鐘明亞

(廣東省珠海市實(shí)驗(yàn)中學(xué),廣東 珠海 519000)

隨著新課程和新教材在高中的實(shí)施,如何在“雙新”背景下落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng),同時(shí)提升教學(xué)質(zhì)量,這就需要我們建設(shè)與之匹配的教學(xué)方式.課程標(biāo)準(zhǔn)中指出,創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行物理教學(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.情境式教學(xué)就是在“雙新”背景下提出的一種高中物理課堂教學(xué)新模式.情境式教學(xué)是指教學(xué)中通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,為學(xué)生營造一個(gè)熟悉、輕松、愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性.在研究真實(shí)情境時(shí),要抓主要因素,忽略一些次要因素,從而把真實(shí)情境轉(zhuǎn)化成學(xué)生熟悉的物理問題,構(gòu)建物理模型.這種教學(xué)模式可以培養(yǎng)學(xué)生物理思維,增加學(xué)生解決物理問題的能力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高課堂教學(xué)效率的目的.

1 創(chuàng)設(shè)生活情境,激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣

生活中處處有物理,物理現(xiàn)象和物理規(guī)律就在我們身邊.在教學(xué)中,我們可以根據(jù)教材內(nèi)容,找到物理知識和生活的契合點(diǎn),從而為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境.例如,在教學(xué)人教版必修二第六章第二節(jié)《向心力》一節(jié)時(shí),我們創(chuàng)設(shè)的大情境是學(xué)生喜聞樂道的游樂場.從熟悉的事物入手,可以激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的積極性[1].

教師向?qū)W生展示玩大轉(zhuǎn)盤時(shí)的圖片(如圖1),引導(dǎo)學(xué)生觀察大轉(zhuǎn)盤運(yùn)動時(shí)的特點(diǎn),從而把生活中的真實(shí)情境抽象出熟悉的物理模型.學(xué)生很容易把這個(gè)情境和物體在圓盤上隨物體做勻速圓周運(yùn)動聯(lián)系起來,教師進(jìn)一步引導(dǎo),物體隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動時(shí),受到什么力?什么力提供了向心力呢?學(xué)生通過觀察,思考物體在圓盤上做圓周運(yùn)動的原因.物體在圓盤上勻速圓周運(yùn)動時(shí),受到重力和支持力的作用,那什么力提供向心力呢?如果沒有轉(zhuǎn)盤,物體應(yīng)該保持原來的直線運(yùn)動,而現(xiàn)在物體隨轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動,物體有背離圓心方向的運(yùn)動趨勢,所以物體受到一個(gè)指向圓心的靜摩檫力.靜摩檫力提供物體隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動的向心力.從情境中建構(gòu)出物理模型,從而解決問題,這樣可以培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)生活實(shí)際問題的能力.

圖1 轉(zhuǎn)盤 圖2 颶風(fēng)飛椅

教師展示颶風(fēng)飛椅的圖片(如圖2),學(xué)生看到時(shí)很興奮,充分調(diào)動了他們參與課堂的積極性.當(dāng)人在颶風(fēng)飛椅上勻速轉(zhuǎn)動時(shí),是什么力提供向心力呢?教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察,適當(dāng)忽略次要因素,抓住主要因素,簡化條件.將颶風(fēng)飛椅的勻速圓周運(yùn)動和繩子拉球時(shí)勻速圓周運(yùn)動的聯(lián)系在一起,從而確立解決問題的物理模型.物體此時(shí)受到重力和繩子拉力,這兩個(gè)力的合力提供了向心力.解決真實(shí)情境問題的關(guān)鍵是將生活中的情景轉(zhuǎn)化為物理問題,進(jìn)而構(gòu)建物理模型.學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中不斷地接觸真實(shí)情境,滲透把真實(shí)情境轉(zhuǎn)化為物理問題的解決方式,可以提高學(xué)生分析解決物理問題的能力,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維.

2 借助實(shí)驗(yàn)情境,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,在實(shí)驗(yàn)中實(shí)行情境教學(xué)是非常行之有效的.物理教學(xué)中可以通過演示實(shí)驗(yàn),分組探究實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生對物理知識的感知,培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和自主探究精神.以必修一第三章第三節(jié)《牛頓第三定律》為例,為了突出學(xué)生的主體地位,讓學(xué)生在體驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)中得出物理規(guī)律.我們設(shè)計(jì)了好幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情境,首先讓學(xué)生坐在老板椅上去推桌子,桌子沒有動,學(xué)生后退.引導(dǎo)學(xué)生思考,人為什么會后退呢?學(xué)生就會思考:人在推桌子的時(shí)候,人給了桌子一個(gè)作用力,那么桌子也會給人一個(gè)作用力,從而人會后退.在講解作用力和反作用力的性質(zhì)時(shí),我們會演示遙控汽車在白紙上啟動時(shí),白紙向后飛出.學(xué)生很喜歡做物理實(shí)驗(yàn),非常開心,課堂氣氛活躍.通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,認(rèn)真思考白紙為什么會向后飛出.遙控汽車在白紙上運(yùn)動時(shí),受到白紙給它向前的摩擦力,遙控汽車給白紙向后的摩檫力,白紙向后飛出.通過分析這些真實(shí)的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.為了更好地探究作用力和反作用力的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生猜想它們之間有什么樣的關(guān)系,包括大小,方向,性質(zhì)等方面.學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力.實(shí)驗(yàn)很簡單(如圖3):兩個(gè)彈簧測力計(jì)沿水平面同時(shí)拉動,看兩彈簧秤示數(shù)如何變化?兩力的大小,方向如何?分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神,學(xué)生邊做實(shí)驗(yàn)邊把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在表1中.在教學(xué)中給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境,增加物理教學(xué)的趣味性,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力,促進(jìn)其創(chuàng)新思維能力的提高.研究作用力和反作用力大小時(shí),學(xué)生需要知道測力計(jì)的量程,正確讀數(shù)[2].數(shù)據(jù)是真實(shí)測量的,培養(yǎng)他們實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,有時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)力的大小有偏差,學(xué)生需要在誤差允許的范圍內(nèi)歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律.這些都充分調(diào)動學(xué)生的積極性,鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力.

表1 課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集表

圖3 兩彈簧相互拉

3 利用多媒體技術(shù),增強(qiáng)學(xué)生對物理知識的感知

物理課堂中總有一些知識是我們無法創(chuàng)建真實(shí)情境的,學(xué)生學(xué)起來就覺得枯燥和乏味,從而失去學(xué)習(xí)物理的動力,我們可以借助多媒體創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,把一些難以用簡單語言講述的知識用動畫、錄像等形式展示給學(xué)生,使物理課堂變得生動,有趣.比如在必修二的第七章《萬有引力與宇宙航行》教學(xué)中,我們沒有辦法讓孩子真實(shí)感受萬有引力,但是我們可以借助視頻的方式,向?qū)W生展示航天技術(shù),讓他們感同身受.教師可以以嫦娥五號為大情境,作為切入點(diǎn)進(jìn)行教學(xué).嫦娥五號任務(wù)作為我國復(fù)雜度高、技術(shù)跨度大的航天系統(tǒng)工程,實(shí)現(xiàn)了四個(gè)首次,且是我國探月工程“繞落回”三步走中的最后收官之戰(zhàn),有助于培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感.播放嫦娥五號相關(guān)視頻給學(xué)生看,引導(dǎo)學(xué)生抓主要因素,簡化條件,構(gòu)建物理模型.嫦娥五號的“繞”其實(shí)就是衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的模型,嫦娥五號的“回”可以簡化了衛(wèi)星的變軌道模型.引導(dǎo)學(xué)生思考嫦娥五號在“繞”時(shí),應(yīng)該具有什么特點(diǎn)?在“回”時(shí)又具有什么樣的特點(diǎn)?這樣就把學(xué)生腦海中零碎的知識點(diǎn)通過一個(gè)嫦娥五號這個(gè)大情境給串連起來了.又比如在原子物理中講授盧瑟福的a散射實(shí)驗(yàn)時(shí),為了學(xué)生更好地掌握,我們可以借助flash動畫演示a散射實(shí)驗(yàn),動畫生動形象,一目了然,學(xué)生可以清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.教師通過創(chuàng)設(shè)視頻、動畫等多媒體教學(xué)情境,增強(qiáng)學(xué)生對物理知識地感知,調(diào)動他們學(xué)習(xí)物理的興趣,從而提高物理課堂教學(xué)效果.

4 情境式習(xí)題,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力

新教材的課后習(xí)題,出現(xiàn)了大量生活中熟悉的情境,高考中情景式題目的占比也是非常高,這都需要我們培養(yǎng)學(xué)生把真實(shí)情境轉(zhuǎn)化為物理模型,解決實(shí)際問題的能力.

以2022年廣東高考第1題為例:圖4是可用來制作豆腐的石磨.木柄AB靜止時(shí),連接AB的輕繩處于繃緊狀態(tài).O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn),F、F1和F2分別表示三根繩的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°.下列關(guān)系式正確的是( ).

圖4 例題圖示 圖5 O點(diǎn)受力圖示

A.F=F1B.F=2F1

看到此類題目,首先要抓主要因素,忽略一些次要因素,要把真實(shí)情境轉(zhuǎn)化為熟悉的物理問題.制作豆腐的石磨是次要因素,三根輕繩上的受力情況才是重點(diǎn)研究對象.此題本質(zhì)就是物體的平衡問題.那么它的解題思路就是先受力分析,然后根據(jù)平衡條件求解即可.題目中提到木柄AB靜止時(shí),連接AB的輕繩處于繃緊狀態(tài),此條件說明三根輕繩結(jié)的點(diǎn)O的合力等于零.對三根輕繩的結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,受力分析如圖5所示.然后建立坐標(biāo)系,由幾何關(guān)系可知θ=30°.由平衡條件可得F1sin30°=F2sin30°,F1cos30°+F2cos30°=F,然后求解即可.

綜上所述,教師在教學(xué)中不論是創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、實(shí)驗(yàn)情境、多媒體情境,還是課后的情境式習(xí)題,都可以在平時(shí)的教學(xué)中不斷培養(yǎng)學(xué)生的物理思維.教師要根據(jù)授課內(nèi)容,結(jié)合生活實(shí)際,把知識還原到情境中,把知識應(yīng)用到解決真實(shí)情境問題中.教師要培養(yǎng)學(xué)生把真實(shí)情境轉(zhuǎn)化為熟悉的物理問題和物理模型的能力,這就需要教師在教學(xué)中,以核心素養(yǎng)為目標(biāo),以學(xué)生為主體,用情境來搭建起知識通往素養(yǎng)的橋梁.通過情境教學(xué),在物理教學(xué)中真正讓學(xué)科核心素養(yǎng)落地實(shí)施.