吳一含 李仁麒

摘? ?要：教學(xué)情境為教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展?fàn)I造了一個(gè)真實(shí)的、具體的背景，在此背景下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)踐操作、分析、判斷等，使其認(rèn)知能力得到有效發(fā)展。因此，教師在課堂教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情等，利用各種媒介、方法、素材創(chuàng)設(shè)對(duì)應(yīng)的教學(xué)情境。文章結(jié)合“光的偏振”一課的內(nèi)容，討論了實(shí)踐中如何從不同角度設(shè)置具體情境。

關(guān)鍵詞：情境;情境創(chuàng)設(shè);光的偏振

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）7-0078-3

在《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》中，情境指“情景、境地”[1]。情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)具有情境性，它受到知識(shí)形成背景、過(guò)程以及文化等影響[2]。教學(xué)情境是教師根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生已有認(rèn)知基礎(chǔ)，借助一定的表現(xiàn)形式，設(shè)置帶有問(wèn)題性質(zhì)的活動(dòng)，它能讓學(xué)生最大限度地投入其中，同時(shí)達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)。課堂情境創(chuàng)設(shè)則是指教師根據(jù)學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)一種生動(dòng)形象、具體真實(shí)的場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，在感悟中達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中的“實(shí)施建議”部分指出“在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中重視情境的創(chuàng)設(shè)”[3]，并進(jìn)一步指出物理概念的建立需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境、物理規(guī)律的探究需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境。在課堂教學(xué)中，情境的創(chuàng)設(shè)是探究教學(xué)的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)，在課堂當(dāng)中營(yíng)造好情境，更能引起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。學(xué)生在真實(shí)課堂教學(xué)情境中進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，也有利于提升其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在實(shí)際教學(xué)中，教師可能因?yàn)槭芟抻谡n堂時(shí)間、空間，對(duì)情境創(chuàng)設(shè)關(guān)注不夠，而往往導(dǎo)致學(xué)生參與課堂的主動(dòng)性、積極性受到影響。

接下來(lái)，筆者以“光的偏振”教學(xué)為例，進(jìn)行課堂教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐探索，探討情境創(chuàng)設(shè)的可能途徑。

光的偏振的學(xué)習(xí)是在機(jī)械波的形成和傳播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求是“觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。知道光是橫波，會(huì)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)?！盵3]

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)O(shè)計(jì)“光的偏振”一課教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)了解偏振概念，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。

（2）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)知道偏振片的作用，知道偏振光與自然光之區(qū)別;知道光是橫波;了解光的偏振在社會(huì)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究與分組討論發(fā)展學(xué)生合作交流的能力。提升學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)服務(wù)社會(huì)的意識(shí)，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感。

本節(jié)課的內(nèi)容沒(méi)有復(fù)雜的公式推導(dǎo)，而更多的是對(duì)概念的理解及現(xiàn)象的觀察。為了讓學(xué)生能更直觀地觀察光的偏振現(xiàn)象，更具體地了解光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，在教學(xué)中，筆者嘗試使用多種途徑進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，營(yíng)造探究教學(xué)氛圍，切實(shí)提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。以下主要討論本節(jié)課具體教學(xué)情境設(shè)置及其意圖。

1? ? 利用自制教具創(chuàng)設(shè)探究性情境

生活中有許多現(xiàn)象都與物理有關(guān)，有很多器件都用到物理知識(shí)。教師可以將一個(gè)生活器件進(jìn)行簡(jiǎn)單改裝做成教具，利用其前后視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的效果對(duì)比建立教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心。在本節(jié)課中，光的偏振概念相對(duì)比較抽象，單純從理論去講解，學(xué)生很難有深入的理解。所以在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者將一臺(tái)報(bào)廢的液晶顯示器改裝后作為教具進(jìn)行演示。

案例1? 教師向?qū)W生展示一臺(tái)液晶顯示器，讓學(xué)生觀察屏幕內(nèi)容。學(xué)生肉眼看過(guò)去，一片空白，無(wú)法看清具體圖像。這時(shí)有一個(gè)學(xué)生隨手拿起課桌上的偏振片，并透過(guò)偏振片看到了圖像（圖1）。筆者及時(shí)捕捉到了這個(gè)場(chǎng)景，并請(qǐng)?jiān)撋M(jìn)行分享，同時(shí)引導(dǎo)其他學(xué)生也用偏振片對(duì)著顯示器屏幕旋轉(zhuǎn)，并觀察現(xiàn)象。

此時(shí)，學(xué)生自然產(chǎn)生疑問(wèn)：為什么顯示器無(wú)法正常顯示？為什么可以借助偏振片觀察到顯示器上的圖像？旋轉(zhuǎn)偏振片為什么會(huì)看到明暗變化？

設(shè)計(jì)意圖：液晶顯示器屏幕前方本來(lái)有一張偏振片，筆者課前將其撕去，課堂上再引導(dǎo)學(xué)生分別通過(guò)肉眼和偏振片觀察一片“空白”的顯示器。前后對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同之處，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，引出本節(jié)課的主題。課堂教學(xué)中，一個(gè)學(xué)生的偶然之舉，使得教學(xué)過(guò)程更加自然，也提升了教學(xué)效果。

2? ? 利用同屏技術(shù)創(chuàng)設(shè)實(shí)時(shí)性情境

在課堂進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于面向整個(gè)課堂，學(xué)生往往參與感不強(qiáng)，且限于距離、角度，無(wú)法很好地觀察現(xiàn)象。近年來(lái)，手機(jī)同屏技術(shù)在課堂教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。在實(shí)際教學(xué)中，筆者也常常利用電腦軟件實(shí)現(xiàn)手機(jī)與電腦同屏，把手機(jī)當(dāng)作一個(gè)實(shí)時(shí)可移動(dòng)的投影儀，利用它可以將學(xué)生的典型解題過(guò)程拍照分享，也可以抓拍實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程進(jìn)行分享。

案例2? 機(jī)械波的偏振

實(shí)驗(yàn)1：繩波能否通過(guò)狹縫

器材：繩子，紙板。

教師在紙板上開(kāi)一長(zhǎng)方形孔作為“狹縫”，使繩子穿過(guò)“狹縫”，抖動(dòng)繩子模擬橫波產(chǎn)生，旋轉(zhuǎn)紙板，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)同屏觀察繩波傳播是否受到影響。

實(shí)驗(yàn)2：彈簧波能否通過(guò)狹縫

器材：彩虹圈，米尺，紙板。

教師將彩虹圈穿過(guò)米尺，并使二者共同穿過(guò)紙板中的“狹縫”，沿直尺方向抖動(dòng)彩虹圈一端，模擬縱波產(chǎn)生，旋轉(zhuǎn)紙板，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)同屏觀察彈簧波傳播是否受到影響。

設(shè)計(jì)意圖：利用身邊最簡(jiǎn)單的繩子、紙板、彩虹圈等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生直觀地理解偏振現(xiàn)象，同時(shí)使用身邊器材就能進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生感受到物理就在身邊。通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生懂得利用偏振現(xiàn)象來(lái)區(qū)別橫波與縱波，為研究光是橫波還是縱波的問(wèn)題進(jìn)行鋪墊。這兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)作為分組實(shí)驗(yàn)有些“小題大做”，但作為演示實(shí)驗(yàn)，往往只是教師演示，學(xué)生難有參與感。且實(shí)驗(yàn)1一般在地面完成，實(shí)驗(yàn)2一般在桌面上完成，都不利于學(xué)生觀察，而手機(jī)同屏演示以第一視角展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠讓學(xué)生身臨其境，聚焦實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

案例3? 偏振在攝影中的使用

將手機(jī)與平板電腦連接實(shí)現(xiàn)手機(jī)同屏，用三腳架固定手機(jī)，用水盆裝適量水，放置于合適位置。教師與學(xué)生合作，用手機(jī)拍攝水盆底部的一枚硬幣。

學(xué)生通過(guò)旋轉(zhuǎn)手機(jī)鏡頭前的偏振片到合適的角度，減少反射光的影響，得到清晰的圖像。借助手機(jī)同屏，讓其他學(xué)生直觀地看到拍攝的畫(huà)面隨著偏振片的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化，最后得到清晰的圖像。

設(shè)計(jì)意圖：偏振片在攝影中有著重要的應(yīng)用，教材中通過(guò)圖片展示加偏振片前后得到的圖像。但是對(duì)于大多數(shù)學(xué)生而言，圖片只能呈現(xiàn)最后的結(jié)果，缺乏體驗(yàn)的過(guò)程。通過(guò)手機(jī)同屏的方式，實(shí)時(shí)展示加偏振片后的調(diào)整過(guò)程。從課堂效果看，學(xué)生驚嘆于得到圖像的變化過(guò)程，特別是在最后得到清晰圖像時(shí)，發(fā)出陣陣驚呼，并報(bào)以熱烈的掌聲，課堂氣氛也達(dá)到一個(gè)高潮。

3? ? 利用小游戲創(chuàng)設(shè)趣味性情境

小游戲能活躍課堂氣氛，有時(shí)候一個(gè)簡(jiǎn)單的小游戲就如同一顆小石頭扔進(jìn)水里，激起陣陣漣漪，讓學(xué)生充分感受學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣。

案例4? 立體電影原理

雙眼效應(yīng)：物光進(jìn)入雙眼在視網(wǎng)膜上成像，由于兩眼相距一定距離，在兩眼底所形成的兩幅圖像基本相同，但又稍有差異，存在一定視差，經(jīng)大腦綜合后就形成了一幅立體圖像。教師請(qǐng)每位學(xué)生兩手各拿一支筆，伸直于胸前，嘗試將兩支筆的筆尖對(duì)齊。接著閉上一只眼睛，再次嘗試重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)兩次實(shí)驗(yàn)的難易程度。

設(shè)計(jì)意圖：一節(jié)課有40分鐘，學(xué)生往往很難保持整節(jié)課注意力都高度集中。特別是在一節(jié)課過(guò)半的時(shí)候，學(xué)生普遍會(huì)有一些疲憊，此時(shí)可以設(shè)計(jì)一些情境，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手參與，活躍班級(jí)氣氛。3D電影利用人的雙眼效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在平面的屏幕上“看到”立體圖像。筆者在此讓學(xué)生通過(guò)對(duì)齊筆尖的小游戲，體驗(yàn)雙眼形成立體圖像的效果，理解用兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)拍攝3D電影的原因。小游戲調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性，在實(shí)踐中，學(xué)生們互相比試，玩得不亦樂(lè)乎。這樣的課堂能讓他們感受到物理的有趣。

4? ? 利用多媒體素材創(chuàng)設(shè)高效性情境

在課堂教學(xué)中，教師可以利用一些有關(guān)現(xiàn)代前沿科技的圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻創(chuàng)設(shè)情境，為學(xué)生提供感性經(jīng)驗(yàn)。有些實(shí)驗(yàn)或者一些現(xiàn)象難以在課堂現(xiàn)場(chǎng)生成，教師可以在課堂中通過(guò)投影展示，使學(xué)生獲得直觀的視覺(jué)感受。

案例5? 夜間行車，有不少交通事故就是因?yàn)閷?duì)面來(lái)車的遠(yuǎn)光燈影響司機(jī)正常觀察路面情況。教師請(qǐng)學(xué)生看一幅迎面而來(lái)遠(yuǎn)光燈的動(dòng)圖，請(qǐng)他們總結(jié)感受，并思考改進(jìn)辦法。

設(shè)計(jì)意圖：多媒體素材包括圖片、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻等形式。如動(dòng)態(tài)圖片，一般為GIF格式，體積小，插入PPT后在播放狀態(tài)會(huì)循環(huán)顯示。相比普通圖片，動(dòng)態(tài)圖片更能抓住關(guān)鍵的幾幀畫(huà)面，動(dòng)態(tài)展示過(guò)程，但又不像視頻需要打開(kāi)播放器點(diǎn)擊播放，視頻的畫(huà)面中往往又有一些干擾因素，不利于學(xué)生觀察。在畫(huà)質(zhì)要求不高的情況下，動(dòng)圖比視頻更具有視覺(jué)沖擊，能夠更高效率地引起人的注意。

5? ? 利用生活實(shí)例創(chuàng)設(shè)真實(shí)性情境

物理學(xué)習(xí)中有許多STS的資源，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)在物理課堂中的所學(xué)嘗試解決生活中的物理問(wèn)題，會(huì)讓其覺(jué)得物理是有用的。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)解決生活中的物理問(wèn)題，也可以認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間的聯(lián)系，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力，培養(yǎng)其遵守道德規(guī)范、承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。

案例6? 嘗試解決遠(yuǎn)光燈問(wèn)題

汽車夜間行駛時(shí)一定要打開(kāi)車燈，但車燈的強(qiáng)光會(huì)影響迎面來(lái)車司機(jī)的視線，因此為了行車安全，必須使用小燈，但這樣肯定會(huì)影響行車速度及能見(jiàn)度，可能帶來(lái)不小的安全隱患。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有人就在車燈與擋風(fēng)玻璃上放置一個(gè)偏振片，從而避免遠(yuǎn)光燈晃眼，請(qǐng)同學(xué)們討論看看，要給它們添加怎樣透振方向的偏振片？

學(xué)生進(jìn)行討論，讓兩個(gè)學(xué)生模擬相向而行的汽車，利用兩只手模擬車燈和擋風(fēng)玻璃上偏振片的透振方向。

設(shè)計(jì)意圖：遠(yuǎn)光燈的問(wèn)題會(huì)讓夜間行車存在安全隱患，本案例引導(dǎo)學(xué)生積極關(guān)注社會(huì)現(xiàn)實(shí)，通過(guò)科技手段解決社會(huì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。通過(guò)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)模擬演示，培養(yǎng)學(xué)生立體空間想象的能力。

在物理課堂教學(xué)當(dāng)中，教師應(yīng)充分利用多種媒介、方法、素材創(chuàng)設(shè)出盡可能真實(shí)的、盡可能反映知識(shí)生成和應(yīng)用的學(xué)習(xí)情境，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞揭龑?dǎo)學(xué)生關(guān)注、聚焦課堂情境的細(xì)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解和建構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的活動(dòng)中觀察、思考、建構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，是提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要有效途徑。這就要求教師從情境的探究性、實(shí)時(shí)性、趣味性、高效性、真實(shí)性出發(fā)，有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)好活動(dòng)情境，有效地將物理知識(shí)和物理規(guī)律“隱藏”其中，并引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、思考、建構(gòu)。

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（欄目編輯? ? 李富強(qiáng)）