【摘要】新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、主動(dòng)性、互動(dòng)性.情境是激活學(xué)生內(nèi)驅(qū)力、增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)性與互動(dòng)性的有力工具,但就目前而言,情境在課堂教學(xué)中的應(yīng)用過于粗糙、淺薄,無法達(dá)到其應(yīng)有的“教學(xué)”與“育人”的效果.本文用實(shí)例探究情境的實(shí)踐運(yùn)用,期望能更好地構(gòu)建“素養(yǎng)為本”的高中物理課堂.
【關(guān)鍵詞】情境教學(xué);向心力;高中物理
1 引言
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》的實(shí)施建議要求“注重情境的創(chuàng)設(shè)”,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.可知,情境是“素養(yǎng)本位”的物理課堂的“好幫手”.雖然絕大部分教師認(rèn)可“情境”的重要價(jià)值,但在實(shí)際的教學(xué)中仍然存在情境創(chuàng)設(shè)方式單一、應(yīng)用環(huán)節(jié)單一、設(shè)計(jì)過程粗糙等諸多問題.導(dǎo)致“情境”在物理課堂中難以發(fā)揮其應(yīng)有的“育人”價(jià)值.基于此,本文以“向心力”課堂為例,從引入情境、體驗(yàn)情境、應(yīng)用情境、情境再現(xiàn)四個(gè)維度出發(fā),探索情境在課堂教學(xué)中的應(yīng)用.
2 引入情境:用“生活”激活內(nèi)驅(qū)力
“驅(qū)動(dòng)力”是影響個(gè)體自主行為的內(nèi)在因素.對(duì)于學(xué)生而言,其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的最大影響因素是“情緒”.因此,當(dāng)學(xué)生受到環(huán)境的影響產(chǎn)生某種情緒,則極容易通過情緒實(shí)現(xiàn)客體的轉(zhuǎn)移,從而產(chǎn)生內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力.因此,情境的引入階段,教師應(yīng)注意情境的創(chuàng)設(shè)、課堂氛圍的營(yíng)造,從而使得學(xué)生產(chǎn)生或好奇或愉悅等情緒,驅(qū)使學(xué)生投入學(xué)習(xí)之中,產(chǎn)生“一探究竟”的欲望.
在本課中,教師首先播放“2022年冬季奧會(huì)中隋文靜與韓聰?shù)碾p人滑比賽奪冠”的短視頻,充分吸引學(xué)生的注意力,也引發(fā)學(xué)生對(duì)于花滑選手的敬佩,同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感.隨后,教師截取其中的“螺旋線”動(dòng)作圖片進(jìn)行展示,并提出問題:“若韓聰此時(shí)松手了,將會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象?”引導(dǎo)學(xué)生通過“現(xiàn)象”提煉出“物理事實(shí)”.而結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生較為輕易地得到“隋文靜將會(huì)飛出去”的答案.此時(shí),學(xué)生對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了較大的興趣,因此教師順勢(shì)展示“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”系列圖片(如過山車、大擺錘等),讓學(xué)生充分感受“圓周運(yùn)動(dòng)”的生活性.而在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生觀察到“物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)總有一個(gè)力促使它圍繞圓心展開運(yùn)動(dòng)d1a0991b1e343e726a2c1a84d9f56ae27fd38e067505fbd8d218a8d68ac99dbb”的現(xiàn)象.教師順勢(shì)提出問題:“這個(gè)力由什么提供?具有什么特點(diǎn)?它的方向大小受到哪些因素的影響?”正式展開“向心力”相關(guān)知識(shí)的探索.
3 體驗(yàn)情境:用“實(shí)驗(yàn)”啟發(fā)思維力
葉圣陶曾說:“我以為好的先生不是教書,不是教學(xué)生,乃是教學(xué)生學(xué).”在“素養(yǎng)為本”的物理課堂中,“教”的目的不在于讓學(xué)生能得到“眼前的魚”,而是著眼于學(xué)生的終身發(fā)展,讓學(xué)生能獲得“漁”的能力,使其未來能捕到源源不斷的“魚”.因此,情境體驗(yàn)旨在讓學(xué)生通過“體驗(yàn)”的過程,實(shí)現(xiàn)知識(shí)、思維、能力的協(xié)同發(fā)展.創(chuàng)設(shè)演示實(shí)驗(yàn)情境,將抽象的物理知識(shí)“具象化”,助力學(xué)生精準(zhǔn)地、科學(xué)地理解掌握物理概念與物理規(guī)律.創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)情境,讓學(xué)生在“做中學(xué)”,充分促進(jìn)學(xué)生思維的深化.
3.1 演示實(shí)驗(yàn):圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
演示小球在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),通過具象的運(yùn)動(dòng)豐富學(xué)生的感性認(rèn)知.而通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,學(xué)生發(fā)現(xiàn)小球在運(yùn)動(dòng)的過程中受到三個(gè)力,分別是向下的重力、向上的支撐力與圓心的拉力.此時(shí),教師進(jìn)行連續(xù)發(fā)問,通過密集的問題啟發(fā)學(xué)生的思考.
問題1 小球的圓周運(yùn)動(dòng)是哪個(gè)力的施加效果?
問題2 這個(gè)力有什么特點(diǎn)?
問題3 若拴住小球的繩子突然斷裂,小球的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生什么樣的變化?
繪制模型受力分析圖(如圖1所示)可知,重力與支撐力是一對(duì)平衡力.因此,小球?qū)嶋H上所受的力為向心力F,順利得到問題1的答案.而結(jié)合受力分析圖,學(xué)生也能迅速歸納出F的特點(diǎn),繼而推導(dǎo)出向心力的概念,得到問題2的答案.問題3旨在讓學(xué)生推導(dǎo)F突然撤掉時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而進(jìn)一步感受向心力.
3.2 體驗(yàn)實(shí)驗(yàn):圓錐擺實(shí)驗(yàn)
圓錐擺的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)情境中提取物理模型的能力,同時(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)受力分析的過程,粗略驗(yàn)證F=mv2r=mw2r的向心力表達(dá)式,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與科學(xué)探究素養(yǎng).首先,要求學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì).隨后,各小組成員分工合作進(jìn)行圓錐擺實(shí)驗(yàn)的受力分析(如圖2所示),以驗(yàn)證向心力表達(dá)式.最后,改變掄繩子的方式觀察小球的運(yùn)動(dòng)軌跡.
4 應(yīng)用情境:用實(shí)例增強(qiáng)遷移力
“應(yīng)用”是檢驗(yàn)學(xué)生“學(xué)”的質(zhì)量的有效手段.對(duì)于傳統(tǒng)的習(xí)題檢測(cè)“用”的方式而言,檢測(cè)范圍依舊側(cè)重于單一的“知識(shí)”維度,缺乏對(duì)于學(xué)生能力、思維等維度的考查,無法正確反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),更遑論達(dá)到“查漏補(bǔ)缺”的效果.因此,在“素養(yǎng)為本”的物理課堂教學(xué)中,教師應(yīng)優(yōu)化檢測(cè)方式,創(chuàng)設(shè)生活化、真實(shí)化的應(yīng)用情境,讓學(xué)生在情境化的習(xí)題中實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的應(yīng)用、反思、重吸收,從而達(dá)到“遷移”的教學(xué)效果,構(gòu)建高質(zhì)量的物理課堂.在本課中,教師創(chuàng)設(shè)了“水流星”的生活情境,要求學(xué)生“提煉”出情境中的“關(guān)鍵詞”,從而抽象出物理模型,分析并解答問題.
例1 雜技演員表演的傳統(tǒng)項(xiàng)目“水流星”是在一根繩索的兩端分別拴著裝有水的罐子.雜技演員在表演的過程中(如圖3所示),即便罐子底部朝上、水面向下也不會(huì)出現(xiàn)“水灑了”的現(xiàn)象.請(qǐng)你分析在雜技演員表演“水流星”過程中,當(dāng)罐子底部朝上、水面向下時(shí)水“不灑”的條件.
解析 根據(jù)學(xué)生在“學(xué)”階段所學(xué)知識(shí),結(jié)合“水流星”的運(yùn)動(dòng)軌跡繪制當(dāng)罐子底部朝上、水面向下時(shí)“水流星”受力分析圖(如圖4所示).首先,針對(duì)“不灑水”進(jìn)行分析,得到“不灑水”的臨界點(diǎn),即FN=0的時(shí)候.而后,通過受力分析得到mg+FN=mv2r.可知,當(dāng)FN=0,v=gr時(shí),水“剛好不灑”.綜合分析可知,只有當(dāng)v≥gr時(shí)才能保證最高點(diǎn)時(shí)“水不灑”.
通過應(yīng)用的過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力,也增強(qiáng)了學(xué)生的模型應(yīng)用能力,更提高了學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)自信,讓學(xué)生對(duì)物理的認(rèn)知從枯燥、抽象、無用轉(zhuǎn)變?yōu)橛腥?、?jiǎn)單、有用.
5 情境再現(xiàn):用回憶推動(dòng)系統(tǒng)化
情境再現(xiàn)環(huán)節(jié)是對(duì)整堂課所有學(xué)習(xí)過程的回顧、歸納、拓展,往往用于課堂的總結(jié)階段.與傳統(tǒng)課堂中的知識(shí)總結(jié)部分不同,情境再現(xiàn)階段更注重學(xué)習(xí)過程的梳理,即強(qiáng)調(diào)思維、能力的發(fā)展.因此,情境再現(xiàn)環(huán)節(jié)是“素養(yǎng)為本”的物理課堂中必不可少、不容小覷的一部分.通過情境再現(xiàn)的過程,學(xué)生一一回憶所經(jīng)歷過的情境,“提煉”出情境探究、問題解答過程中的“精華”,從而達(dá)到知識(shí)鞏固、思維梳理、方法總結(jié)、模型建構(gòu)、內(nèi)容系統(tǒng)化的目的.與此同時(shí),情境再現(xiàn)環(huán)節(jié)還可以適當(dāng)進(jìn)行有關(guān)前沿科技知識(shí)等內(nèi)容的延伸,從而拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的廣度與縱深,深化學(xué)生的學(xué)習(xí).
在本課中,教師以“向心力的定義”“向心力的特點(diǎn)”“向心力的大小”為線索,進(jìn)行情境再現(xiàn),要求學(xué)生回顧概念探索、受力分析、模型建構(gòu)的整個(gè)過程,讓學(xué)生針對(duì)所學(xué)的內(nèi)容與所學(xué)的過程進(jìn)行提煉與概括,實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)的建構(gòu)與學(xué)習(xí)方法的歸納.最后,教師結(jié)合情境運(yùn)用階段的“水流星”的案例,引導(dǎo)學(xué)生共同探究“豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)與臨界問題”的解題思路與模型建構(gòu)方法,充分培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.至此,“素養(yǎng)zYstTgapz2CfCGo/kb/k6szK9wo3ZYyqL8pHleYTWVw=為本”的物理課堂完結(jié).
6 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,情境是學(xué)生素養(yǎng)培養(yǎng)的良好載體.將情境運(yùn)用于導(dǎo)入、體驗(yàn)、遷移、總結(jié)的每一個(gè)階段均能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展所必備的品質(zhì)與技能的目的.因此,各一線教師應(yīng)重視情境的應(yīng)用、豐富情境的形式,設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)、與教學(xué)目的相匹配的情境,讓學(xué)生能在情境中“思”“做”“學(xué)”,從而充分突顯出課堂教育的“育人”功能.
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