葉建昆

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)成為教育的重要目標。傳統(tǒng)的物理教育側(cè)重理論知識的傳授，但新的教育理念強調(diào)學(xué)生的綜合素質(zhì)，其中包括要培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、創(chuàng)造性思維和實際應(yīng)用技能?；谡鎸嵡榫硢栴}驅(qū)動的高中物理教學(xué)，強調(diào)將物理知識應(yīng)用于實際問題，培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力?；诖?，本文通過分析高中物理教學(xué)現(xiàn)狀，提出基于真實情境的問題驅(qū)動教學(xué)的策略。

關(guān)鍵詞：高中物理；真實情境；問題驅(qū)動；教學(xué)策略

高中物理教學(xué)的目的是幫助學(xué)生理解物理原理和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。然而，傳統(tǒng)的物理教育方法主要側(cè)重于知識的傳授，而忽視了學(xué)生在實際問題解決中的能力培養(yǎng)。新時代教育背景下，學(xué)生需要更多地掌握實際問題解決的技能，以適應(yīng)未來社會和職業(yè)的挑戰(zhàn)。因此，越來越多的物理教師開始創(chuàng)新教學(xué)方法，以滿足綜合素質(zhì)教育的要求。基于真實情境的問題驅(qū)動教學(xué)方法強調(diào)將物理知識與實際情境相結(jié)合，使學(xué)生更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。通過設(shè)置基于真實情境的問題和案例，鼓勵學(xué)生進行批判性、創(chuàng)造性思考，以解決復(fù)雜的問題[1]。

一、高中物理教學(xué)現(xiàn)狀

（一）物理教學(xué)資源匱乏

物理教學(xué)的資源匱乏會制約學(xué)生對物理科學(xué)的全面理解和實踐經(jīng)驗的積累。在大部分學(xué)校中，資源匱乏問題主要體現(xiàn)在實驗室設(shè)備和材料方面。實驗對于物理的學(xué)習(xí)是非常關(guān)鍵的，因為它可以幫助學(xué)生親身體驗并驗證物理原理。然而，很多學(xué)校缺少必要的實驗設(shè)備，或者這些設(shè)備已經(jīng)陳舊無法正常使用。這使得許多學(xué)生無法進行實驗，失去了直接參與并理解物理原理的機會。另外，部分學(xué)校資源匱乏，所使用的教材內(nèi)容過于陳舊，使學(xué)生難以與課程內(nèi)容建立聯(lián)系?，F(xiàn)代物理教育需要更生動和具體的教材，以引發(fā)學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生理解抽象的物理原理。因此，只有解決物理教學(xué)資源匱乏的問題，才能使學(xué)生得到更好的物理教育，更好地理解并應(yīng)用物理科學(xué)[2]。

（二）教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式主要以教師的講授為主，學(xué)生聽講和記筆記。這種單向傳授知識的方式限制了學(xué)生的主動參與和互動，導(dǎo)致學(xué)生可能會覺得物理學(xué)習(xí)過于被動，缺乏趣味性。再加上教師在講課時過度依賴課本的內(nèi)容和理論知識，忽略物理學(xué)實際問題的應(yīng)用和解決，使得學(xué)生越來越厭倦物理學(xué)習(xí)。另外，傳統(tǒng)教學(xué)模式中的學(xué)生做實驗的機會相對有限。在傳統(tǒng)模式下，學(xué)校通常缺乏現(xiàn)代實驗設(shè)備，或者實驗受到時間和資源的限制，使學(xué)生無法親自進行實驗，無法深刻理解和驗證物理原理，難以將抽象的理論與實際生活相聯(lián)系。

（三）學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性

學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性可能是因為學(xué)生認為物理學(xué)難以理解，或者不知道如何將其應(yīng)用于日常生活中。物理學(xué)雖然涉及抽象的概念，但實際上貫穿了日常生活中的方方面面。物理學(xué)與數(shù)學(xué)緊密相關(guān)，理解物理原理通常需要一定的數(shù)學(xué)知識。教師在教學(xué)中需要采用漸進性的教學(xué)方法，從簡單的數(shù)學(xué)概念開始，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握必要的數(shù)學(xué)技能?；蛘呓處熞部梢詾閷W(xué)生提供額外的數(shù)學(xué)輔導(dǎo)或資源，幫助學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。除此之外，物理學(xué)中的實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實驗幫助學(xué)生親自觀察和驗證理論。通過設(shè)計和執(zhí)行實驗，學(xué)生將更容易理解物理原理，并培養(yǎng)實際問題解決的技能。教師可以為學(xué)生提供更多的實驗機會，鼓勵學(xué)生自主選擇感興趣的實驗主題，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[3]。

二、基于真實情境問題驅(qū)動的高中物理教學(xué)策略

（一）辨析問題情境，培養(yǎng)學(xué)生審題觀察能力

情境認知與學(xué)習(xí)理論強調(diào)知識的動態(tài)構(gòu)建，即知識在與情境互動中不斷演化和創(chuàng)新。然而，在當(dāng)前的高中物理習(xí)題中，存在許多相似的情境，部分情境在本質(zhì)上相同，而有些則有所不同。學(xué)生在分析情境時，通常只注意到表面特征，而忽略了深層的含義和結(jié)構(gòu)。對于相同的情境，不同條件下的解題過程和結(jié)果也會有顯著差異，這是通過背公式和模式化方法無法獲得高分的根本原因。因此，為了提高學(xué)生的物理解題能力，教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生對情境的深層理解能力，以獲得不同條件下的解題思路。在解析情境類習(xí)題時，教師不應(yīng)僅限于“死扣題目”，而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行情境辨析訓(xùn)練。這一訓(xùn)練可分為以下三個關(guān)鍵步驟：首先，教師要培養(yǎng)學(xué)生的“咬文嚼字”習(xí)慣，要求學(xué)生使用筆圈出題目中的核心關(guān)鍵詞，仔細思考和理解它們的含義；其次，是情境的辨別，教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考情境，總結(jié)出該類題目的本質(zhì)特點，然后根據(jù)這些本質(zhì)特點對情境進行分類；最后，根據(jù)具體的情境進行分析。通過在日常教學(xué)中堅持這種分析訓(xùn)練，可以幫助學(xué)生識別各種情境之間的本質(zhì)區(qū)別[4]。

例如，在學(xué)習(xí)《圓周運動》這一章節(jié)時，首先，教師可以引入一個問題情境，以摩天輪運動為例。教師問學(xué)生：大家去游樂園，是否坐過摩天輪？通過問題激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。接著教師為學(xué)生講解圓周位移、圓周速度和圓周加速度，并介紹相關(guān)的公式。教師繼續(xù)問道：為什么摩天輪在運轉(zhuǎn)時，座艙不會飛出來？這是一個真實的問題情境，需要學(xué)生運用所學(xué)的知識來解決。隨后，教師將學(xué)生分成幾個小組，討論并分析問題。教師引導(dǎo)學(xué)生運用圓周運動的知識，計算座艙在不同位置的圓周速度和離心力，然后討論為什么座艙不會飛出來。討論結(jié)束后，每個小組向全班匯報他們的分析和解決方案。另外，教師可以提出更多類似的問題情境，如為什么車輪滾動時不會脫落。教師要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識來解決問題，并引導(dǎo)學(xué)生分析這類題的解題思路，總結(jié)解題方法。通過真實的問題情境引入課程內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生的審題觀察和問題解決能力，同時幫助學(xué)生理解圓周運動的相關(guān)知識。

（二）探索實際問題，培養(yǎng)學(xué)生模型構(gòu)建能力

建模教學(xué)理論強調(diào)學(xué)生在解題過程中需要構(gòu)建適用于當(dāng)前情境的物理模型，而這一模型通常需要整合多種物理模型來描述問題的復(fù)雜性。這些物理模型包括對象模型、過程模型和條件模型，它們相互交織，幫助解決現(xiàn)實世界中的問題。為了幫助學(xué)生構(gòu)建正確的物理模型，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生積極探索現(xiàn)實問題，使學(xué)生準確掌握將實際問題抽象成物理模型的分析方法。具體而言，首先教師可以使用生動有趣的情境材料，讓學(xué)生感受到實際生活中的現(xiàn)象與已有的物理知識之間的矛盾，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。接著教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實際問題，從中提煉問題的核心要素，并將這些要素抽象成具體的物理模型。另外教師也要啟發(fā)學(xué)生分析各要素之間的聯(lián)系，思考應(yīng)當(dāng)構(gòu)建何種模型來解決當(dāng)前問題。使學(xué)生能夠?qū)⒏鞑糠帜Ｐ驼铣梢粋€整體的物理模型，以解決復(fù)雜的現(xiàn)實問題。結(jié)合實際問題培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力，能夠幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用物理知識，提高學(xué)生的問題解決能力。在這個過程中，教師扮演著引導(dǎo)者和啟發(fā)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)建模能力[5]。

例如，在學(xué)習(xí)《電阻》這一課程時，首先，教師可以在學(xué)生之前學(xué)過歐姆定律的基礎(chǔ)上，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個實際問題情境：假設(shè)你是一名工程師，需要設(shè)計一段電路來供電一根銅線桿，它需要攜帶足夠大的電流，但不能因為電阻而過熱。你將如何選擇合適的導(dǎo)線？接著學(xué)生分成小組，用提供的電阻器、電池、導(dǎo)線和電流表等材料進行實驗。學(xué)生可以嘗試不同長度和直徑的導(dǎo)線，測量電流和電壓，以確定電阻值，并記錄實驗結(jié)果。實驗結(jié)束后，學(xué)生回答一系列問題，如哪種導(dǎo)線材料的電阻最??？在相同材料下，電阻與導(dǎo)線的長度和直徑有何關(guān)系？如果電路中電流增加，電線會發(fā)熱嗎？學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果和歐姆定律進行推理和討論，以解決這些問題。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用他們從實驗中獲得的數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個數(shù)學(xué)模型，描述電阻與電流、電壓、導(dǎo)線材料、長度和直徑之間的關(guān)系。這可以是一個數(shù)學(xué)公式或圖表。每個小組分享他們的實驗結(jié)果和模型。整個班級一起討論不同小組的發(fā)現(xiàn)，以確定最佳的導(dǎo)線材料和設(shè)計。通過結(jié)合實際問題創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了關(guān)于電阻、電流和電壓的基本概念，還培養(yǎng)了模型構(gòu)建和問題解決能力。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，促進學(xué)生解題思路的生成

培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)主要目的是激發(fā)學(xué)生的批判性思考、創(chuàng)造性思考，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。在處理具有挑戰(zhàn)性的情境問題時，學(xué)生被鼓勵思考并提出問題，然后努力探索解決這些問題的途徑。這樣的實踐不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和分析力，還強調(diào)獨立思考的能力。學(xué)生將逐漸習(xí)得如何提出深入問題，如何對問題進行細致分析，并如何在解決問題的過程中形成清晰的解題思路。在培養(yǎng)學(xué)生思維的過程中，教師應(yīng)該提出具有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，并鼓勵學(xué)生提出更多的問題，同時教師還需要提供支持和指導(dǎo)，以幫助學(xué)生逐步改善個人的思考技巧。這種引導(dǎo)不僅限于課堂內(nèi)，還可以延伸到學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程中。除此之外，學(xué)生需要不斷接觸到具有不同難度和復(fù)雜性的問題情境，以促使學(xué)生逐漸成長和發(fā)展。教師引導(dǎo)學(xué)生如何提出有針對性的問題，如何在復(fù)雜情境中進行思考，以及如何在逐步解決問題的過程中形成清晰而有條理的解題思路。幫助學(xué)生成為問題的解決者和創(chuàng)新者[6]。

例如，在學(xué)習(xí)《力的合成和分解》這一課程時，主要教學(xué)目標是引導(dǎo)學(xué)生了解力的合成和分解的基本概念，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力。首先，教師提出問題：在實際生活中，人們經(jīng)常面臨各種力的情境。如何有效地分析和處理這些力？本節(jié)課將學(xué)習(xí)力的合成和分解，這對解決力的問題非常有幫助。接著教師通過多媒體展示一幅示意圖，上面有兩個人分別用力拉繩子，教師將每兩名學(xué)生分成一個小組，每組兩人模擬示意圖中的場景，試圖拉動一個物體。教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和討論在何種情況下物體受到的力更大。隨后教師展示一個物體懸掛在兩根繩子上的場景，由學(xué)生自由討論如何測量每根繩子對物體的力，每個小組分別進行實驗，使用彈簧測力計測量每根繩子的力，學(xué)生計算每根繩子的力并比較結(jié)果，最后由教師和學(xué)生一起總結(jié)，討論分解力的概念，并說出如何使用合成力和分解力的原理解決實際問題。通過這個教學(xué)，學(xué)生將了解力的合成和分解的基本概念，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力。學(xué)生也將學(xué)會如何分析不同的力的情境，獨立思考，形成解題思路，并將這些知識應(yīng)用于實際生活中。

（四）呈現(xiàn)解題范例，培養(yǎng)學(xué)生計算能力

教師通過向?qū)W生呈現(xiàn)解題范例，可以引導(dǎo)學(xué)生了解解題的方法和步驟。這不僅有助于學(xué)生建立解題思路，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的計算能力。在真實情境問題中，解題通常需要對物理原理進行定量計算。通過解題范例，學(xué)生可以掌握這些計算的技巧和方法，并將抽象的物理概念與具體的數(shù)值聯(lián)系起來，使學(xué)生更加深入地理解物理概念和現(xiàn)象，在之后的做題中，能夠靈活地將所學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中。另外，教師也可以鼓勵學(xué)生在課后練習(xí)更多的解題范例，以鞏固所學(xué)知識。通過自主學(xué)習(xí)更好地掌握解題技巧和方法。

例如，在學(xué)習(xí)《摩擦力》這一課程時，教師可以假設(shè)學(xué)生正在學(xué)習(xí)有關(guān)汽車剎車系統(tǒng)的物理原理。教師要求學(xué)生分析一個真實情境，該情境涉及一輛汽車在濕地上剎車的問題。學(xué)生需要確定汽車在特定速度下需要多長時間才能停下來，并根據(jù)該范例來理解和應(yīng)用摩擦力的概念。例如，假設(shè)一輛汽車以60 km/h的速度在濕地上行駛，司機突然踩剎車。如果摩擦系數(shù)為0.4，汽車需要多長時間才能完全停下來？已知量初始速度為60 km/h，為了便于計算，可以將其換算為16.67 m/s，摩擦系數(shù)為0.4，剎車后汽車停下來所需的時間是未知量，汽車的凈力可以表示為汽車的質(zhì)量與加速度的乘積。汽車的加速度由摩擦力提供，根據(jù)牛頓第二定律，可以得到加速度為凈力與汽車質(zhì)量的比值。摩擦力為摩擦系數(shù)、汽車的質(zhì)量以及重力加速度的乘積。應(yīng)用牛頓第二定律，摩擦力等于汽車的質(zhì)量乘以加速度，當(dāng)凈力與摩擦力相等時，可以計算出加速度a。然后，使用加速度和初始速度來計算時間t，這將是汽車停下來所需的時間。最終計算出時間約為4.25s，所以，汽車需要大約4.25秒才能完全停下來。通過這個解題范例，學(xué)生可以深入了解摩擦力的應(yīng)用，并在真實情境中應(yīng)用物理原理，培養(yǎng)學(xué)生的計算能力和解題思路，使學(xué)生更好地理解物理概念并應(yīng)對實際問題。

結(jié)束語

綜上所述，物理課堂的設(shè)計應(yīng)該以學(xué)生為中心，減少教師對學(xué)生的過多控制，以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主，不斷培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。在創(chuàng)設(shè)物理課堂情境時，教師不僅要考慮情境，還要深入了解學(xué)生的認知規(guī)律，使學(xué)生成為主動的學(xué)習(xí)者，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和知識的轉(zhuǎn)化。并且通過思維引導(dǎo)，幫助學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)，享受探究的樂趣，從思考中汲取智慧。

參考文獻

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