劉云
摘 要:高中階段的物理知識(shí)有著較強(qiáng)的抽象性與復(fù)雜性,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很容易出現(xiàn)理解不到位的情況。為了解決這一問(wèn)題,教師可以應(yīng)用情境教學(xué)法,結(jié)合教材調(diào)整教學(xué)手段,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富多元、易于理解的教學(xué)情境,讓學(xué)生能夠在情境的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)探究,加深知識(shí)理解,獲得愉悅的課程體驗(yàn)。文章基于此點(diǎn),先分析了情境教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,隨即探尋了情境教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略。旨在讓高中物理課程教學(xué)模式得到創(chuàng)新,為學(xué)生提供探索知識(shí)的良好契機(jī)。
關(guān)鍵詞:情境教學(xué)法;高中物理;應(yīng)用價(jià)值;應(yīng)用策略
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版2020年修訂)在“教學(xué)建議”模塊明確指出了“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)”。點(diǎn)明了創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。由此觀之,以核心素養(yǎng)培育為引導(dǎo)的新課程改革推行需要優(yōu)化課程教學(xué)中情境的創(chuàng)設(shè)模式,以情境驅(qū)動(dòng)學(xué)生在獲取知識(shí)、深化理解上變得形象化、生動(dòng)化、情趣化,使得學(xué)生的思維能夠朝著活潑化、深入化、高階化的方向發(fā)展。因而教師有必要結(jié)合新課標(biāo)的指示,立足學(xué)科核心素養(yǎng),創(chuàng)設(shè)出契合學(xué)生認(rèn)知心理特點(diǎn)的教學(xué)情境,使學(xué)生在情境的引領(lǐng)下層層深入、循序漸進(jìn),自主參與知識(shí)生成的整個(gè)過(guò)程,提高課程學(xué)習(xí)的效率與
質(zhì)量。
一、情境教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值
(一)有利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升
情境教學(xué)法以學(xué)生為中心,培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為指導(dǎo)思想,注重多種認(rèn)知理論和教育技術(shù)的結(jié)合,為學(xué)生提供具有豐富內(nèi)容支撐的綜合化、結(jié)構(gòu)化情境。這種情境能夠有效、合理地幫助學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知性、實(shí)踐性和價(jià)值性信息與資源生成的邏輯體系,將能引導(dǎo)學(xué)生在情境互動(dòng)中獲得認(rèn)知實(shí)踐及價(jià)值觀上的多維收獲,避免學(xué)生處于傳統(tǒng)單一、單向的課堂交流狀態(tài)[1]。他們所獲得的知識(shí)內(nèi)容也不再是干癟、抽象的,而是立體、鮮活、多元的,能夠更為直觀地反映學(xué)生與課本教材、知識(shí)理解之間的聯(lián)系,讓學(xué)生在知識(shí)的吸收及知識(shí)的應(yīng)用中獲得更為愉悅且豐富的體驗(yàn),更好地反映知與行連接更高階的體系。教師在真實(shí)而多元的情境中,也能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,從過(guò)去教師單向的知識(shí)傳遞模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)學(xué)生與情境的多元互動(dòng)、多元交融,達(dá)成知識(shí)、技能及素養(yǎng)的多維提升,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。
(二)有利于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系的建構(gòu)
情境教學(xué)法的應(yīng)用將能讓教師有目的、有計(jì)劃地布局課程教學(xué)內(nèi)容及活動(dòng)。學(xué)生所需學(xué)習(xí)和理解的知識(shí)點(diǎn)將隨著情境的引入逐層體現(xiàn),改變了以往知識(shí)碎片化、散亂化呈現(xiàn)給學(xué)生的情況。學(xué)生將在情境的引導(dǎo)下完成自主的學(xué)習(xí)實(shí)踐與探究創(chuàng)新,而后參與知識(shí)生成的過(guò)程。而學(xué)生聚焦不同的情境,也能夠建構(gòu)起與情境相關(guān)聯(lián)的知識(shí)體系,讓學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程更加富有體系,讓知識(shí)內(nèi)容呈結(jié)構(gòu)化的狀態(tài)[2]。知識(shí)的結(jié)構(gòu)化自然也將帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)思路的清晰化,讓學(xué)生的思考更加富有邏輯,對(duì)知識(shí)的理解也更為清晰、具體、全面。學(xué)生將以情境實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)的整合,按照某種邏輯,將知識(shí)、能力、素養(yǎng)編織起來(lái),形成一個(gè)富有意義的探究學(xué)習(xí)模式。在這樣的過(guò)程中,學(xué)生所獲得的知識(shí)記憶并不僅僅是簡(jiǎn)單的知識(shí)羅列,而是包括對(duì)情境的系統(tǒng)思考及靈活應(yīng)對(duì),大幅提升了知識(shí)的應(yīng)用效能。
(三)有利于豐富學(xué)生課程體驗(yàn)
情境教學(xué)法的應(yīng)用將能幫助學(xué)生獲得更為豐富的課程體驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)歷情境并與情境進(jìn)行充分的互動(dòng),圍繞情境主題與其他同學(xué)深入交流,在充滿(mǎn)思維碰撞的交流互動(dòng)活動(dòng)中推進(jìn)自身的認(rèn)知走向了深的層次。這樣一個(gè)過(guò)程,學(xué)生不僅有認(rèn)知和行為的參與,也有情感和文化的浸潤(rùn)。在情境各項(xiàng)元素的交融交織中,學(xué)生的體驗(yàn)將更為深刻[3]。他們將不斷修正自己過(guò)去錯(cuò)誤的認(rèn)知,同時(shí)生成新的知識(shí)適應(yīng),在一個(gè)又一個(gè)矛盾和沖突中與自己的認(rèn)知碰撞、和解、再碰撞、再和解。在情境的引導(dǎo)下,學(xué)生將始終保持物理學(xué)科探索該有的進(jìn)取精神。所以情境教學(xué)法的應(yīng)用能夠讓學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)與理解體驗(yàn)更為豐富多元。學(xué)生將循著某一情境,形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)鏈,在交往互動(dòng)中更容易發(fā)現(xiàn)知識(shí)的重點(diǎn),思維變得聚焦,建構(gòu)的方向更為具體,在不斷的交融互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力的深度加工,以此完善自身的課程體驗(yàn)。
二、情境教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略
(一)以直觀化情境培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念素養(yǎng)
物理觀念是要讓學(xué)生從物理學(xué)的視角形成有關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等相關(guān)知識(shí)的理解與認(rèn)知,是極具物理學(xué)科屬性的思維理念,需要學(xué)生在腦海中提煉并升華物理概念和規(guī)律,并從物理學(xué)的視角運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)
題[4]。物理學(xué)中的相關(guān)概念及規(guī)律理解起來(lái)較有難度,為了加深學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的理解,教師可以利用技術(shù)手段,創(chuàng)設(shè)直觀化教學(xué)情境,輔助學(xué)生進(jìn)一步理解知識(shí)內(nèi)容,以此達(dá)成物理觀念素養(yǎng)的培育。
以人教版高中物理教材為例,教師在教學(xué)《速度變化快慢的描述——加速度》一課時(shí),其物理觀念目標(biāo)便是讓學(xué)生建立和理解“加速度”的概念。對(duì)此,教師可以運(yùn)用技術(shù)手段,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)直觀情境,輔助學(xué)生層層深入,形成有關(guān)于“加速度”的物理觀念。
情境一:感知、抽象加速度
教師可以以“博爾特100米短跑視頻”為素材,創(chuàng)設(shè)直觀情境。先為學(xué)生展示博爾特到達(dá)終點(diǎn)時(shí)遙遙領(lǐng)先的圖片,讓學(xué)生產(chǎn)生“博爾特跑步速度最快”的主觀印象。隨即教師可以為學(xué)生播放博爾特比賽跑全程的視頻,讓學(xué)生在視頻觀看中對(duì)比抽象出加速度代表的含義。在這一環(huán)節(jié),教師可以通過(guò)單位位移的方式讓學(xué)生看到20米之前、50米之后博爾特的跑步速度變化:20米之前博爾特跑步速度不是最快的,50米之后博爾特慢慢沖到了最前面。通過(guò)這樣一個(gè)直觀的對(duì)比,引發(fā)學(xué)生對(duì)單位位移內(nèi)速度的改變量、單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量進(jìn)行思考與分析,總結(jié)出“加速度”的概念為:表示速度變化快慢的物理量。
情境二:辨析、構(gòu)建加速度
教師可以為學(xué)生播放一段貨車(chē)司機(jī)高速行駛的記錄視頻。視頻中司機(jī)突然加速,發(fā)現(xiàn)有測(cè)速標(biāo)識(shí)之后,開(kāi)始減速,將汽車(chē)的加速度逐漸減少,之后勻速行駛?;谶@一視頻,教師可以讓學(xué)生猜測(cè)最后司機(jī)會(huì)不會(huì)被判超速。這一視頻將引領(lǐng)學(xué)生引發(fā)新舊知識(shí)的認(rèn)知沖突。學(xué)生在情境一中感知、抽象出了“加速度”的概念。教師借助這一情境將讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)“速度”和“加速度”的思考,認(rèn)知沖突也就由“速度”和“加速度”分析中產(chǎn)生。一些物理觀念認(rèn)知不足的學(xué)生,就很容易認(rèn)為“加速度減少,速度也會(huì)隨之減少”。而這一視頻情境便能引領(lǐng)學(xué)生完成新一輪的課堂辨析,促進(jìn)他們對(duì)“速度”與“加速度”這兩個(gè)物理學(xué)觀念關(guān)聯(lián)性及異同點(diǎn)的分析,完成物理觀念的構(gòu)建。
(二)以問(wèn)題式情境培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)
科學(xué)思維重點(diǎn)指向?qū)W生基于認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用多種方式完成對(duì)知識(shí)的推理、論證、質(zhì)疑和思辨,它是學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用物理知識(shí)和方法中必備的思維能力。因而教師可以通過(guò)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè),幫助學(xué)生在問(wèn)題解決中調(diào)適、修正知識(shí),經(jīng)歷一系列的思維操作,培育并提升自身的科學(xué)思維素養(yǎng)。
以人教版高中物理教材為例,教師在教學(xué)《力的分解》一課時(shí),其重點(diǎn)便是讓學(xué)生在理解了“力的合成”基礎(chǔ)上理解“力的分解”,從中明晰合力與分力的關(guān)系。在具體的教學(xué)中,教師可以以中鐵大橋作為問(wèn)題式情境創(chuàng)設(shè)的背景,圍繞這一背景,為學(xué)生設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題鏈,有效貫穿教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生的科學(xué)思維活動(dòng)系統(tǒng)連貫,更有利于加深對(duì)本節(jié)知識(shí)內(nèi)容的理解。對(duì)此,教師可以設(shè)計(jì)以下
問(wèn)題:
1.為什么中鐵大橋的索塔要建得這么高呢?
2.為什么中鐵大橋的引橋要建得這么長(zhǎng)呢?
3.海中大橋的橋身為什么不都是直的呢?
以上三個(gè)問(wèn)題其實(shí)包括了整節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),各部分銜接合理,能夠讓學(xué)生有條理地完成知識(shí)探究。比如,學(xué)生在探究第一個(gè)問(wèn)題時(shí),將運(yùn)用“力的分解”這一知識(shí)解釋現(xiàn)象,通過(guò)直觀案例解釋的方式進(jìn)一步理解知識(shí)。學(xué)生在探究第二個(gè)問(wèn)題時(shí),教師可以順勢(shì)引入斜面模型。讓學(xué)生通過(guò)自制的塑料板演示,按力的實(shí)際作用效果分解力,解決斜面上重力的分解這一經(jīng)典問(wèn)題,增強(qiáng)實(shí)踐探究力。學(xué)生在探究第三個(gè)問(wèn)題時(shí),也將從力的分解角度出發(fā),分析橋身彎曲與增強(qiáng)抵抗力之間的關(guān)系,讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)加以拓展。三個(gè)問(wèn)題貫穿于課堂,服務(wù)于學(xué)生的知識(shí)理解、實(shí)踐與拓展,使得學(xué)生的科學(xué)思維在不斷調(diào)整與修正中生成、深化最終形成研究物理知識(shí)的技能與素養(yǎng)。
(三)以實(shí)驗(yàn)式情境培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)
科學(xué)探究指的是學(xué)生基于自身的觀察或思考提出問(wèn)題,形成假設(shè)、制訂方案、獲取并分析信息、得出結(jié)論等過(guò)程,重在引領(lǐng)學(xué)生參與知識(shí)生成的過(guò)程,能夠像科學(xué)家那樣思考并領(lǐng)悟知識(shí)[5]。因而教師可以根據(jù)所教學(xué)的內(nèi)容,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)式情境,引領(lǐng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,進(jìn)一步研究并探索知識(shí),逐漸深入知識(shí)本質(zhì),形成對(duì)知識(shí)的創(chuàng)造性理解與領(lǐng)悟。
以人教版高中物理教材為例,教師在教學(xué)《實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》一課時(shí),教學(xué)重點(diǎn)便是讓學(xué)生經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系設(shè)計(jì)過(guò)程,按照要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),合理選擇實(shí)驗(yàn)方案,而后探究三個(gè)物理量之間的關(guān)系,參與知識(shí)生成的過(guò)程?;诖耍處煴憧梢愿鶕?jù)所教學(xué)內(nèi)容,合理開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),引領(lǐng)學(xué)生在真實(shí)、豐富、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)情境中探究加速度、力、質(zhì)量三者間的
關(guān)系。
首先,教師可以讓學(xué)生結(jié)合自己日常生活中觀察的一些現(xiàn)象,如大貨車(chē)和小汽車(chē)并駕齊驅(qū)時(shí)小汽車(chē)往往更容易剎車(chē)。思考物體的加速度與所受到的合外力與物體質(zhì)量之間存在何種關(guān)系,使得學(xué)生能夠依據(jù)這一生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想,形成假設(shè)。
其次,教師可以讓學(xué)生根據(jù)自己的猜想與假設(shè),制訂實(shí)驗(yàn)方案,明確實(shí)驗(yàn)步驟。各小組在制訂實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),教師要巡視檢查,適當(dāng)點(diǎn)撥、啟發(fā),避免學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作偏離正確方向。當(dāng)各小組的實(shí)驗(yàn)方案敲定之后,教師便可以讓他們合作完成實(shí)驗(yàn)。
最后,各小組結(jié)束了實(shí)驗(yàn)之后,教師還要組織學(xué)生根據(jù)自身實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與判斷。比如,各小組將根據(jù)所得數(shù)據(jù),分析“加速度和力的關(guān)系”“加速度和質(zhì)量的關(guān)系”,甚至還能借助相應(yīng)的關(guān)系圖輔助自身理解與分析,總結(jié)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
結(jié)論一:質(zhì)量不變時(shí),加速度與所受合力成正比關(guān)系;
結(jié)論二:合力不變時(shí),加速度與質(zhì)量成反比關(guān)系。
如上,教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)情境,先讓學(xué)生根據(jù)自己觀察的生活現(xiàn)象提出假設(shè),形成猜想,而后分析實(shí)驗(yàn)思路,制訂實(shí)驗(yàn)方案,最后分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論,使得學(xué)生經(jīng)歷了知識(shí)生成的整個(gè)過(guò)程。學(xué)生也將在這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作情境中培養(yǎng)并發(fā)展自身的科學(xué)探究素養(yǎng),讓他們的科學(xué)探究能力大幅提升,使學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中完成更加富有效度的實(shí)踐探索。
(四)以生活化情境發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任指的是學(xué)生需要在學(xué)科學(xué)習(xí)中形成探索自然的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力,同時(shí)能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,還能承擔(dān)起運(yùn)用物理知識(shí)造福社會(huì)、實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的責(zé)任。因而教師有必要根據(jù)所教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活化情境,讓學(xué)生有意識(shí)地將知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活串聯(lián),理解物理技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的助力,形成正確的責(zé)任觀與科學(xué)態(tài)度觀。
以人教版高中物理教材為例,教師在教學(xué)《電能的輸送》一課時(shí),為了讓學(xué)生理解高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)“便于遠(yuǎn)距離輸送”,教師便可以為學(xué)生呈現(xiàn)社會(huì)新聞“西電東輸”,讓學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn),回答兩個(gè)問(wèn)題:
問(wèn)題一:發(fā)電站一般建在哪些地方?
問(wèn)題二:哪些地方最需要用電?
以上兩個(gè)問(wèn)題均能串聯(lián)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)。如果是電能豐富的地區(qū),學(xué)生便可以直接描述本地所建設(shè)的各種發(fā)電站,如果是電能匱乏的地區(qū),學(xué)生也能夠借助社會(huì)新聞了解自己所用電的來(lái)源,如果是電能自給自足的地區(qū),學(xué)生則能開(kāi)闊視野,了解國(guó)家的民生政策,也能看到地區(qū)間資源的差異,樹(shù)立起用技術(shù)造福社會(huì),縮小資源差距的理念。
在結(jié)束了教學(xué)之后,教師還可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一項(xiàng)課外研學(xué)探究任務(wù),讓學(xué)生組成小組,研究本地的發(fā)電形式。比如,位于南方長(zhǎng)江流域的學(xué)生,則是以探究“三峽大壩發(fā)電”為主,了解更多的政策與物理技術(shù)。位于西北地區(qū)的學(xué)生,則是以探究“風(fēng)能發(fā)電”“太陽(yáng)能發(fā)電”為主,了解風(fēng)能發(fā)電原理及相關(guān)物理技術(shù)。教師鼓勵(lì)學(xué)生將課內(nèi)知識(shí)運(yùn)用于課外,基于生活實(shí)際案例完成對(duì)發(fā)電原理的探究,并從物理學(xué)的角度進(jìn)一步理解高壓輸電與變壓站的運(yùn)作原理,使得學(xué)生得以在真實(shí)的生活情境中獲得豐富體驗(yàn),能夠感慨物理技術(shù)造福于社會(huì),形成研究物理學(xué)的積極心理,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在高中階段的物理教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)用情境教學(xué)法能夠有效貫徹新課改理念,推進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。因而教師要從意識(shí)理念清晰地認(rèn)知情境教學(xué)法在物理教學(xué)中應(yīng)用的價(jià)值,隨即聚焦核心素養(yǎng),以直觀化情境培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、以問(wèn)題式情境培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、以實(shí)驗(yàn)式情境培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)、以生活化情境發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。讓教學(xué)情境支撐教師開(kāi)展更高質(zhì)量的物理教學(xué),優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,推進(jìn)高中物理教育事業(yè)的創(chuàng)新改革與可持續(xù)發(fā)展。
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