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【摘要】物理作為一門自然科學(xué),概念往往抽象而深奧,這對于高中學(xué)生來說既是一種挑戰(zhàn)也是一種機(jī)遇.情境創(chuàng)設(shè)即在教學(xué)過程中創(chuàng)造一個貼近學(xué)生生活經(jīng)驗或有助于激發(fā)學(xué)生興趣的環(huán)境,使得學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生的實際生活緊密聯(lián)系,從而提高學(xué)習(xí)效果.這種方法不僅能增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性,還能促進(jìn)學(xué)生對物理概念的深層理解,提升學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力.本文旨在論述情境創(chuàng)設(shè)在高中物理概念教學(xué)中的應(yīng)用形式.
【關(guān)鍵詞】情境創(chuàng)設(shè);高中物理;課堂教學(xué)
隨著教育理念的不斷更新和教學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高中物理教學(xué)正逐漸轉(zhuǎn)向更加學(xué)生中心、體驗式和互動性強(qiáng)的模式.《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》要求學(xué)生要能夠?qū)⒗碚撝R與實際情境聯(lián)系起來,能從物理學(xué)視角觀察周圍事物,解釋有關(guān)現(xiàn)象,解決簡單的實際問題,由此可見情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)模式對于學(xué)生掌握物理概念具有不可替代的作用.
1 情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)法在高中物理概念教學(xué)過程中的應(yīng)用價值
1.1 增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)
情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)法通過創(chuàng)造一個貼近學(xué)生生活經(jīng)驗或者有助于引發(fā)好奇心的學(xué)習(xí)環(huán)境,能顯著提升學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和動機(jī).這種方法能夠?qū)⑽锢韺W(xué)習(xí)與學(xué)生的日常生活緊密聯(lián)系起來,讓學(xué)生認(rèn)識到物理知識的實際應(yīng)用價值,從而激發(fā)學(xué)生探究未知的熱情和對物理學(xué)科的長期興趣.
1.2 促進(jìn)深層次理解
通過情境創(chuàng)設(shè),學(xué)生能夠在一個具體、真實或者模擬的環(huán)境中學(xué)習(xí)物理知識,這樣的教學(xué)環(huán)境有助于學(xué)生深入理解物理概念和原理,使學(xué)生不僅僅停留在記憶公式和定律的層面,而是通過實際操作、觀察和體驗,理解這些物理現(xiàn)象和理論背后的本質(zhì),從而實現(xiàn)從表層學(xué)習(xí)向深層學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變.
1.3 發(fā)展批判性思維和解決問題的能力
情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)法要求學(xué)生在特定的學(xué)習(xí)情境中主動探索和解決問題,這種教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力.在解決物理問題的過程中,學(xué)生需要運(yùn)用物理知識和原理,分析問題、評估不同的解決方案,這不僅鍛煉了學(xué)生的思維能力,也提高了學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實際問題的能力.
1.4 提高合作學(xué)習(xí)和交流能力
情境創(chuàng)設(shè)常常涉及小組合作和討論,這樣的教學(xué)方式能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作.在解決物理問題的過程中,學(xué)生需要與同伴交流想法,共同探討和解決問題.這不僅有助于學(xué)生從不同的視角理解物理概念,而且還能夠提高學(xué)生的溝通和團(tuán)隊合作能力.
2 情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)法應(yīng)用于物理概念學(xué)習(xí)的原則
2.1 相關(guān)性原則
情境創(chuàng)設(shè)的作用就是幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識,以確保物理概念的學(xué)習(xí)對學(xué)生具有實際意義.情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)的相關(guān)性原則不僅使物理概念更易于理解,還有助于學(xué)生將新知識與自身的個人經(jīng)驗和已有知識相結(jié)合.通過創(chuàng)造情境理解物理概念,從而與學(xué)生的實際生活和興趣相聯(lián)系,這樣的教學(xué)模式下教師可以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)動機(jī),使學(xué)習(xí)過程更加生動和實際.
2.2 實踐性原則
物理學(xué)是一門高度理論化且具有抽象性的學(xué)科.通過實踐活動,學(xué)生不僅能夠更深入地理解物理概念,還能夠體會這些概念如何應(yīng)用于現(xiàn)實世界.這種原則的實施有助于將抽象的物理理論轉(zhuǎn)化為具體和可感知的經(jīng)驗,使學(xué)生能夠更直觀地理解物理現(xiàn)象.此外,學(xué)生通過動手操作和實驗來探究物理理論,能夠加深自身對物理概念的理解.
2.3 互動性原則
有效的情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)鼓勵學(xué)生間的互動和合作學(xué)習(xí),在物理概念的學(xué)習(xí)中,互動性強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間以及學(xué)生與教師之間的交流和討論.通過小組討論、合作解決問題和共享發(fā)現(xiàn),學(xué)生能夠從不同角度理解物理概念,并通過互相交流來加深自身對知識概念的理解.
2.4 反思性原則
反思是學(xué)習(xí)過程的關(guān)鍵部分,尤其是在復(fù)雜的物理概念學(xué)習(xí)中,反思性原則要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷地反思自己的理解和學(xué)習(xí)策略.這一方法鼓勵學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入思考,識別和糾正誤解,同時提高自身的元認(rèn)知能力.通過反思,學(xué)生能夠更好地理解物理概念的實際應(yīng)用,并將這些概念內(nèi)化為自己的知識體系.
3 情境創(chuàng)設(shè)在高中物理概念教學(xué)中的策略
3.1 巧設(shè)懸念,創(chuàng)設(shè)問題情境
這一策略旨在通過設(shè)置引人入勝的問題或懸念來吸引學(xué)生的注意力和興趣.在物理教學(xué)中,教師可以通過提出一個與即將教授的物理概念相關(guān)的有趣問題或未解之謎,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲.這種問題情境的創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生主動投入到學(xué)習(xí)過程中,為深入理解物理概念和原理提供動力.
例如 以“萬有引力與宇宙航行”這一課為例,首先,教師可以從引發(fā)學(xué)生好奇心的角度出發(fā),提出一個與宇宙航行相關(guān)的引人入勝的問題,例如:“如果我們能夠在其他行星上建立基地,我們的生活會發(fā)生哪些變化?”這樣的問題不僅可以調(diào)動學(xué)生的好奇心,而且緊密聯(lián)系到課程內(nèi)容,如行星的運(yùn)動和萬有引力定律.之后,教師可以通過探討萬有引力理論的成就和宇宙航行的前景,引導(dǎo)學(xué)生深入思考這一問題.在這個過程中,教師可以突出萬有引力理論在現(xiàn)代宇宙航行中的應(yīng)用,以及這一理論是如何推動人類對宇宙的認(rèn)識,特別是在相對論時空觀和牛頓力學(xué)局限性的背景下.通過這樣的教學(xué)設(shè)計,學(xué)生不僅能夠在解決具體問題的過程中學(xué)習(xí)和理解行星運(yùn)動、萬有引力定律等物理概念,還能夠?qū)ξ锢韺W(xué)在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用有更深刻的理解.
3.2 講名人故事,創(chuàng)設(shè)育人情境
在物理教學(xué)中,講述與物理學(xué)科相關(guān)的名人故事,如偉大科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)過程或科學(xué)精神的體現(xiàn),可以創(chuàng)設(shè)一種育人情境.這種策略不僅能夠加深學(xué)生對物理概念的理解,而且能夠啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究精神和科學(xué)態(tài)度,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.
例如 以“電能 能量守恒定律”這一課為例,教師可以圍繞發(fā)現(xiàn)歐姆定律的科學(xué)家喬治·歐姆的故事展開.可以講述喬治·歐姆在面對困難和挑戰(zhàn)時不懈追求科學(xué)真理的精神,這不僅能激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的興趣,也能啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆不屈不撓的科學(xué)態(tài)度.進(jìn)一步,教師可以將歐姆的發(fā)現(xiàn)與課程中的“閉合電路的歐姆定律”相聯(lián)系,讓學(xué)生理解這一定律的科學(xué)意義及其在電路能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用.在進(jìn)行“電池電動勢和內(nèi)阻的測量”這一實驗時,教師可以鼓勵學(xué)生以歐姆的探究精神來進(jìn)行實驗,強(qiáng)調(diào)實驗在驗證物理定律中的重要性.最后,在探討“能源與可持續(xù)發(fā)展”時,教師可以介紹現(xiàn)代科學(xué)家在可持續(xù)能源領(lǐng)域所作的貢獻(xiàn),強(qiáng)調(diào)物理學(xué)在解決現(xiàn)代能源問題中的作用,從而將課程內(nèi)容與現(xiàn)實世界緊密聯(lián)系起來.這樣的教學(xué)設(shè)計不僅有助于學(xué)生深入理解電能和能量守恒定律,還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和對未來科技發(fā)展的責(zé)任感.
3.3 設(shè)置趣味活動,創(chuàng)設(shè)生活情境
通過將物理教學(xué)與學(xué)生的日常生活經(jīng)驗聯(lián)系起來,設(shè)置相關(guān)的趣味活動,可以創(chuàng)設(shè)一個生活情境.這種策略使得物理學(xué)習(xí)更加生動和實際,有助于學(xué)生理解物理概念在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和實用性.
例如 以“相互作用——力”這一課為例,教師可以設(shè)計一系列互動活動,讓學(xué)生在實踐中探索和理解重力、彈力、摩擦力等物理概念.首先,為了讓學(xué)生理解重力和彈力,可以安排一個簡單的實驗,如使用彈簧秤測量不同物體的重量,讓學(xué)生直觀地感受到重力的作用.接著,通過讓學(xué)生親自體驗不同表面的摩擦力,例如,在光滑和粗糙的表面上拉同一個物體,幫助學(xué)生理解摩擦力的概念和影響.當(dāng)涉及牛頓第三定律時,教師可以通過互動游戲,如兩學(xué)生相互推拉,感受作用力和反作用力,使概念更加具體和生動.此外,為了教授力的合成和分解以及共點力的平衡,可以設(shè)計一些簡單的機(jī)械模型或使用圖形工具,使學(xué)生在解決實際問題的過程中掌握這些概念.通過這些與日常生活緊密聯(lián)系的趣味活動,學(xué)生不僅能夠在實際操作中學(xué)習(xí)物理概念,還能更好地理解這些概念在日常生活中的應(yīng)用,從而增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)的趣味性和實用性.這種教學(xué)設(shè)計策略有助于學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)物理,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣.
3.4 操作演示實驗,創(chuàng)設(shè)探究情境
實驗演示和操作是物理教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié),通過操作演示實驗,創(chuàng)設(shè)一個探究情境,學(xué)生可以直觀地觀察物理現(xiàn)象,親手進(jìn)行實驗操作.這種策略有助于學(xué)生通過實踐體驗和親身探索來理解物理概念,培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)探究能力.這種親身體驗和探究的過程對于深化對物理概念的理解尤為重要.
例如 以“拋體運(yùn)動”這一課為例,首先,為了使學(xué)生理解曲線運(yùn)動,教師可以設(shè)計一個簡單的演示實驗,如使用球體在不同斜面上滾動,來展示曲線運(yùn)動的基本特征.接下來,在探討運(yùn)動的合成與分解時,可以使用圖形工具或計算機(jī)模擬,幫助學(xué)生直觀地看到如何將復(fù)雜的運(yùn)動分解為簡單的直線運(yùn)動.在進(jìn)行“探究平拋運(yùn)動的特點”這一實驗時,教師可以讓學(xué)生親自進(jìn)行實驗,讓學(xué)生在不同角度和不同初速條件下投擲小球,并觀察和記錄運(yùn)動軌跡.通過這種親身實踐,學(xué)生能夠更好地理解平拋運(yùn)動的特點和規(guī)律.最后,教師可以通過進(jìn)一步的實驗演示,如使用軌道發(fā)射器或其他輔助工具,來展示拋體運(yùn)動的規(guī)律,包括速度、加速度和運(yùn)動軌跡等方面.這些實驗不僅增強(qiáng)了課堂的互動性和趣味性,而且使學(xué)生能夠在實際操作中學(xué)習(xí)和應(yīng)用物理概念,培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)探究能力.通過這種以操作演示實驗為核心的教學(xué)設(shè)計,學(xué)生不僅能夠更深入地理解拋體運(yùn)動的物理概念,還能夠在實際操作中提高解決問題和科學(xué)探究的能力.
3.5 利用多媒體,創(chuàng)設(shè)演示情境
這一策略充分利用了現(xiàn)代教育技術(shù),通過視頻、動畫、模擬軟件等多媒體工具,為學(xué)生提供一個直觀、動態(tài)且互動性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境.多媒體的使用不僅可以使抽象的物理概念具象化、動態(tài)化,還可以提高信息的傳遞效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
例如 以“電磁感應(yīng)與電磁波初步”這一課為例,首先,對于磁場和磁感線的教學(xué),教師可以通過動畫來展示磁場線的形狀和方向,以及磁場線在不同磁源周圍的分布情況.這種直觀的展示方式可以幫助學(xué)生更好地理解磁場的概念和特性.在講解磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量時,可以使用多媒體模擬軟件來演示不同條件下磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化,如改變磁體的位置或者線圈的數(shù)量,觀察磁通量的變化,這能幫助學(xué)生理解這些量的物理意義及其相互關(guān)系.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用部分,多媒體視頻可以展示實際的電磁感應(yīng)實驗,如電磁鐵的制作和使用,以及電磁鐵在日常生活中的應(yīng)用實例,這不僅增強(qiáng)了課堂的趣味性,還使得學(xué)生能夠看到物理概念在實際中的應(yīng)用.對于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用,則可以利用視頻資料展示電磁波的發(fā)現(xiàn)過程和在通信、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用,使學(xué)生理解電磁波的重要性和廣泛應(yīng)用.除此之外,探討能量量子化時可以通過動畫和模擬演示來展示能量的量子化現(xiàn)象,如光電效應(yīng)的實驗演示,幫助學(xué)生理解量子物理的基本概念.
4 結(jié)語
通過以上內(nèi)容的討論,可以了解到情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的重要性和多樣化應(yīng)用.每一種策略都有其獨特的教學(xué)價值和作用,這些方法不僅可加深學(xué)生對物理概念的理解,而且可培養(yǎng)探究精神和創(chuàng)新能力.這一策略不僅限于傳授知識,還致力于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,如批判性思維、解決問題的技能以及團(tuán)隊合作和溝通能力.在這樣的教學(xué)模式下,物理不再是一個遙遠(yuǎn)和抽象的學(xué)科,而是與學(xué)生的生活緊密相連,富有趣味性和實用性的現(xiàn)象.
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