的海綿？學(xué)生一般會(huì)說(shuō)“作用力小了”，教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注作用時(shí)間。(3) 生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？

體驗(yàn)情境1：(1) 實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)生雞蛋，透明塑料小桶一個(gè)，厚海綿一塊，毛巾；(2) 第一次演示：將一個(gè)生雞蛋從某一高度釋放，落入桶中(實(shí)驗(yàn)前，先讓學(xué)生預(yù)估結(jié)果)；(3) 在桶內(nèi)墊上厚海綿，四周用毛巾圍起，防止碰撞，第二次將雞蛋從同一高度處釋放(實(shí)驗(yàn)前，先讓學(xué)生預(yù)估結(jié)果)。

圖2

體驗(yàn)情境2：(1) 實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、兩個(gè)小鐵球(分別系有細(xì)線和橡皮筋)；(2) 如圖2懸掛小球，先后兩次將小球從同一高度處釋放，觀察現(xiàn)象。注意：為使現(xiàn)象更明顯，釋放高度應(yīng)大些。

兩次實(shí)驗(yàn)操作后，教師適時(shí)追問(wèn)：(1) 同一個(gè)實(shí)驗(yàn)先后兩次操作中，研究對(duì)象的初動(dòng)量和末動(dòng)量有何關(guān)系？(2) 動(dòng)量改變量有何特點(diǎn)？(3) 如何定性解釋相關(guān)現(xiàn)象？此時(shí)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在相同的動(dòng)量改變量下，作用時(shí)間和作用力的特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：(1) 問(wèn)題串的設(shè)計(jì)意在與本節(jié)課開(kāi)頭的問(wèn)題形成呼應(yīng)和延伸，基于生活經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)想象，解決問(wèn)題；(2) 兩個(gè)體驗(yàn)情境中的小實(shí)驗(yàn)是對(duì)問(wèn)題串的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)也利用小實(shí)驗(yàn)引出“力在時(shí)間上的作用效果”和“相同動(dòng)量改變量下，延長(zhǎng)作用時(shí)間，減少作用力”；(3) 體驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，進(jìn)一步點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)后繼相對(duì)枯燥的理論推導(dǎo)起調(diào)適作用。

4 片段4——?jiǎng)?chuàng)設(shè)探究情境，定量推導(dǎo)

圖3

探究情境：光滑水平面上，一質(zhì)量為m的物體，在某一水平恒力的作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Δt，速度由v變?yōu)関′，如圖3所示，請(qǐng)嘗試推導(dǎo)F的表達(dá)式。

設(shè)計(jì)意圖：(1) 本問(wèn)題與常見(jiàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別在于讓學(xué)生嘗試推導(dǎo)，在常規(guī)課堂中，為了節(jié)約時(shí)間，相關(guān)定理的推導(dǎo)一般都是由教師推導(dǎo)完成的，學(xué)生只是位于“看”的位置，印象不深，而本設(shè)計(jì)讓學(xué)生參與推導(dǎo)，讓他們?cè)趪L試中加深理解，拓展思維，提升能力；(2) 通過(guò)“定性感知”和“定量推導(dǎo)”的相互匹配和強(qiáng)化，進(jìn)一步感知“力在時(shí)間上的效果”的特征，為后面引出“沖量”和從因果關(guān)系、數(shù)量關(guān)系、矢量關(guān)系等角度理解動(dòng)量定理打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

從本節(jié)課的幾個(gè)教學(xué)片段看，涉及了“生活情境”“嘗試情境”“體驗(yàn)情境”“探究情境”等設(shè)置。通過(guò)生活情境的引入，調(diào)節(jié)課堂氛圍，引起學(xué)生的注意，并通過(guò)對(duì)比、放大差異等方法引導(dǎo)學(xué)生思考“是什么原因影響了被測(cè)試者的不同反應(yīng)和行為”；通過(guò)嘗試情境和探究情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生帶著疑問(wèn)去開(kāi)展尋找、探究，讓學(xué)生的實(shí)踐貫穿于整個(gè)知識(shí)探索的過(guò)程，在做中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，在教學(xué)中不斷滲透“實(shí)踐”的精神；通過(guò)體驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生獲得直接的感悟，在“思—辨—找”中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。在整個(gè)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，精心創(chuàng)設(shè)、引入情境，讓學(xué)生在知識(shí)與情境交融中，不斷加深理解，提升物理核心素養(yǎng)。