封玉林

新高考改革在上海已經(jīng)實(shí)行多年，伴隨著制度的變革，考試內(nèi)容和形式的改變是教師和學(xué)生關(guān)注的重中之重。對(duì)物理學(xué)科而言，不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)事實(shí)：新的選考模式相對(duì)于原先的考試難度降低了，而對(duì)物理學(xué)基本核心素養(yǎng)的要求更高了。尤其在物理觀念的建立、科學(xué)思維的提升、實(shí)驗(yàn)探究以及科學(xué)態(tài)度等能力方面提出了更高的要求。伴隨著命題者如何考查學(xué)生各項(xiàng)素養(yǎng)并體現(xiàn)出區(qū)分度的思考，情境化的出題模式便隨著考改應(yīng)運(yùn)而生。針對(duì)這種情況，高中物理教學(xué)過(guò)程中應(yīng)適度地加入情境教學(xué)模式，通過(guò)一些學(xué)生頭腦中已有的常識(shí)作為切入點(diǎn)，為學(xué)生營(yíng)造更加豐富有趣的情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，最終加深對(duì)概念的理解和運(yùn)用能力。

一、情境式教學(xué)的三個(gè)步驟

物理教學(xué)應(yīng)該是從情境中來(lái)，再到情境中去。創(chuàng)設(shè)情境其實(shí)只不過(guò)是情境教學(xué)的一個(gè)起始環(huán)節(jié)，完整的情境教學(xué)至少應(yīng)該包括三部分，即情境化、去情境化與再情境化物理教學(xué)。既要讓學(xué)生從紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律并建立起揭示其本質(zhì)特征的物理概念，實(shí)現(xiàn)從情境到概念的理論構(gòu)建——即從“情境化”到“去情境化”的過(guò)程，又要能將概念還原到現(xiàn)實(shí)情境中用于解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從概念到應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)還原——即從“去情境化”到“再情境化”的過(guò)程。

（一）情境化：產(chǎn)生問(wèn)題

中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平處于形象思維和抽象思維的過(guò)渡階段，處于這一階段的學(xué)生，能夠理解并解決簡(jiǎn)單的抽象問(wèn)題，但對(duì)于從未接觸過(guò)的概念仍需要一定的感性認(rèn)知來(lái)支撐，在教學(xué)中需要“情境”的支撐，來(lái)使學(xué)生獲得關(guān)于未知內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)。感性認(rèn)識(shí)是發(fā)展理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，良好的教學(xué)情境則可以給學(xué)生提供感性的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，為知識(shí)的建構(gòu)做好準(zhǔn)備。從學(xué)習(xí)心理角度看，有趣的情境能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行;從學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)角度看，熟悉的情境為學(xué)生提供了感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了概念形成;從學(xué)習(xí)發(fā)展角度看，情境的變化能帶動(dòng)知識(shí)的遷移，發(fā)展學(xué)生的思維，引出核心問(wèn)題。而從教師的教學(xué)來(lái)看，如何在建立概念、引導(dǎo)學(xué)生由感性思維到抽象思維的過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)“情境”以及由“情境”設(shè)計(jì)出怎樣的“問(wèn)題”成為最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)（或者說(shuō)，提問(wèn)永遠(yuǎn)是課堂的藝術(shù)所在）。如在講解產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件時(shí)，可現(xiàn)場(chǎng)演示將粉筆擦沿著豎直黑板面自由下落，此過(guò)程中雖然板擦與黑板接觸但由于沒(méi)有相互之間的彈力，所以就不會(huì)將黑板上的字擦除，由此引出產(chǎn)生摩擦力的條件。

（二）去情境化：分析問(wèn)題

“去情境化”重視從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍，通過(guò)具體情境幫助學(xué)生形成形象的思維和感性的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于這些繁復(fù)的知識(shí)僅靠學(xué)生自己在情境中建構(gòu)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。教學(xué)的主要任務(wù)是幫助學(xué)生筑起知識(shí)的大廈，使其獲得大量抽象概括的一般化知識(shí)和思維方法，形成知識(shí)體系。所以在情境教學(xué)中我們既要為學(xué)生呈現(xiàn)一定的具體情境，又要幫助他們脫離情境，建構(gòu)一般化的知識(shí)。這就需要教師進(jìn)行情境教學(xué)中的第二個(gè)環(huán)節(jié)——“去情境化”。“去情境化”是指將知識(shí)從具體的情境中分離抽象出來(lái)，從而超越情境，成為概括性的知識(shí)，是情境教學(xué)中重要的一環(huán)。

（三）再情境化：重現(xiàn)問(wèn)題

再情境化實(shí)際上就是通過(guò)概念與遷移情境相結(jié)合，進(jìn)一步對(duì)概念進(jìn)行辨析和應(yīng)用，對(duì)概念雛形中的細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，最終形成科學(xué)而系統(tǒng)的解決方案，并對(duì)概念的本質(zhì)特征和思維方式進(jìn)行鞏固和應(yīng)用。學(xué)生解決問(wèn)題的能力是知識(shí)應(yīng)用能力的更高進(jìn)階，在本質(zhì)上可以看成是一種學(xué)習(xí)遷移能力。創(chuàng)設(shè)這些條件性情境的目的，也是希望使學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容情境化，或者期望學(xué)生將知識(shí)遷移到新的情境中，更好地解決新情境下的問(wèn)題。情境教學(xué)中的“再情境化”就凸顯出了其促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移的重要意義。

二、情境式教學(xué)案例

情境下的考題也就是“信息題”，是指通過(guò)將考生所掌握的公式、原理、結(jié)論、生活中的場(chǎng)景、最新科技成果等以已知的信息滲透在某一物理問(wèn)題中，要求考生臨場(chǎng)自主閱讀、獨(dú)立提取題目中的信息、結(jié)合頭腦中的原有知識(shí)進(jìn)行模型構(gòu)建，在全新的情境中將學(xué)過(guò)的知識(shí)即時(shí)應(yīng)用于真實(shí)問(wèn)題解決中的試題。其優(yōu)點(diǎn)：情境新，閱讀量大，貼近生活。由于信息題的“信息”具有新穎性，要求考生在考場(chǎng)上即時(shí)自主閱讀，領(lǐng)會(huì)信息的含義，即時(shí)結(jié)合原有知識(shí)構(gòu)建物理模型。而在平時(shí)訓(xùn)練中，學(xué)生接觸到此類情境題，往往憑主觀感覺，很容易割裂理論和情境，造成此類問(wèn)題大量失分。這就意味著教師更需要去引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)超越情境，還原本質(zhì)，形成概括化知識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)遷移，即為“去情境化—再情境化”的習(xí)題教學(xué)模式。

（一）結(jié)合案例，提出問(wèn)題

情境：如圖是F1方程式賽車比賽中“上”賽道的一個(gè)直角彎角，賽車手駕駛賽車從圖片右下角進(jìn)入視線，圖中標(biāo)出的是賽道的內(nèi)外兩側(cè)，請(qǐng)問(wèn)在過(guò)彎不減速的情況下，他應(yīng)該選擇的最合理的過(guò)彎路線是（ ）

對(duì)于此類問(wèn)題學(xué)生普遍按照直覺去處理問(wèn)題，而非找到理論去解釋現(xiàn)象，為此筆者設(shè)計(jì)以下問(wèn)題去引導(dǎo)學(xué)生的思維：

1.轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，賽車在水平方向受到幾個(gè)力？找到水平方向的外力并作出受力分析圖。

2.請(qǐng)根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，思考合力的作用是什么？如何選擇物理公式求出轉(zhuǎn)彎速度和轉(zhuǎn)彎半徑的關(guān)系？

3.賽車是一項(xiàng)追求極限速度的項(xiàng)目，在最大靜摩擦力一定的情況下，談?wù)勅绾卫斫庾罴堰^(guò)彎的路線。

在這三個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)下，將賽車轉(zhuǎn)彎這一情境抽離出題目，將它變成在水平方向作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力學(xué)問(wèn)題。在剝離復(fù)雜情境后，便于學(xué)生搭建最基本的力學(xué)模型，為接下來(lái)的去情境化的登場(chǎng)做好鋪墊。

（二）抽絲剝繭，還原本質(zhì)

學(xué)生在對(duì)情境有了一定的分析之后，教師適時(shí)給出學(xué)生熟悉的模型進(jìn)行類比。

模型：一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上有一個(gè)物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與圓盤之間的最大靜摩擦力為Ff，試分析物體在距圓盤中心不同位置處的最大線速度。

學(xué)生在與之前的模型對(duì)比之后，發(fā)現(xiàn)抽象過(guò)的賽車模型與圓盤模型同出一轍，靜摩擦力提供向心力，根據(jù)F向=m■可知，在向心力一定的情況下，半徑越大，對(duì)應(yīng)的線速度也越大。所以在賽車問(wèn)題中，在最大靜摩擦力一定的情況下，為獲得最大的過(guò)彎速度，應(yīng)選擇最大轉(zhuǎn)彎半徑的路徑，即外內(nèi)外這一路徑。從特殊到一般的思路，摒棄特殊情境帶來(lái)的干擾，找到共性，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和靈活應(yīng)用。

（三）情境回歸，獲得新知

與“情境化”類似，“再情境化”同樣是通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境來(lái)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，但此時(shí)情境的創(chuàng)設(shè)卻又區(qū)別于“情境化”，此時(shí)情境創(chuàng)設(shè)的目的是發(fā)展學(xué)生更高階的解決問(wèn)題的能力，期望學(xué)生將知識(shí)遷移到新的情境中，通過(guò)新情境的遷移螺旋式提升學(xué)生解決實(shí)際的能力。

情景回歸1：在高速公路的拐彎處，為什么將路面設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低？

情境回歸2：如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動(dòng)可看作是做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng)，已知重力加速度為g，要使車輪與路面之間的橫向摩擦力（即垂直于前進(jìn)方向）等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于多少？

情境回歸3：如圖所示，火車道轉(zhuǎn)彎處的半徑為r，火車質(zhì)量為m，兩鐵軌的高度差為h（外軌略高于內(nèi)軌），兩軌間距為L(zhǎng)（L>>h），求：火車以多大的速率v轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩鐵軌不會(huì)給車輪沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？

以上三個(gè)問(wèn)題是一種遞進(jìn)的關(guān)系，在掌握?qǐng)A盤模型的基礎(chǔ)上，從第一個(gè)問(wèn)題出來(lái)做出定性分析到第二個(gè)問(wèn)題的定量計(jì)算，直到第三個(gè)問(wèn)題的定量討論。多次體驗(yàn)了與情境模型的深度匹配，并不斷進(jìn)行決策的優(yōu)化——這既是一個(gè)倒推驗(yàn)證的過(guò)程，更是一個(gè)體系生成的過(guò)程。

三、小結(jié)

在突出以學(xué)生為主體的高中物理教學(xué)課堂的背景下，情境式教學(xué)已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，不僅符合學(xué)生的思維習(xí)慣，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，也符合新課標(biāo)對(duì)于高中物理教學(xué)的要求，并在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮著積極有效的作用。如何在日常教學(xué)中結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生更多地從理性思維角度而非感性直覺角度去思考問(wèn)題，如何營(yíng)造一種和諧的教學(xué)氛圍，不斷豐富教學(xué)方法、教學(xué)情境，通過(guò)問(wèn)題情境教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，最終促進(jìn)物理課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，這對(duì)于教師也提出了更高的要求。

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