“衔接·进阶·融通”：物理活动情境创设的研究与实践*

申 洁

物理教学情境涵盖科学观察、实验探究、推理计算等方式，是实施物理课程教学的重要内容、方法和手段，更是培养学生物理学科核心素养的有效途径。在当前重视学科育人价值的背景下，注重物理教学情境的活动性渐成趋势，对物理活动情境创设的相关研究日渐深入。在多年实践探索的基础上，笔者提出了“衔接·进阶·融通”视域下的物理活动情境创设的观点。“衔接”指不同阶段学习内容的衔接；“进阶”指基于学习目标的有梯度的学习路径；“融通”是知识技能、思维品质、学科核心素养与育人方式的融合、贯通和统一。

一、物理活动情境创设的目标

“衔接·进阶·融通”视域下的物理活动情境创设是指在学生认知水平基础上，立足课程内容的衔接，关注课程实施过程中学生的思维进阶，以实现各种活动情境资源的融合贯通。其目标是激发学生的内在学习动力，引发深度学习，促进高阶思维能力的形成，提升学生的必备品格与关键能力，彰显核心素养培育背景下的课程育人价值。

在实践过程中，教师应立足以下三个方面进行设计。

首先，编制基于活动情境开发的科学课程衔接教程。注重课程学习活动情境设计，以小实验、小制作等具体的科学活动为载体，关注学习活动显性与隐性的相互融合，凸显学习内容与过程的相互贯通，以促进思维实现从无序到有序的螺旋式上升，帮助学生在物理课程学习上实现学段内容的无缝对接。

其次，形成以“活动·体验·探究”为特色的教学范式。设计“情境体验—活动探究—问题驱动—拓展应用”的课程实施的阶梯式模型，并提出与之相适应的教学策略，具体为：可视性策略、科学思维策略、资源整合策略、目标达成策略、反思评价策略等。

最后，丰富并拓展项目学习内容及综合实践活动情境开发空间。其中，物理小制作活动以知识单元为模块，让学生将日常生活中的物品资源利用起来，组合成一个个与物理学习有关的小作品，体会活动情境中蕴含的学习乐趣；物理微课题项目学习活动以物理知识为基础，让学生根据自己的兴趣及小组合作团队的研究能力选择课题项目并开展研究，有利于学生的思维进阶，开拓学生的学习视野；综合实践活动是在特定学习活动情境中展开的一种学习活动，突出对物理知识的应用和学科融合，让学生在探索与合作中学习、创造和创新，使得高阶思维的形成与提升在实践中跨越、在迭代中进阶，真正培养关键能力。［1］

二、物理活动情境创设的实践策略

进入初中阶段的学生，在独立自主意识、发现和探索自我、思维的独立性和批判性等方面逐渐增强，但心理年龄仍处于较幼稚阶段。因此，学习活动的设计应充分尊重学生的认知规律及身心成长特点，笔者在研究设计物理活动情境时提出了如下策略。

1.以激发兴趣为出发点。

以激发兴趣为出发点，用充满趣味的教学手段营造生动有趣、引人入胜的活动情境，激发学生的学习热情，促使其进入最佳学习状态。如在“透镜”一课的教学中，笔者以透明玻璃花瓶为道具，设计了如下教学情境。

案例1：花瓶是透镜。

在引入课题时，教师展示一个侧面为凹凸形状的玻璃花瓶，装上水后让学生观察花朵。学生发现从花瓶的不同位置观察，可看到花朵会放大或缩小。随后，教师引导学生猜想，并在学习透镜相关知识后，说明这是因为在凹凸不平的花瓶里放入水后形成了凹透镜和凸透镜效应。［2］

在引起学生探索和解决问题的兴趣后，教师提供给学生各种透镜，让他们在任务驱动下探究相关问题。这不仅活跃了课堂探究气氛，引发学生的深度思考，而且使其深入认识透镜的作用和性质，获得知识迁移和学习进阶能力的提升。

案例1中的花瓶是笔者在地摊上买来的，是来自生活中的实验教学资源。此教学案例发挥了活动情境对学生的启蒙作用，给学生以科学学习观的引领，让他们认识到物理就在我们身边。

2.以引发认知冲突为生长点。

活动情境的创设应引发强烈的认知冲突，激发学生的求知欲，充分调动学生探究问题的热情，活化学生头脑中的知识，使其更好地内化到学生的认知结构中。下面，以笔者指导的获得2020年江苏省初中物理优质课评比获一等奖的“平面镜”一课为例，说明如何在活动情境中设置问题以引发学生的认知冲突，实现课堂教学的深入开展。

案例2：真假烛焰。

教师在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，板后放置两支蜡烛。板后的两支蜡烛中，一支位于板前蜡烛所成像的位置，不点燃这只蜡烛；点燃其旁边的另一支蜡烛。此时学生在玻璃板前能看到三支燃烧的蜡烛，但只有两支能将火柴引燃。通过情境对比引发学生的认知冲突，将认知冲突的关键聚焦到玻璃板（平面镜）上，使学生对物和像有了新的认识，自然地过渡到本节课的学习中。

这里创设的情境对学生的一些错误认知起到一定的矫正作用，发挥了很好的桥梁效应，为学生科学概念的建构提供了跨越性的衔接支撑。［3］

3.以丰富体验为切入点。

“衔接·进阶·融通”视域下的物理活动情境创设关注学生在各种活动情境中体验、感悟和生成，培养其积极思考、善于分析、敢于创新、独立而自信的科学素养，让学生在高参与和高互动的情境活动过程中发挥想象、表达思想、丰富情感和提升智慧。以笔者指导的曾获2018年江苏省初中物理优质课评比获一等奖的“光的色彩颜色”一课为例。为了丰富学生对色光混合的深度体验，设计了下面的创新实验活动情境。

案例3：色光混合。

先利用强光手电通过有色玻璃纸产生红、绿、蓝三种色光，将三种色光进行混合，显示色光混合形成的光斑。此时教师提出问题：色光的混合只发生在光斑汇合处吗？然后，利用烟雾或水雾实现不同色光混合路径可视化的效果，说明色光混合不局限于光斑的合成，而是在色光传播的整个过程中进行的混合。

该节课的教学中，学生能够自主完成色光混合的实验，但只是观察色光混合形成的光斑。而教师将色光混合过程中多彩的立体混合光路呈现在学生面前，提供了生动的教学情境，深深地吸引了学生，拓宽了学生的学习与认知视野，丰富了学生在学习过程中的体验。

4.以技术支撑为立足点。

活动情境的开发离不开技术支撑，教师应立足现代科学技术与物理学科的融合，注重活动情境开发的时代性，引领学生从感性认识向理性思考发展。

案例4：探究物质的比热容。

对于“物质的比热容”这一内容，苏科版教材在实验探究中给的不同物质是水和沙石，由于两种物质的传热方式不同，要利用普通温度计得到沙子和水加热后温度均匀变化的数据比较困难，实验中不容易得出与理论相一致的结论。而如果选择水和食用色拉油，由于这两种物质热传递方式一致，使用温度传感器进行测温，实验效果可以得到明显改善。情境设计如下：先用天平称取等质量的水和食用色拉油，放在同一个恒温电炉上进行加热，以保证加热方式相同；然后用温度传感器连接采集器和电脑，采集水和色拉油温度变化的实时数据，同步绘制出水和色拉油温度随时间变化的图像，发现色拉油升温快。由此可得到“质量相等的不同物质在温度升高相同时，吸收的热量一般不同”的结论。

该实验利用温度传感器来采集两种不同物质吸热升温的数据，实验中曲线自动绘制技术吸引了学生的注意，通过图像，学生很容易比较质量相同的两种不同物质的吸热升温情况，使学生对比热容的概念有了深刻的认识和理解，并且产生对温度传感器技术的相关拓展知识的兴趣，愿意主动地去思考和研究，课堂效率得以提高。［4］

5.以资源优化为进阶点。

在设计物理活动情境的过程中，教师也可以多渠道开发实验资源，优化组合实验器材，丰富情境开发的内涵，实现活动情境开发水平的进阶与升华。

案例5：电路过载及短路的危害与保护实验装置新设计。

教师展示自制过载熔断实验装置，包括绝缘底座、绝缘支架、细铜丝、金属夹；过载保护实验装置，包括微型断路器（空气开关）、电流表、滑动变阻器、LED灯等，实验配套器材还包括铅酸蓄电池、开关、蜡环、魔术纸等。以细铜丝模拟传统的保险丝，呈现因电流热效应引起的温度变化，通过蜡环熔化、魔术纸燃烧和自身熔断的现象形成视觉冲击，直观显示电流大小不同引起的线路发热程度不同的变化过程。

上述装置整合优化了身边的实验资源和器材，制作简便，大胆突破传统实验器材的限制，具有很好的可行性与普及性，体现出实验情境设计的与时俱进和实验开发的创新性。

三、思考与展望

1.立足学科育人和进阶发展的新视角。

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，而当下物理教学过分强调物理学科知识体系，忽视了学生的学习个性和学习素养的发展性，导致学生逐渐失去物理学习的兴趣和信心。因此，“衔接·进阶·融通”视域下的物理活动情境创设应从学科育人和学生进阶发展的视角出发，尊重学生学科核心素养发展的阶段性特征，激发学生的内在学习动力，引发深度学习，促进高阶思维能力的形成。

物理活动情境的创设需要将物理活动情境与各种教学资源优化整合，以形成课程实施的阶梯式显性路径，与学生的知识技能、思维品质以及学科核心素养发展的隐性内涵相融合，实现不同阶段科学课程的衔接与进阶，激励学生习得研判外界事物的能力，形成对未来发展的正确认识与独立见解，从而获得自身的跨越性发展，彰显核心素养培育背景下的学科育人价值。

2.呈现学生物理课程学习的新面貌。

义务教育物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程，课程内容的选择应遵循初中学生的身心发展规律，注重与生产生活、现代社会活动及科技发展的联系，为学生物理学科核心素养的发展打下基础。

“衔接·进阶·融通”视域下的物理活动情境创设，重视个体发展的差异，顺应教材、学段、心理、环境等因素与学生的经验产生的认识坡度，使得物理课程学习能顺势而为。设计物理活动情境，目的在于让学生置身于活动情境中，获得学习体验，在更为丰富的实践空间里进行课程学习，获得更加广泛的知识和感悟；在对各种问题情境的探索中获得新发现和新认识，进而形成物理观念与科学探究意识，培养合作与创新精神，呈现物理课程学习的新面貌。

“衔接·进阶·融通”物理活动情境创设的研究与实践是一个动态的行动研究过程，后续我们将进一步关注活动情境创设对课程实施过程中学生的发展性产生的激励性影响，促进学生学科核心素养的提升。