基于物理情境创设的习题课教学策略

方文川

摘 要 在物理习题课教学中应通过创设有效的物理情境，激发学生的思考，培养学生建模能力，学会科学思维，正确运用所学的 物理知识解决物理问题。

关 键 词 习题课;物理教学;情境创设

所谓情境教学，是指在教学过程中教师合适地引 入或创设以形象为主体的、具有一定情感色彩的、能 够提供学习资源的场景，以此为支撑启动教学，使学 生产生智力和情感的需要和体验，促使学生实施学习 活动，同时通过情境传播的信息，引起学生一定的认 知和态度体验，从而帮助学生建构知识意义，并使学 生心理机能得到发展的一种教学方式。^[1]结合认知结 构学习理论和奥苏贝尔提出的“有意义学习”的理论， 在物理习题课教学中应通过创设以学生为主体的，具 有再现性的、启发性的物理情境，有效激发学生在具 体的情境中积极思考，并根据情境的创设主动提出一 些与知识点相关的物理问题，然后再通过有效的思维 活动和实践活动来获取必要的物理知识，进而运用这 些知识解决实际问题。

一、物理习题教学中的情境缺失问题

1. 难懂。物理习题课教学，学生感到很难听懂， 很大原因就是情境缺失造成的。教师讲评习题时， “阅读题目一划出重点一寻找规律I列方程I解方程 —结果讨论”这个流程成为物理习题课的一般思路和 步骤，看似简单通俗易懂，实则应用难度是相当大。 教师讲解习题的过程往往忽视学生的已有认知，想当 然地认为学生听一下就可以跟着“划出重点”“寻找规 律”，其实在“划出重点”和“寻找规律”的过程中有赖 于物理情境的构建。由于物理情境的缺失，导致学生 找不出“重点”和“规律”，这是物理习题课教学的难 点，也是学生感到物理特别难学的原因。物理情境的 构建既需要阅读能力——对题干的分析，也需要科學 思维（如何构建），更需要学生具备一定的物理观念 （物理直觉），这些方面是紧密联系在一起的。

2. 无策。物理习题课教学，学生往往缺乏信心， 刚弄懂一道习题后去解决新情境的类型题，又感到束 手无策，究其原因，主要在于学生对新问题的物理情 境建构缺失造成的。教师在引导学生解题的过程中， 知识和规律讲得多，解题的思路和方法也讲得不少， 至于物理情境（过程）如何，为什么会这样呈现，条件 改变又会出现何种变化等等这些方面教师讲得少或 者直接给出结论缺乏必要的分析。结果是学生听懂 了这道题，但还是不会自行解答这道题，更无法解决 新情境题，无法解决生活中的实际物理问题 .学生看 得“懂”听得“懂”但是不会做题成为很多学生学习物 理的常态。

1. 乏味。习题课教学中学生还感觉到疲惫和乏 味，除了习题课思维量大以外，另一重要原因是习题 课往往缺乏有趣的、直观的物理情境。习题课容量 大，教师讲题时容易陷入就题论题的“简单”思维，教 师对物理情境的直观呈现较少，很多情境都是“想象” 出来，学生疲于接受知识和记住教师帮忙想象出来的 结论，而不是学会思考，“吸收”知识。

二、习题课中物理情境创设的重要性 （一）从物理学科能力培养谈习题课情境创设 物理学科能力包含学习理解、应用实践、迁移创 新三个层次。^[2]习题课教学既可以复习巩固已学过的 物理知识和规律，又可以培养学生解题的能力，从而 为进一步培养学生解决实际物理问题奠定基础。习 题课教学是培养学生物理学科能力的重要途径，解决 习题课教学的重点和难点就是如何引导学生根据已 学的物理知识创设情境，迁移应用所学知识解决物理 习题中出现问题。引导学生创设好物理情境，学会科 学思维是培养学生物理核心素养的关键。

（二）从习题课教学的有效性谈物理情境创设 习题课教学是物理教学的重要环节，为了解决习 题课的低效问题，提高习题课教学的有效性，我们倡 导“深度学习”。“深度学习”是为了从提高学生的“解 题能力”转向提高“解决问题的能力”，进而转向提高 “做事的能力”^[3]。习题课教学的设计要改变之前的 “非情境化”，要转向“情境化”，实现解决问题的教学 和生成问题的教学。^[3]通过习题课掌握物理概念和规 律，必须经过物理情境的创设、学习和加工;生动、有 趣的教学方式需要也需要通过创设有意义的、可以再 现的、富有思维性的物理情境来实现。我们要采用多 样化的教学方式，创设物理好物理情境，提高习题课 教学的有效性，让习题课具有活力。

二、物理情境创设的方法

（一）直观再现物理情境

这是指学生能够从生产和生活以及实践当中看 到物理习题所描述的物理情境。学生通过直观的物 理情境，能够找到物理学习过程中的典型模型，从而 发现物理现象中的物理规律，解决物理问题。

1.观察生产和生活中的物理现象

例 1（2018 年福建省质检 24 题改编）如图 1，男、 女演员在高空杂技表演中分别用两根长均为L的轻 绳系着并固定在同一悬点上，他们在同一竖直面内先 摆 到 男 演 员 的 出 发 点 。 已知男、女演员质量分别 为M、m，女演员的出发点 距最低 点的 高 度差 为 L/ 2，重力加速度为g，不计 空 气阻力 ，男、女 演员 均 视为质点。

（1）求男演员刚摆下时距离最低点的高度差h ;

（2）若男女演员相拥后到再次摆回最低点时 ，男

演员为使女演员恰能回到其最初出发点，求男演员推 开女演员须做的功。

[分析]本题是从福建省二轮质检考试的一道计 算题改编而来，物理情境并没有新的变化，学生对于 此题的解题情况并不理想，对于物理情境的分析还不 清晰。比如男女演员各自的摆动过程是什么样的一 种运动——变速圆周（运动观念），在不计空气阻力的 情况下遵循什么规律——动能定理或机械能守恒（物 理规律）。男、女演员在最低点相拥这是什么样的一 个物理过程——完全非弹性碰撞（这是难点），男、女 演员一起到达最低点时男演员推开女演员的过程又 有什么特点——爆炸或者反冲模型（这也是难点），推 开过程男演员应对女演员做功怎么求——用功能关 系或动能定理求解（考科学思维）。学生在解决本题 时对男女演员“相拥”“推开”等过程不甚了解。因此 在解决本题时可以寻找杂技演员表演的视频让学生 直观再现上述物理情境，也可以通过慢镜头播放了解 每个过程的细节特点。这样通过情境的再现，使学生 学会分析问题、正确建立物理模型，从而培养学生科 学思维，促成核心素养的养成。

2.做真实物理实验

例2（动量和能量专题复习改编）如图 2，有三个 质量均 为 m 的 物块 A、B、C 放置于光滑的水平面上，

B、C 之间用轻弹簧相连且 ABC 均处于静止状态。现 给物块 A 一初速度 v0 朝 BC 方向运动， AB 相碰后粘在 一起。

（1）分析A与B相碰后至弹簧压缩最短过程中AB 及C的运动情况·

（2）求 A 与 B 碰撞过程中损失的机械能及碰撞后 弹簧的最大弹性势能。

[分析]本题是碰撞模型与弹簧模型的结合。学 生对 AB 碰后 A、B、C 三者的运动情况及每个过程所遵 循的规律不甚了解。究其原因主要在于本题运动过 程的复杂性及碰撞瞬间过程的短暂性以及弹簧过程 变化的复杂性等缺乏了解导致物理过程建模的缺失。 笔者认为 ，可以在实验室的条件下 ，模拟和再现此情 境，并结合多媒体软件慢动作播放突破上述问题。光 滑水平面可以用气垫导轨来实现， AB 两接触面可以 粘上双面胶布，碰撞瞬间及弹簧变化过程可以用多媒 体慢动作播放进行观察。通过做实验学生能够从直 观再现的物理情境中理解各个过程物体是如何运动 的（运动观），每个过程物体间是如何相互作用的（相 互作用观），各部分的能量是如何转化的——如共速 时弹簧最短（能量观）。学生可以通过上述分析从建 立的物理模型选择相应的规律（科学思维）解决上述问题。这样的习题课教学能够激发学生的学习兴趣， 突破教学难点，培养学生的科学思维。

（二）间接再现物理情境

间接再现物理情境一般用于在现有条件下难以 做实验或做实验会带来很大的风险性的情况下单纯 借助多媒体软件而虚拟物理情境的一种方式。主要 是借助于仿真实验软件或借助一些制作多媒体的动 画软件如：Flash， PPT等间接实现。将多媒体技术运 用于物理习题课堂教学不仅能改变传统的习题课教 学只讲习题的教学方式，而且能更好地引导学生分析 解决物理问题，提高学习物理的兴趣，学会科学思维。

例3如图4，有一半径为R的粗糙轨道竖直并固 定放置在水平 地 面 上 ，让 一 小球从轨道左 侧边缘正上方 H=R 的 地方 静 止 释 放 ，小 球 刚好可以到达 轨道的最右端。

1. 小球第一次到达轨道最右端摩擦力做功mgR
2. 小球最终停止在轨道最低点
3. 若将小球从高H=2R的地方释放，小球将上升 到轨道右侧上端高为R处
4. 若将小球从高H=R/2的地方释放，小球上升的 最大高度为轨道右侧高为R/2处

[分析]本题如果从理论上分析，学生很难想象改 变小球释放的高度和改变动摩擦因素后，小球具体的 运动、受力和能量变化情况。若用金华科仿真物理实 验室软件设置小球的大小（如图5：质量、半径、大小、 弹性系数）和位置，选择圆弧轨道设置它的相关物理 属性（如图6半圆：起始角度180，终止角360，摩擦系 数0.1，静摩擦系数0.1），点击“设”设置实验的相关参 数（如功能设置：选择考虑重力作用;重力加速度值 等），点击运行实验就可以再现习题所描述的物理情 境，改变小球释放的高度或轨道的动摩擦因素就可以 改变小球的运动情境，如果轨道光滑，小球就可以运 动到等高的地方，而且可以不断往复运动;如果动摩 擦因素加大，小球最大高度将不断下降。这样的仿真 实验有助于学生再现物理情境，按已学规律预测事物 的变化发展，实现一题多变，培养科学思维。

此外，在物理习题课教学中我们还也可以借助于 传统的多媒体教学软件比如：ppt，flash和几何画板等 工具再现物理习题课中的复杂情境。

综上，创设物理情境进行习题课教学，对培养学 生的建模能力，科学思维能力促进学生核心素养的形 成具有关键作用。它能够有效提升学生的科学思维 和实践意识，培养学生的科学态度;而物理习题课中 形成的物理观念和科学思维又能进一步应用于分析、 解决现实生活中的物理问题，从而促进学生物理核心 素养的形成。

参考文献：

[1]        于志苏.高中物理情境创设案例分析[D].南京：南京 师范大学，2011：10-11.

[2]        郭玉英，张玉峰，姚建欣.物理学科能力及其表现研究 [J] 教育学报，2016（8）

[3]        劉林.基于物理学科核心素养的创设问题情境教学设计的研究——以“向心加速度”为例[J]物理教学探讨，2019 （5）

（责任编辑：周志平）