高秀麗

［摘 要］新課程標準為課堂教學改革指明了方向。高中物理新課改強調：高中物理課堂教學過程中要注意創(chuàng)設必要的情境，為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境，讓學生更好地理解所要學習的物理知識。文章以“研究靜摩擦力”的教學為例，從課前情境創(chuàng)設、課中情境創(chuàng)設、課后情境創(chuàng)設三個方面探討恰當“情境”在高中物理課堂教學中的應用。

［關鍵詞］情境鏈；高中物理；靜摩擦力

［中圖分類號］ ? ?G633.7 ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2022）20-0039-03

一、問題的提出

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出：學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面。如何讓物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在物理教學活動中落地，成了教師當前亟待解決的問題。

教學情境是指教師在教學過程中創(chuàng)設的情感氛圍，也是指具有一定情感氛圍的教學活動。建構主義理論認為，知識并不是獨立于情境之外的文字或公式，而是存在于具體的、情境性的、可感知的活動中，知識是情境化的知識，一切知識來源于情境。在新一輪的教育教學改革中，情境創(chuàng)設是核心素養(yǎng)落地的重要抓手。

教學情境是課堂教學的基本要素，創(chuàng)設教學情境是教師的一項常規(guī)教學工作，創(chuàng)設有價值的教學情境則是教學改革的重要追求?！扒榫虫湣敝傅氖窃谝欢ǖ膶W習范圍或主題范圍內，圍繞一定的目標或中心問題，圍繞一定邏輯結構精心設計的一系列情境。根據教學內容和教學環(huán)節(jié)需要，情境的創(chuàng)設可以有多種形式，包括問題式、活動式、探究式等。下面筆者以“研究靜摩擦力”教學為例，與各位同行分享，以期拋磚引玉。

二、案例與分析

在“研究靜摩擦力”的教學中，筆者在課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)，根據知識內容和素養(yǎng)培養(yǎng)的不同要求，圍繞靜摩擦力的產生條件、方向和大小這一內容主線，分別創(chuàng)設了不同形式的情境，形成邏輯清晰的“情境鏈”，很好地突出了教學重點，突破了教學難點。

（一）課前創(chuàng)設情境，激趣導入新課

在課前導入環(huán)節(jié)，教師別出心裁地創(chuàng)設了問題式情境，激發(fā)了學生的學習興趣和好奇心。問題式情境是指教師根據教學內容有目的、有意識地創(chuàng)設蘊含問題的情境， 促使學生質疑問難。教師創(chuàng)設問題式情境后，引導學生思考、解決情境中蘊含的問題，一方面可以激發(fā)學生的好奇心和求知欲，另一方面可以順暢地引出需要學生理解和掌握一定的知識、具備相應的能力才能解決的具體任務。問題式情境可以基于學生的生活創(chuàng)設，也可以基于實驗創(chuàng)設。

物理是一門實驗科學，新課導入時，創(chuàng)設蘊含問題的實驗情境往往可以引導學生積極投入到新課的學習中。

上課伊始，教師提問：把一個薄塑料袋放進杯子（教師同時動手做），怎么用塑料袋把杯子提起？

學生：……

教師把一個薄塑料袋放進杯子，想把杯子提起來但不成功。

在學生覺得不太可能時，教師微笑著說：“大家看好了，我要‘變魔術’了?！苯處熗芰洗芯従彽刈⑷胨?，再提起杯子，結果杯子被提了起來。

學生非常驚訝并且好奇，教師進一步提出問題：塑料袋是利用什么力將杯子提起的？教師要求學生分析在提起杯子的過程中杯子受的力。在學生分析、交流后，教師引導學生得出結論：塑料袋是利用摩擦力提起杯子的。這個實驗讓學生直觀了解和感受了靜摩擦力，并得出了靜摩擦力的概念。

接著師生通過對實驗的分析對比，總結歸納靜摩擦力的產生條件。例如，通過分析“不加水，塑料袋不能提起杯子”得到產生靜摩擦力的第一個條件：兩物體相互接觸并擠壓；通過分析“在杯子周圍涂上食用油，杯子較難提起來”得到產生靜摩擦力的第二個條件：兩物體的接觸面要粗糙；通過分析“杯子被提起來后，由于重力，想往下掉，但是實際上沒有掉下來”得到產生靜摩擦力的第三個條件：有相對運動趨勢。

最后，師生共同總結歸納產生靜摩擦力的條件：接觸面粗糙、兩物體相互接觸并擠壓、有相對運動趨勢。

設計意圖：孔子說：“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅反，則不復也?！笨鬃拥倪@段話，在肯定啟發(fā)作用的同時強調了啟發(fā)前學生進入學習情境的重要性。本案例在課堂導入時創(chuàng)設蘊含問題的實驗情境，激發(fā)學生探索知識的欲望，然后引導學生循序漸進地分析，讓學生不但理解了靜摩擦力的概念和產生條件，而且培養(yǎng)了科學思維和科學探究精神。

（二）課中創(chuàng)設情境，突破教學難點

1.創(chuàng)設活動式情境，突破“靜摩擦力的方向”教學難點

教師在與學生一起總結歸納產生靜摩擦力的條件后，創(chuàng)設了一系列活動式情境，引導學生參與和體驗，突破了“靜摩擦力的方向”這一教學難點。教師把情境融入活動中，以問題引領學生進行思考、討論、合作等，在解決問題的過程中引出新知，培養(yǎng)能力。在概念探究和建構的過程中，創(chuàng)設活動式情境，可以打破教師的“滿堂灌”，促進師生、生生互動，發(fā)揮學生的主體作用，發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

情境1：播放將行李送上傾斜傳送帶的視頻（如圖1），引導學生思考教師提出的問題。

問題1. 視頻中的行李是否在運動？

問題2. 行李有沒有受到摩擦力作用？如果有，是滑動摩擦力還是靜摩擦力？你的判斷依據是什么？

學生通過思考與解決這兩個問題，鞏固了靜摩擦力的產生條件這一知識，培養(yǎng)了科學推理和科學論證思維能力。

情境2：教師演示木板上拉毛刷（毛刷沒有被拉動）的實驗（如圖2），讓學生觀察實驗現象，思考并討論教師提出的問題。

問題1. 靜摩擦力是阻礙物體間的相對運動趨勢的力，那么靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向存在怎樣的關系？

問題2. 毛刷受到向右的拉力，但是毛刷相對木板保持靜止，說明毛刷受到怎么樣的力？

問題3. 刷毛向左彎曲，說明刷毛受到木板對它的靜摩擦力的方向向哪邊？

教師設置的遞進式的問題串為學生搭建了思維的“腳手架”，引導學生從實驗現象出發(fā)，對木板進行受力分析，根據二力平衡得到靜摩擦力的方向，再利用假設法得到相對運動趨勢方向，從而得出結論：靜摩擦力的方向總是與物體相對運動趨勢的方向相反。

情境3：教師在總結得出靜摩擦力的方向后，設計以下生活情境，引導學生學以致用，鞏固靜摩擦力方向的判斷這一知識。

（1）推著小推車的顧客利用斜坡式自動扶梯上樓（如圖3）。

提問：扶梯是利用什么力把人送上樓的？

（2）電工利用腳扣爬上電線桿（如圖4）。

提問：電工如何利用腳扣的靜摩擦力爬上電線桿？

（3）人在走路時（如圖5），前、后腳受到的是靜摩擦力還是滑動摩擦力？方向如何？

教師組織學生以4人為一組進行感受和討論，然后引導學生思考以下問題：

①人的后腳有沒有受到摩擦力作用？如果有，是滑動摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

②人的前腳有沒有受到摩擦力作用？如果有，是滑動摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

學生分組在教室里走動和觀察，圍繞教師提出的兩個問題，逐一進行討論交流，得出小組的結論；教師組織小組間交流探討，在各組意見不一致時給予點撥。

（4）自行車行駛時（如圖6），前、后輪受到的是什么摩擦力？方向如何？

自行車是學生熟悉的交通工具，但是他們平時大多不會去細心觀察和思考。教師可引導學生思考以下問題：

①人騎自行車時，自行車的鏈條帶動哪個輪子轉動？該輪子相對于地面是向前還是向后運動？它有沒有受到摩擦力？如果有，是滑動摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

②哪個輪子是沒有施加動力的？該輪子相對于地面是向前還是向后運動？它有沒有受到摩擦力？如果有，是滑動摩擦力還是靜摩擦力？方向是向前還是向后？

學生分組展開討論，再選派小組代表發(fā)表意見，教師進行點撥解疑。

設計意圖：活動情境3中圍繞靜摩擦力的方向創(chuàng)設了4個真實情境，貼近學生的生活，學生感覺親切；讓學生親歷其中的活動，引導他們大膽猜想、假設、討論、交流，進一步展開推理、解釋和論證，從而深刻領悟靜摩擦力的方向——與相對運動趨勢的方向相反，很好地突破了本節(jié)課的教學難點，提高了學生的模型建構、科學推理、科學論證等能力。

2.創(chuàng)設探究式情境，探索靜摩擦力的大小

物理學科教學中的情境包括生活生產情境和學習探索情境兩類，在得出靜摩擦力方向后，教師創(chuàng)設以下學習探索情境，引導學生實驗探究靜摩擦力的大小。

實驗探究：請嘗試設計測量摩擦力的大小的方案（實驗裝置如圖7），隨后進行實驗，并將數據記錄在表格中（如表1）。

實驗后提出以下問題讓學生思考討論：

（1）木塊在水平桌面上，不用外力拉時，它有沒有受到靜摩擦力的作用？用彈簧測力計拉木塊但沒有動，木塊有沒有受到摩擦力的作用？如果有，其大小如何？方向如何？

（2）由上述實驗結果可知，靜摩擦力的大小是固定的值嗎？如何確定其大??？

教師引導學生運用二力平衡，分析實驗數據，得出靜摩擦力的大小，并歸納總結靜摩擦力大小的變化規(guī)律。隨后教師演示用力傳感器代替彈簧測力計做實驗，在計算機屏幕上直接得到拉力隨時間變化的[F-t]圖像，印證和鞏固探究實驗的結論。

設計意圖：靜摩擦力的大小隨著外力的變化而變化，如果直接把結論告訴學生，學生沒有經歷動手探究的過程，往往記憶不深刻，理解不到位。教師通過創(chuàng)設探究式情境，引領學生在探究中合作、交流和討論，在實驗過程中學會分析、論證和歸納，在教會學生知識的同時培養(yǎng)了學生科學探究的意識和能力。

（三）課后創(chuàng)設情境，鞏固靜摩擦力概念

物理與生活、生產聯系密切，物理知識的價值在于回到生活和生產中，解釋或解決實際問題。在概念的應用環(huán)節(jié)，創(chuàng)設貼近學生生活的真實問題情境，讓學生感覺物理真實和親切，這樣既能激發(fā)學生的學習興趣，又能較好地鞏固物理概念，考查學生從復雜的情境中抓住主要因素，構建物理模型并解決問題的能力。

情境：手用力握住一個豎直的瓶子，瓶子靜止（如圖8）。

（1）當手握瓶子的力增大時，瓶子所受的摩擦力是不是增大了？

（2）手越干燥、粗糙，瓶子所受的摩擦力是否越大？

設計意圖：靜摩擦力在生產、生活中的應用非常廣泛，學習了靜摩擦力后，回歸生產、生活，讓學生嘗試運用靜摩擦力知識分析與解決實際問題，一方面鞏固靜摩擦力的概念、產生條件、方向以及大小，另一方面提高學生分析與解決問題的能力。

“價值引領，素養(yǎng)導向，能力為重，知識為基”是新一輪教育教學改革的主題，如何在教學實踐中落實，是廣大教育工作者需要思考的問題。物理學科含有天然的育人價值，在物理知識背后蘊含著豐富的學科方法和素養(yǎng)，是學生終身發(fā)展所必備的能力。筆者在所教的班級進行“‘情境鏈’引領課堂教學”實驗研究，實驗研究一年多時間，通過前、后測發(fā)現，實驗班學生對物理的學習興趣明顯提升，學生分析與解決問題的能力明顯提高，實驗效果非常好。“‘情境鏈’引領課堂教學”要求教師在備課時認真研讀課程標準和教材，把教學內容問題化、問題情境化，圍繞教學內容主線創(chuàng)設邏輯清晰的“情境鏈”，以情境和問題引導學生分析、解決問題，經歷知識建構和回歸真實生活和生產的過程，從而有效培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

［1］ ?中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ ?廣東教育出版社.普通高中課程標準實驗教科書物理必修1［M］.廣州：廣東教育出版社，2017.

［3］ ?費宏.以“情境串”為引導的思想品德課堂 ：以“做誠信的人”一課為例［J］.思想政治課教學，2014（5）：52-55.

（責任編輯 易志毅）