蔡蓓蓓

【摘要】物理觀念素養(yǎng)的培養(yǎng)是以核心素養(yǎng)為導向的課程改革要求，在力學教學中通過情境創(chuàng)設的方式，可以帶領學生從力學概念的理解與學習中，形成物理觀念素養(yǎng)，促進高中學生物理學習能力的提升，有助于高中學生的核心素養(yǎng)形成.本文立足于物理觀念素養(yǎng)培養(yǎng)的視角，以力學部分的教學為例，對情境教學法在高中學生物理觀念素養(yǎng)培養(yǎng)中的實施進行分析，以供參考.

【關鍵詞】高中物理；力學；情境教學法

隨著核心素養(yǎng)的提出，眾多一線教師以及教育領域研究者開始致力于更為有效的教學方法研究中，希望可以通過教學方法的革新以及教學手段的調整，落實核心素養(yǎng)培育的目標，在這種背景下，情境教學法油然而生，并得到了廣泛的運用，通過課堂教學實踐可以發(fā)現(xiàn)情境教學法的運用可以有效地促進學生的關鍵能力與必備品質發(fā)展.物理觀念作為物理學科四大核心素養(yǎng)的主要組成部分之一，對于學生的科學思維形成、科學探究能力發(fā)展以及正確的科學態(tài)度樹立有著直接的關系，高中物理教師應關注學生的物理觀念形成，在教學過程中合理的實施情境教學法，這是一個十分有必要研究的問題，也是本文研究的重點所在.

1 力學與物理觀念素養(yǎng)的關系

1.1 力學的學習是物理觀念形成的根基

力學部分的知識涉及運動觀念、相互作用觀念以及能量觀念，是學生物理觀念形成的根基，并且力學知識的學習對于高中學生的物理觀念素養(yǎng)發(fā)展影響體現(xiàn)在多個方面.若是學生對力學部分的知識掌握不牢固，或者存在認知上的錯誤，將會在很大程度上影響學生的物理觀念素養(yǎng)生成.因為力學的解釋需要運用到的許多基本原理，都是物理學的基礎模型，如運動學、動力學、靜力學等，可見，力學是學生物理學科學習的基礎，也是一些自然科學研究的重要前提^[1].力學與學生的生活息息相關，通過力學學習能夠為高中學生的物理觀念發(fā)展提供邏輯工具與理論支撐.

1.2 力學對于學生的物理觀念影響更深遠

力學這部分內容的學習有著極強的生活性，學生們在生活中經常會遇到與力學有關的事件，當學生形成了物理觀念之后，遇到生活中的力學問題會自覺地從物理學視角出發(fā)，分析與總結出物理規(guī)律，由此可見，力學知識在生活中隨處可見，物理觀念的形成可以幫助學生更好地解決生活問題，帶領學生從具象的生活事件中抽象出物理概念或物理規(guī)律，有助于幫助學生獲得物理能力的發(fā)展.

1.3 力學概念是物理觀念素養(yǎng)培養(yǎng)的依托

高中學生的物理觀念素養(yǎng)形成需要通過物理概念與規(guī)律的探索才能實現(xiàn)，物理觀念是抽象的，抽象的物理觀念需要學習者通過對物理學概念的解讀以及規(guī)律的總結中提煉出來，教師在物理課堂教學中應遵循學習者的認知發(fā)展過程，結合力學概念與規(guī)律為依托，引領學生在不斷地發(fā)現(xiàn)與探索中逐漸形成物理觀念^[2].

2 基于物理觀念素養(yǎng)下的高中物理力學情境教學法實施策略

2.1 在感知階段創(chuàng)設情境，認識物理概念與規(guī)律

建構主義理論認為學習者的學習需要以構建和發(fā)展為基礎，在感知階段創(chuàng)設情境需要教師充分地考慮到學生的感性認知基礎，并且能夠從高中學生的認知基礎出發(fā)創(chuàng)設情境，調動學生已有的生活經驗，促使學生從感性認知過渡到理性思考，為學生的物理觀念形成奠定基礎^[3].如，學生對重力的認識就是來源于生活中的感性認知，在重力的情境教學中就可以選擇一些生活中常見的現(xiàn)象，比如蘋果從樹上掉下來，拋向空中的球會掉落到地上，而不應選擇羽毛在空中飄啊飄的案例，因為羽毛在空中飄最終落到地上的過程相對復雜，并不能直接地凸顯出重力的特點，并非重力情境創(chuàng)設的最佳材料.在情境創(chuàng)設的形式上，為了降低高中學生對物理概念與規(guī)律的理解難度，教師應盡量采取更為直觀的情境創(chuàng)設方式，如利用多媒體技術創(chuàng)設情境，通過圖片、視頻、音頻結合的方式達到情境再現(xiàn)的目的，調動學生認知中已有的相關內容，利用已有經驗發(fā)展物理觀念.

例如 以“加速度”的教學為例，教師在教學中利用多媒體設備給學生展示了這樣一張圖片，如圖1所示，通過圖片的觀察可以看到一名學生正在與一輛汽車賽跑，學生從圖片中并不能看出誰跑得快，誰跑得慢.這時教師提出問題，引領學生結合生活經驗思考并猜測，如：若比賽的距離是10米，你認為誰會最先達到終點？若比賽的距離是1000米呢？在這個過程中教師選擇貼近學生生活的案例為材料創(chuàng)設情境，可以引發(fā)學生從生活經驗出發(fā)思考問題.在學生的認知中認為快慢就是速度的大小，為了讓學生更好地感知到加速度，教師采取了重現(xiàn)類似情境的創(chuàng)設，使用了賽跑的情境創(chuàng)設學生比較熟悉的生活情境，可以帶領學生從人與車的速度比拼思考，實現(xiàn)認知活動與情感活動的結合，帶領學生將學習的側重放在“誰更快”上，學生在生活經驗上普遍認為“車更快”，但是當比賽距離只有10米出現(xiàn)了“人更快”的情況時，與學生的認知產生了沖突，這種與生活經驗發(fā)生的認知沖突會激發(fā)學生的學習熱情，促使學生自主地探索物理概念，希望可以從探索中總結出物理概念，這是學生物理觀念素養(yǎng)形成的第一要務.

2.2 在理解抽象階段情境，形成正確物理觀念

學生在感知階段形成的物理觀念有著一定的主觀性質，因為在感知階段教師創(chuàng)設的情境更加具備生活性，雖然可以調動學生的感知經驗，但是并不能有效地鍛煉學生的抽象思維能力，因此在上一階段的情境創(chuàng)設之后，還需要教師以此為基礎進一步創(chuàng)設有助于學生抽象理解的情境，促使學生從對力學概念與規(guī)律感知的基礎上，進一步的修正與發(fā)展，促進學生正確的物理觀念形成^[4].在力學情境的創(chuàng)設過程中，教師應做到兼顧生活性與抽象性的特征，引領學生從生活經驗過渡到抽象的物理觀念發(fā)展，選擇可以推動高中學生提煉與總結物理觀念的情境，如，實驗情境的創(chuàng)設，視頻分析情境的創(chuàng)設等，促使學生在初步認識與理解力學的基礎上，通過抽象的物理情境，對其中發(fā)現(xiàn)的問題進行討論，促使學生在情境中主動地提煉出力學概念，糾正生活中錯誤的認知，形成正確的物理觀念.

例如 教師以博爾特的100米短跑視頻為例，我們都知道博爾特在百米賽道上是一個傳奇人物，但是他在百米賽道上始終都是最快的嗎？”此時教師放慢速度播放比賽的視頻，幫助學生從視頻中理解加速度，抽象出加速度的含義.使用視頻創(chuàng)設情境的方法，教師首先給學生展示了一張博爾特達到終點遙遙領先的截圖，如圖2所示，此時學生對于博爾特跑步速度最快產生了一個主觀印象，再播放博爾特比賽的全過程，讓學生從速度的對比中思考什么是快、什么是慢，在對比分析中抽象出加速度代表的含義.在這一階段之所以仍選用賽跑的視頻作為情境創(chuàng)設材料，主要是博爾特百米賽跑的情境創(chuàng)設與感知階段的人與車賽跑情境有關聯(lián)，有助于帶領學生從感知階段邁向理解抽象階段，促使學生在相關聯(lián)的情境中更好地接受物理知識，實現(xiàn)理解抽象與感知經驗的高度關聯(lián)，但是需要注意的是在理解抽象階段創(chuàng)設情境，教師應將教學重點放在引導學生概括加速度概念上.在視頻情境的教學中，教師可以適時地暫停視頻，給學生提供思考的時間，通過單位位移的方式讓學生看到在20米之前博爾特的跑步速度并不是最快的，但是在50米之后博爾特慢慢地沖到了最前面.教師還可以通過單位時間暫停視頻，并引入加速度思想，引發(fā)學生對單位位移內速度的改變量、單位時間內速度的改變量進行分析與討論，進而總結出加速度的概念，理解加速度的含義.

2.3 在辨別階段創(chuàng)設情境，提升物理觀念水平

辨別階段是學生物理觀念素養(yǎng)發(fā)展的第三個階段，主要是指學習者對概念學習的“應用”與“關聯(lián)”，促使學生對錯誤認知以及正確認知的辨別，這就要求教師在這一教學階段創(chuàng)設出可以引發(fā)學生辨別物理概念與物理的情境，促使學生在情境的引導下不斷地修正自身形成的物理觀念，促進學生物理觀念水平的提升.通過感知階段以及理解抽象階段的學習，學生基本已經總結出了力學概念，在此基礎上教師創(chuàng)設辨別情境，容易讓學生陷入認知沖突之中，并促使學生在認知沖突的驅動下反復地自我反思與修正，力求找到認知的平衡點，促使學生可以在面對任何情境時都可以準確地做出判斷，是深化學生學習質量與效果的一個重要階段，有助于促進學生利用物理觀念解決現(xiàn)實問題^[5].在辨別情境創(chuàng)設材料的選擇上，需要教師做到以下幾點：第一，選擇與新獲取的物理概念或規(guī)律相似的內容創(chuàng)設情境；第二，選擇可以引發(fā)學生認知沖突的材料，例如，在摩擦力的學習之后，學生們認識到運動的物體與接觸面存在摩擦力，那么若是在桌子上推動書本，并沒有推動的情況下是否存在摩擦力呢？由此引發(fā)了學生的認知沖突，可以促使學生在情境中進一步地修正物理觀念，認識到外力是否推動了書本，書本都會受到摩擦力的作用的物理觀念，因此總結出摩擦力是看物體是否有運動趨勢，而不是簡單地看物體是否發(fā)生了運動.

例如 教師在加速度的教學中創(chuàng)設這樣的辨別情境：“一輛貨車正在高速公路上行駛，某時刻司機突然提速到120km/h，但是他又發(fā)現(xiàn)前方有測速，若是從此刻開始司機操作減速，將汽車的加速度逐漸減少，之后勻速行駛，那么司機還會超速嗎？”教師在這個辨別情境的創(chuàng)設中遵循了簡潔性的原則，簡潔、明了的教學情境創(chuàng)設有助于在有限的時間內發(fā)揮出最大的價值，因此這樣的教學情境創(chuàng)設也是合理的.通過這樣的情境創(chuàng)設，引出了問題，也促使學生對“速度”和“加速度”的思考，學生的認知沖突也就由“速度”和“加速度”的分析中產生，學生從感知階段以及理解抽象階段中了解了加速度的含義，也總結出了加速度的概念，但是在這個辨別情境中學生容易陷入加速度與速度之間關系的誤區(qū)，一部分物理觀念不足的學生會認為“加速度減少，速度也會隨之減小”，借助真實的情境創(chuàng)設引發(fā)學生對加速度與速度關系的辨析，可以深化學生對兩個物理力學觀念的關聯(lián)性以及異同點分析，幫助學生在辨別情境中進一步構建物理觀念，提升學生的物理觀念水平.

3 結語

情境教學法是近年來使用廣泛的一種教學方法，在教學實踐中的運用也取得了可觀的成績，在高中物理力學教學中教師應善于運用情境教學法，在不同的教學階段創(chuàng)設適宜的物理情境，促進高中學生樹立物理觀念意識，形成物理觀念，并在辨別情境中進一步提升物理觀念水平，為高中學生物理觀念素養(yǎng)的形成提供助力.

參考文獻：

[1]黃超倫.積極創(chuàng)設情境，促進有效教學——淺析如何借助情境教學法提高高中物理教學效率[J].天天愛科學（教育前沿），2022（11）：43-45.

[2]馮馨雯.聚焦物理觀念形成和發(fā)展的高中物理單元教學設計[J].中國教師，2022（07）：69-72.

[3]王莉，張華.基于物理觀念的高中物理問辯式教學研究[J].新教育，2022（16）：21-23.

[4]周楠樺，吳偉.高中物理觀念的提煉：現(xiàn)狀、問題與對策[J].物理教學，2023，45（03）：7-11+15.

[5]洪英蘭，溫升爔.新高考背景下高中物理情境教學法的實踐與思考[J].中學理科園地，2021，17（01）：12-14.

[6]黃侃.高中物理力學中物理觀念的有效教學策略研究[D].重慶：西南大學，2022.