作者簡介：劉林，女，碩士，正高級教師。青島市教育科學(xué)研究院高中物理教研員，青島市人大代表。山東省特級教師，山東省教學(xué)能手，青島市拔尖人才，全國優(yōu)秀物理教研員，全國教研工作先進(jìn)個(gè)人，教育部課程中心確立的高中物理學(xué)科青島教研基地主持人，青島市委統(tǒng)戰(zhàn)部無黨派人士工作室主持人，青島市首批名師工作室主持人。兼任山東師范大學(xué)、曲阜師范大學(xué)和青島大學(xué)碩士生導(dǎo)師，山東省基礎(chǔ)教育專家指導(dǎo)委員會(huì)會(huì)員，山東省教育學(xué)會(huì)科技教育研究專業(yè)委員會(huì)副理事長，青島市人民政府督學(xué)，青島市高級專家協(xié)會(huì)會(huì)員，青島市物理學(xué)會(huì)副理事長等。曾獲山東省基礎(chǔ)教育教學(xué)成果獎(jiǎng)、山東省教育科研優(yōu)秀成果獎(jiǎng)、青島市社科獎(jiǎng)等十余項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。主持國家、省、市資助課題13項(xiàng)。出版專著6部，主編9部，發(fā)表核心期刊論文20余篇。

摘 ? 要：本文研究了國內(nèi)外有關(guān)情境教學(xué)的理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及教學(xué)中落實(shí)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的基本理念、課程目標(biāo)和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。通過單元學(xué)習(xí)主題的設(shè)計(jì)思路，嘗試創(chuàng)設(shè)問題情境的教學(xué)實(shí)施;以理論探究和實(shí)驗(yàn)探究的途徑，研究推進(jìn)深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)問題解決，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科核心素養(yǎng);創(chuàng)設(shè)情境;深度學(xué)習(xí);教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2019）5-0001-4

1 ? ?問題的提出

國外對情境教學(xué)的研究起步比較早，美國教育家杜威很早就提出了有關(guān)教學(xué)情境的問題。從1990年起，教學(xué)研究者探討了情境學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式與教學(xué)策略等問題。1996年，國外研究者在情境學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)以及一些案例研究與開發(fā)等方面取得了重大突破。目前這方面研究的熱點(diǎn)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的情境創(chuàng)設(shè)、學(xué)生中心的情境創(chuàng)設(shè)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的情境創(chuàng)設(shè)。

自上世紀(jì)80年代，國內(nèi)一些教育者進(jìn)行了關(guān)于情境教學(xué)的研究和實(shí)踐，論證了利用物理學(xué)史、思維定勢與物理事實(shí)的認(rèn)知沖突、角色扮演等策略來創(chuàng)設(shè)物理情境的有效性;嘗試通過物理實(shí)驗(yàn)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、問題解決途徑組織情境教學(xué)，以及應(yīng)用生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問題情境等。

國內(nèi)外學(xué)者對情境教學(xué)的研究已經(jīng)到了一個(gè)成熟階段，世界各國都在積極地將情境教學(xué)理論付諸于教學(xué)實(shí)踐中去。但是，情境教學(xué)在與具體的學(xué)科融合后，怎樣落實(shí)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)施指向深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)改進(jìn)，是今后一段時(shí)間內(nèi)課堂教學(xué)努力的方向。

2 ? ?對《課程標(biāo)準(zhǔn)》中創(chuàng)設(shè)問題情境教學(xué)的理解

首先，《課程標(biāo)準(zhǔn)》反映了時(shí)代的要求，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容情境化。引導(dǎo)教學(xué)關(guān)注育人目的，注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)教、學(xué)、考的有機(jī)結(jié)合，形成育人合力。

其次，《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了物理課程的性質(zhì)，指出“高中物理課程在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角認(rèn)識(shí)自然，理解自然，建構(gòu)關(guān)于自然界的物理圖景;引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體會(huì)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力?！睂W(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念之前，基于生活和已有的知識(shí)，形成了大量經(jīng)驗(yàn)情境，這是構(gòu)建新的物理概念的基礎(chǔ)。要建構(gòu)物理概念，必須在這個(gè)基礎(chǔ)上對所觀察的現(xiàn)象重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象出事物的本質(zhì)特征，在“概括”和“抽象”的思維加工過程中完成對物理概念的構(gòu)建。

再次，《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了物理課程的基本理念，倡導(dǎo)多樣化的教學(xué)方式。指出“通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂于探究、善于實(shí)驗(yàn)、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過多樣化的教學(xué)方式，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，整體認(rèn)識(shí)自然界，形成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)科學(xué)探究能力和解決實(shí)際問題的能力?！币?yàn)槲锢斫虒W(xué)通常是以知識(shí)為線索展開的，這就容易導(dǎo)致把教學(xué)的重點(diǎn)放在知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)講解上，并在教學(xué)中落實(shí)，而忽視了物理課程的育人功能。物理學(xué)科核心素養(yǎng)實(shí)質(zhì)是對雙基目標(biāo)、三維目標(biāo)的繼承與發(fā)展。由“知識(shí)為本”轉(zhuǎn)向“以人為本”，更加關(guān)注學(xué)生個(gè)體。只有尊重教育規(guī)律和學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，才有可能培育和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

3 ? ?關(guān)于“向心加速度”創(chuàng)設(shè)問題情境的教學(xué)設(shè)計(jì)思想

《課程標(biāo)準(zhǔn)》（第15頁）對勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)內(nèi)容要求的表述如下：

“2.2.3 會(huì)用線速度、角速度、周期描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)。知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的大小和方向。通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。了解生產(chǎn)、生活中的離心現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因。

例2 了解鐵路和高速公路拐彎處路面有一定傾斜度的原因。

活動(dòng)建議：（2）收集資料，探討自行車拐彎時(shí)受到的向心力?！?/p>

本節(jié)課采取了單元學(xué)習(xí)主題的教學(xué)設(shè)計(jì)理念，吸納多個(gè)有關(guān)向心加速度的教學(xué)元素于一體，囊括課前直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的預(yù)習(xí)熱身、加速度的方向和大小主題探究、向心力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心加速度公式、課外生活應(yīng)用與探索等，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。貫穿總體的有兩條線索：

一是物理（運(yùn)動(dòng)）觀念線索：直線運(yùn)動(dòng)（課前復(fù)習(xí)）—平拋運(yùn)動(dòng)（課前復(fù)習(xí)）—?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)（課堂重點(diǎn)探究）—變速圓周運(yùn)動(dòng)（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）— 一般曲線運(yùn)動(dòng)（課后探究）。

二是科學(xué)思維與探究線索：建立科學(xué)模型（向心加速度方向）—作圖比較分析—?dú)w納推理結(jié)論—數(shù)形結(jié)合計(jì)算（向心加速度大?。l(fā)科學(xué)猜想—數(shù)理結(jié)合論證—科學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

單元學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)：本節(jié)課基于“運(yùn)動(dòng)與相互作用”的物理觀念，從加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)定義入手，運(yùn)用矢量運(yùn)算法則作圖探究、微元法推導(dǎo)得到向心加速度的方向和表達(dá)式，著重讓學(xué)生通過探究過程體會(huì)極限思想，通過模型建構(gòu)、科學(xué)推理和科學(xué)論證培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力;又從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析，結(jié)合DIS數(shù)字傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心加速度的表達(dá)式，實(shí)驗(yàn)過程通過問題、證據(jù)、解釋和交流這四個(gè)方面經(jīng)歷科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程，運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)分析數(shù)據(jù)解決問題，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展;通過整個(gè)探究過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成探索自然的動(dòng)力和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

4 ? ?關(guān)于“向心加速度”創(chuàng)設(shè)問題情境的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

4.1 ? ?貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容要求，教學(xué)設(shè)計(jì)要通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立物理概念。所做的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際。所以需要了解學(xué)生的物理知識(shí)基礎(chǔ)，明確《課程標(biāo)準(zhǔn)》對“向心加速度”的內(nèi)容要求。

學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)：對物體直線運(yùn)動(dòng)的加速度和平拋運(yùn)動(dòng)的加速度有了初步的了解，掌握了加速度是指物體運(yùn)動(dòng)速度的變化快慢。求解直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度變化量、速度變化快慢（加速度）時(shí)，學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)的矢量運(yùn)算方法即可求得，如圖1所示。

設(shè)計(jì)意圖：本節(jié)課“向心加速度”概念的建立過程，需要學(xué)生具備“向量”的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。這對于高一學(xué)生來說，有一定的理解難度，且還要用微元法進(jìn)一步推理。當(dāng)時(shí)間趨近于0時(shí)的速度變化量Δv的大小和方向變化情況，從而得出向心加速度的方向和大小的表達(dá)式。教學(xué)中以直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)為例，明確加速度的大小和方向的判斷方法，為理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度矢量圖提供學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，即教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，關(guān)注學(xué)生個(gè)性化，促進(jìn)人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。

4.2 ? ?體驗(yàn)問題情境的探究過程

關(guān)于科學(xué)探究，《課程標(biāo)準(zhǔn)》給出了四個(gè)要素，即問題、證據(jù)、解釋、交流。

“問題：基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想和假設(shè);

證據(jù)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息;

解釋：基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋;

交流：對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思。”

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。“學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)和提煉問題，對問題的可能答案作出假設(shè)，并根據(jù)問題情境運(yùn)用已有知識(shí)制訂探究計(jì)劃，選擇符合情境要求的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析形成關(guān)于物理規(guī)律的結(jié)論?！痹谙蛐募铀俣却笮『头较虻慕虒W(xué)中，作出以下教學(xué)設(shè)計(jì)過程：

“向心加速度”的教學(xué)片段2（加速度的方向和大?。ㄈ绫?）。

設(shè)計(jì)意圖：作圖討論不同時(shí)間間隔的速度矢量圖，分析、歸納加速度的方向，體會(huì)由簡單到復(fù)雜、由特殊到一般的科學(xué)探究方法。計(jì)算、推理、猜想、論證加速度的大小，提高數(shù)形結(jié)合、數(shù)理結(jié)合解決問題的能力，體會(huì)極限的科學(xué)思維方法。

“向心加速度”的教學(xué)片段3（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心加速度的表達(dá)式a=ω2r）：

分組實(shí)驗(yàn)：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，物體質(zhì)量一定時(shí)，向心加速度a和向心力F成正比，測得向心力F，可以間接得到加速度a和角速度ω、半徑r的關(guān)系。用力傳感器（集成）和光電門（集成）記錄向心力F和角速度 ω 的數(shù)據(jù)，讀取并錄入半徑r，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件分析數(shù)據(jù)（如圖3）。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生從運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器驗(yàn)證向心加速度的大小的實(shí)驗(yàn)情境中發(fā)現(xiàn)，向心力F和角速度ω、半徑r的關(guān)系，根據(jù)問題情境運(yùn)用控制變量法制定探究方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取客觀、真實(shí)的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析得到a=ω2r的結(jié)論。學(xué)生在活動(dòng)中能真切感受科學(xué)探究過程，通過問題、證據(jù)、解釋和交流完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，提高使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備解決問題的能力，體會(huì)通過科學(xué)描述和解釋自然現(xiàn)象的樂趣，提升對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提高科學(xué)探究能力。

4.3 ? ?推進(jìn)深度學(xué)習(xí)，提升核心素養(yǎng)

深度學(xué)習(xí)的目的是讓學(xué)生的成長從提高“解題能力”轉(zhuǎn)向提高“解決問題的能力”，進(jìn)而轉(zhuǎn)向提高“做事的能力”。所以，教學(xué)問題的設(shè)計(jì)要改變之前的“非情境化”，要轉(zhuǎn)向“情境化”，實(shí)現(xiàn)解決問題的教學(xué)和生成問題的教學(xué)。

“向心加速度”的教學(xué)片段4（持續(xù)性學(xué)習(xí)評價(jià)）：

1.想一想，如果想知道月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度大小，需要先知道哪些物理量？上網(wǎng)查閱資料和相關(guān)數(shù)據(jù)，嘗試得到結(jié)果。

2.在智能手機(jī)上安裝名為“Sparkvue”的軟件APP，就可以用手機(jī)來測加速度了。嘗試讓手機(jī)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測一測它的向心加速度大小。

設(shè)計(jì)意圖：本教學(xué)片段可以在課堂教學(xué)中提出，也可以作為作業(yè)提出，是對本節(jié)課學(xué)習(xí)之后的一種持續(xù)性評價(jià)，這是深度學(xué)習(xí)中教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)不可缺少的環(huán)節(jié)。教師應(yīng)探索多樣化作業(yè)，應(yīng)設(shè)計(jì)與實(shí)施分層（基礎(chǔ)型、拓展型）作業(yè)、任務(wù)式（實(shí)踐型、探究型）作業(yè)和學(xué)科融合（跨學(xué)科、主題式）作業(yè)和個(gè)性化作業(yè)。通過作業(yè)的練習(xí)，提高學(xué)生在實(shí)際生活中遷移并應(yīng)用學(xué)科知識(shí)和問題解決的思路方法來解決問題的能力。

5 ? ?本研究的目標(biāo)指向

深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)單元學(xué)習(xí)。要求教師建立學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)科核心概念之間的關(guān)系，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材選擇有利于培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容和情境問題，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、組織課堂教學(xué)、進(jìn)行學(xué)習(xí)評價(jià)等，使學(xué)科核心素養(yǎng)具體化、可培養(yǎng)、可干預(yù)、可評價(jià)。在課堂教學(xué)中，教師通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)性、互動(dòng)性和生成性，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評”的一致性，以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升學(xué)科課程的育人品質(zhì)。

本研究嘗試為指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐提供范例，在問題情境創(chuàng)設(shè)、解決實(shí)際問題過程中，改進(jìn)物理課堂教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。

作者說明：

2018年11月29日至30日，由教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心、課程教材研究所舉辦的第五屆全國基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革研討會(huì)在浙江寧波舉行。來自全國32個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的省級教研部門負(fù)責(zé)同志和14個(gè)學(xué)科省級高中教研員，全部的市級教研部門負(fù)責(zé)同志，以及課程教學(xué)領(lǐng)域的專家近1300人參加了研討會(huì)，這是全國性課程教材教學(xué)研討一年一度的盛會(huì)，也是基礎(chǔ)教育領(lǐng)域全國性最具影響力的大型教研活動(dòng)。

會(huì)上，教育部基礎(chǔ)教育司副司長馬嘉賓、教育部課程教材中心主任田慧生出席會(huì)議并講話。為推動(dòng)教研工作轉(zhuǎn)型發(fā)展，充分發(fā)揮教研工作對基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革的專業(yè)支撐作用，教育部課程教材中心和課程教材研究所啟動(dòng)了中小學(xué)學(xué)科教研基地建設(shè)工作。經(jīng)各地申報(bào)和專家的嚴(yán)格遴選，教育部課程教材中心和課程教材研究所確定了義務(wù)教育階段小學(xué)語文等6個(gè)學(xué)科教研基地、普通高中語文等29個(gè)學(xué)科教研基地以及2個(gè)綜合教研基地，同時(shí)，設(shè)立了K-12技術(shù)與工程教育教研基地。由青島市教育科學(xué)研究院高中物理教研員劉林主持的高中物理學(xué)科榜上有名。

會(huì)議遴選出全國28位教師執(zhí)教14個(gè)學(xué)科、28節(jié)研究課。其中14節(jié)課來自浙江省，14節(jié)課分別來自北京、上海、天津、江蘇、福建、新疆、四川、河南、海南、廣東十個(gè)省市和計(jì)劃單列市青島。青島三中物理教師梁爽代表青島基地在會(huì)上展示了題為《向心加速度》的研究課。本文中節(jié)選的教學(xué)片段均來自梁爽老師的教學(xué)設(shè)計(jì)。

青島市教研工作將以此為契機(jī)，深入研究新課標(biāo)，研究學(xué)科核心素養(yǎng)的育人價(jià)值，促進(jìn)學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。在豐富而生動(dòng)的教育教學(xué)實(shí)踐中，不斷提高教師的課程實(shí)施水平，推動(dòng)課程改革不斷深化，共創(chuàng)普通高中教育的新輝煌。

（欄目編輯 ? ?廖伯琴）