周辰華

【摘要】在初中物理教學(xué)中，通過合理設(shè)計(jì)“情境族”進(jìn)行課堂教學(xué)的優(yōu)化，是提升高質(zhì)量教學(xué)質(zhì)量的重要方法。整合教材插圖創(chuàng)設(shè)情境族，通過問題引導(dǎo)建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò);整合實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)設(shè)情境族，提煉實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的設(shè)計(jì)思想;整合生活物品創(chuàng)設(shè)情境族，類比遷移新型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的情境族中去體驗(yàn)、總結(jié)、梳理物理知識及本質(zhì)特征，并通過與他人合作和交流來完善知識的結(jié)構(gòu)，在自主建構(gòu)的過程中成為知識的發(fā)掘者和研究者。

【關(guān)鍵詞】整合? 情境族? 自主構(gòu)建

【基金項(xiàng)目】山西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度“互聯(lián)網(wǎng)+教育”和勞動教育研究專項(xiàng)課題——“初中物理情境教學(xué)‘雙線融合’策略研究”之階段性研究成果（編號：HLW-20247）。

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）27-0076-03

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理教材提供了大量的直觀、形象的實(shí)驗(yàn)情境，是學(xué)生學(xué)習(xí)必備的感性材料。這些豐富而有趣的學(xué)習(xí)資源不僅可以有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，還可以引導(dǎo)學(xué)生積極探索、主動思考。教學(xué)中可選用的情境有課本中的實(shí)驗(yàn)情境、課堂中的演示情境、學(xué)生課上的操作情境、實(shí)驗(yàn)生成的圖表情境等。這些情境如何整合、有何聯(lián)系、滲透的物理思想、整合能達(dá)到的效果，如何在學(xué)生的腦海中建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的知識體系、發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想及形成清晰的問題解決思路。這些都是教學(xué)設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮的問題，也是當(dāng)前物理教學(xué)改革亟待解決的問題。

“整合情境，自主建構(gòu)”的教學(xué)實(shí)踐依據(jù)先進(jìn)的教育教學(xué)理論設(shè)計(jì)出的教學(xué)流程和策略，較好地解決了教學(xué)中的困惑。比利時(shí)教育學(xué)者哈維爾·羅杰斯教授引導(dǎo)了“以能力為導(dǎo)向的情境教學(xué)法”討論，提出一種“整合教學(xué)法”——以能力為導(dǎo)向的情境教學(xué)法。羅杰斯認(rèn)為：“不存在抽象的能力，也不存在從抽象中發(fā)展起來的能力。學(xué)生的能力，需要在復(fù)雜情境中得到發(fā)展，并在復(fù)雜情境中得到評估?！币虼耍谡n堂教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，要把所有的概念、基礎(chǔ)知識和基本能力都設(shè)計(jì)在具體的、有邏輯聯(lián)系的復(fù)雜情境當(dāng)中，并將多個(gè)既彼此相關(guān)又相對獨(dú)立的復(fù)雜情境組成“情境族”。讓學(xué)生在情境族當(dāng)中去體驗(yàn)問題的由來和本質(zhì)特征，學(xué)生根據(jù)自身已有的經(jīng)驗(yàn)和知識背景來形成并建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。長此以往，學(xué)生經(jīng)常在具有典型性、代表性的系列情境族中，反復(fù)應(yīng)用所學(xué)知識，自然形成了比較完善的、穩(wěn)固的、結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識體系，多種能力都得到了真正的發(fā)展。

“壓強(qiáng)專題復(fù)習(xí)”共設(shè)置了三大情境族，在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，將本節(jié)知識內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容都自然嵌入在情境中，讓學(xué)生在分析情境，建構(gòu)模型中反復(fù)應(yīng)用，還將教材實(shí)驗(yàn)與生活物品兩組情境族對比感知、遷移應(yīng)用。在知識建構(gòu)的過程中，利用變換條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，并集中呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象再創(chuàng)的情境族，經(jīng)歷了不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析歸納、解決問題，達(dá)到了復(fù)習(xí)內(nèi)容的知識梳理、鞏固提升，遷移創(chuàng)新的目的。從而完善認(rèn)知、發(fā)展思維，歸納總結(jié)出解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類問題的思路和方法?！皦簭?qiáng)專題復(fù)習(xí)”提煉應(yīng)用的三個(gè)教學(xué)策略如下：

一、整合教材插圖創(chuàng)設(shè)情境族，通過問題引導(dǎo)建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)

創(chuàng)設(shè)問題情境，就是在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生求知心理之間設(shè)障立疑，讓學(xué)生處于“憤”“悱”的狀態(tài)，將其引入一種與問題有關(guān)的情境。在初中學(xué)生基于問題的學(xué)習(xí)探索中，針對教材的同一幅插圖，設(shè)置相應(yīng)的學(xué)習(xí)問題，學(xué)生通過新經(jīng)驗(yàn)與原有知識經(jīng)驗(yàn)的相互作用而不斷充實(shí)、豐富甚至改造自己已有的知識經(jīng)驗(yàn)，由于每一位學(xué)生思考角度、理解程度、思維方式、表達(dá)水平等方面存在著比較大的差異，會產(chǎn)生不同的答案。這對教師的教育教學(xué)是一種寶貴的教育資源，如果教師悉心捕捉這些差異并加以整理，可以生成有價(jià)值的資源對比信息，當(dāng)這些信息呈現(xiàn)在學(xué)生面前時(shí)，即使教師引而不發(fā)，也可以激發(fā)出有價(jià)值的思想火花。在此過程中實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新知識、新規(guī)律。

針對本章重點(diǎn)知識設(shè)置了“情境族一”，由（一）探究固體壓強(qiáng)大小的影響因素、（二）探究液體壓強(qiáng)大小的影響因素、（三）測量大氣壓強(qiáng)的值、（四）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系共四個(gè)教材實(shí)驗(yàn)組成情境族。通過觀察比較情境，完成知識的再回憶。學(xué)生思考兩個(gè)問題并交流討論，問題1.請你回憶這四個(gè)實(shí)驗(yàn)情境，說出這些實(shí)驗(yàn)的目的是什么？問題2.分別敘述每個(gè)實(shí)驗(yàn)所用到的器材、步驟、現(xiàn)象及相應(yīng)的結(jié)論？學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)情境對進(jìn)行知識的再憶，完成了知識回顧的任務(wù)，并建立起物理實(shí)驗(yàn)的基本思路;物理實(shí)驗(yàn)中目的十分重要，明確以后設(shè)計(jì)時(shí)才能對實(shí)驗(yàn)做到有的放矢，學(xué)生通過口述首先明確了實(shí)驗(yàn)的目的，在器材、步驟、現(xiàn)象及結(jié)論的敘述中體會出每個(gè)器材的作用，步驟的安排，現(xiàn)象的表述及結(jié)論性的知識，并意識到控制變量法的應(yīng)用;若敘述中出現(xiàn)了一些不合理和不恰當(dāng)?shù)牡胤?，通過同伴之間或老師對其及時(shí)的修正，使其表述更加科學(xué)又規(guī)范。同時(shí)，建構(gòu)了壓強(qiáng)知識的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知體系。

二、整合實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)設(shè)情境族，提煉實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的設(shè)計(jì)思想

情境創(chuàng)設(shè)是和協(xié)作、會話、意義建構(gòu)一起成為學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素，它是系統(tǒng)中的一部分，無論是社會情境、認(rèn)知情境，還是概念情境、問題情境、過程情境、規(guī)律情境，它們的設(shè)計(jì)不能與其它環(huán)節(jié)脫離，應(yīng)該是系統(tǒng)中有機(jī)的組成部分，構(gòu)成其他教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。因此，情境創(chuàng)設(shè)要考慮到與其它三個(gè)環(huán)節(jié)的銜接，應(yīng)該有利于其它要素的展開，有助于學(xué)生順利完成對新知識的意義建構(gòu)。

在回顧“情境族一”的四個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上，再將裝置圖集中呈現(xiàn)后進(jìn)行分析歸類，創(chuàng)設(shè)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)思想的“情境族二”，將以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)的種類、原理、顯示的變化、顯示變化的物理量以及共同的設(shè)計(jì)思想（控制變量、轉(zhuǎn)換法等），分別梳理在表格中。由此可深刻領(lǐng)悟四個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別與聯(lián)系，提升學(xué)生科學(xué)探究能力，更加明確物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想方法。

學(xué)生思考兩個(gè)問題并交流討論，問題1.哪些實(shí)驗(yàn)用到了同樣的研究方法？四個(gè)實(shí)驗(yàn)中有沒有共性的研究方法？問題2.實(shí)驗(yàn)中哪些物體發(fā)生了變化？他們的作用分別是什么？學(xué)生能說出前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的控制變量法，但說不出轉(zhuǎn)化法，進(jìn)一步追問四個(gè)實(shí)驗(yàn)共性的研究方法是什么？這時(shí)教師可以提示學(xué)生通過對海綿、U型管的液柱、水銀柱、紙張的變化分析及相應(yīng)的作用，讓學(xué)生逐步意識到了轉(zhuǎn)換思想在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

以上利用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的魅力創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)思想情境族，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，有利于教師引導(dǎo)學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、研究和分析去思考問題、探索問題，從而揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)、探究物理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。

三、整合生活物品創(chuàng)設(shè)情境族，類比遷移設(shè)計(jì)新型實(shí)驗(yàn)方案

“建構(gòu)主義”認(rèn)為，世界的存在是客觀的，但對世界的理解和賦予意義都是由每個(gè)人自己決定的，是由他們根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來建構(gòu)和解釋的。由于每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是多種多樣的或有差異的，因而人們對客觀世界的解釋和建構(gòu)也是多樣化的。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該圍繞學(xué)習(xí)主題，從不同角度、不同方面提供多樣的、豐富的生活物品和實(shí)驗(yàn)器材的情境族，學(xué)生在不同甚至是相反的情境中，自己去選擇組合情境進(jìn)行探究。這就要求學(xué)習(xí)情境除了要足夠豐富且復(fù)雜多樣外，還須提供多個(gè)角度、不同層次的針對性的問題，來刺激學(xué)生產(chǎn)生不同的思維路徑和多樣化的認(rèn)知藍(lán)圖。讓學(xué)生經(jīng)歷自由選用實(shí)驗(yàn)器材并提取相關(guān)信息，按照自己的獨(dú)特的方式完成壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究的梳理總結(jié)。不同的學(xué)生有機(jī)會產(chǎn)生各自獨(dú)特的見解，相同的學(xué)生在課堂的不同時(shí)空中體現(xiàn)不同層次的認(rèn)知水平，各自都能體驗(yàn)到成功的愉悅。

在上述學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，再由六個(gè)身邊的物品和表格組成“情境族三”，身邊物品有①海綿、②礦泉水瓶、③圖釘、④乒乓球、⑤剪刀、⑥一杯熱水;表格可以將固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，選擇的器材、實(shí)驗(yàn)的步驟、觀察到的現(xiàn)象、得出的結(jié)論等分別梳理在表格中。為降低設(shè)計(jì)難度，可提示其中一個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)設(shè)計(jì)，使學(xué)生的思路更清晰，方向也更明確。此環(huán)節(jié)可將學(xué)生分成四個(gè)大組，每個(gè)大組以小組合作進(jìn)行，學(xué)生先自主設(shè)計(jì)，然后小組討論，完成表格中相應(yīng)的內(nèi)容，讓學(xué)生通過類比遷移解決新問題，學(xué)會解決問題要用最簡單的方法，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些問題。在此過程中，學(xué)生需要思考三個(gè)問題并交流討論，問題1：請你利用提供的物品，分別設(shè)計(jì)出一組實(shí)驗(yàn)，并將表格內(nèi)剩余內(nèi)容填寫完整;問題2：請同一組的兩名同學(xué)，一位口述，一位演示（或者是老師演示）;問題3：請你總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類問題應(yīng)注意的問題有哪些？

學(xué)生的思維活躍又開放，設(shè)計(jì)了多種可行的方案。第一，利用海綿、裝水的礦泉水瓶，根據(jù)礦泉水瓶中不同的水量對海綿形變程度的差異，驗(yàn)證壓強(qiáng)大小跟壓力大小的關(guān)系;第二，根據(jù)盛有同一水量的礦泉水瓶正放和倒放對海綿形變程度的差異，驗(yàn)證壓強(qiáng)跟受力面積大小的關(guān)系;第三，利用裝水的礦泉水瓶、大頭針，在礦泉水瓶同側(cè)不同高度的壁上用大頭針扎四小孔，觀察比較水噴出的水平距離，說明了液體的壓強(qiáng)隨深度增加而增大;利用礦泉水瓶、大頭針和熱水，在空礦泉水瓶中裝入熱水，晃動后迅速倒掉蓋上蓋子，發(fā)現(xiàn)瓶變扁了，說明大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);第四，將礦泉水瓶切開，將乒乓球放在下端，然后對著瓶口吹氣乒乓球不會掉下來，說明流速越大的位置壓強(qiáng)越小。在此過程中，有各種不足的情況出現(xiàn)，但經(jīng)過不斷的評價(jià)和完?善，最終都找出了最好的做法，這樣學(xué)生在設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)? ?和評價(jià)中初步建構(gòu)起解決實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一類問題的基本思想。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)，能夠自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的有意識的選擇器材，并合理地安排步驟，準(zhǔn)確地描述實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，正確的寫出相應(yīng)的結(jié)論。最終將表格填寫完整。在口述和演示過程中其他學(xué)生對其進(jìn)行科學(xué)合理的點(diǎn)評和糾錯(cuò)。通過這一活動，學(xué)生認(rèn)識到如何合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，注意到實(shí)驗(yàn)步驟易操作、變化因素易控制，現(xiàn)象便于直接觀察等相關(guān)問題，從而突破了設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)題的難點(diǎn)。

在物理教學(xué)中需要貫徹情境教學(xué)，因?yàn)榍榫辰虒W(xué)能使得我們的物理教育真正促成學(xué)生智慧的生成，促進(jìn)學(xué)生具有較強(qiáng)的思辯能力和創(chuàng)新能力。教師應(yīng)正確理解物理情境的真諦，努力創(chuàng)設(shè)適合物理教學(xué)的情境族，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。從而提高物理的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出知識能力出眾、科學(xué)功底深厚的人才。