情境化教学方法在高中物理教学的应用

谢文海　肖立会

【摘  要】广东物理教材和高考试题注重构建生产生活情境。情境化教学方法既能满足核心素养和新课标理念的要求，又能促进学生的全面发展。本文遵循情境化教学基本原则，简单探讨生活化情境教学、实验情境教学和物理学史情境教学等策略，辅助高中物理教学。

【关键词】高中物理；情境化教学；策略

高中物理学科核心素养中物理观念是从物理学视角形成物质、运动与相互作用、能量的基本认识，与生产生活息息相关。科学思维是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程，科学思维的培养要让学生在生活、实验或基于某些物理情境中深入领会学习理想模型的构造，总结物理规律。传统教学已经无法满足核心素养和新课标理念的要求，情境化教学是教师结合教学内容，在教学过程中构建物理情境，让学生“身临其境”，增强学生的主观能动性，激发学生探索物理规律的兴趣，提高教学效率。通过情境化教学，可以让学生自主构建物理模型，探究物理規律，解决生活中常见的物理问题，获得适应终身发展及社会发展需要的必备品格和关键能力，实现学生的全面发展。情境化教学方法是核心素养的具体实施，是核心素养的价值体现。

以广东教材第二册为例，物理知识的讲解绝大部分都是以生活、物理学史等创建情境，例如平抛运动的例题是以无人机配送急救物品创设情境，天体运动是以日心说和地心说相关的物理学史创设学习情境。高考试题是新课标课改理念的具体呈现，以最近两年广东省高考试题为例，试题普遍构建物理情境，其中大约70%来源于生产生活，例如2022年广东高考试题中第一题制作豆腐的石磨、第9题运送防疫物质的无人驾驶小车和第15题空调温度的传递等。学生解决高考试题需要从试题情境中提炼出物理模型，并通过物理知识解决模型中的问题。情境化教学就是从生产生活等物理场景中提炼出物理模型，培养学生分析和解决生活中问题的能力，既符合核心素养的要求，又适应时代的发展。

一、情境化教学方法简介

情境化教学是指在教学过程中根据教学内容设计出有利于教学的教学情境，达到教学过程的整体互动交流目的，使学生更加容易理解相关教学内容的一种教学构建。情境化教学方法遵循目的性、真实性、灵活性和诱导性等原则。情境的创设遵循趣味性、探究性和科学性等原则。教师可以通过故事、物理学史和社会热点，生活中常见的物理现象、实验、问题和多媒体等创设教学情境进行有效教学。通过研究发现情境化教学可以使教学气氛更加活跃，增强学生的主观能动性，培养学生思考和独自解决问题的能力，有效地提高教学效果和教学效率。与传统的教学方式相比，情境化教学方法的独特性和优越性有着重要的地位。

本文遵循情境化教学基本原则，以汽车行驶安全、超重、失重和相对论等为例，探讨如何利用不同的情境化教学策略辅助高中物理教学。

二、高中物理情境化教学方法的应用

（一）生活化情境教学策略

物理知识来源于生活，并应用在生活中。例如人们从日常生活中发现静电现象，并将其用在实际的生产生活中，利用静电进行除尘、喷涂和复印等。高中生通过对生活经验的积累和在初中物理学习的基础上对物理知识和概念有一定的理解。但是高中物理的一些概念更加抽象，学生了解的知识并不全面和深刻。高中物理相比于初中物理知识进一步加深，初中课程较多是定性的要求，而高中课程更多的是定量的研究。高中生需要思考一些概念和观念的转变，例如初中学的路程和速度与高中的概念有些差别。应用生活化教学场景更能够帮助学生理解和建立物理模型，思考和解决生活中的常见问题。

在讲解汽车行驶安全这一节时，教师可以将生活中出车祸事故的实例引入新课。假设同学是交警，教师是司机，发现交通事故刹车车痕为60m，汽车的加速度为7.5m/s2。如果汽车的行驶速度大于100km/h就为超速，如何判断司机是否超速？通过生活实例引发学生思考如何用学过的匀变速直线运动的物理知识判断司机是否超速。学生分组讨论，将汽车看成质点模型，通过已学过的匀变速直线运动知识计算出汽车的运行速度为108 km/h。学生通过简单的计算可以判定司机超速，对超速的教师司机进行罚款。同时教师对安全距离概念和反应时间进行进一步的延伸和扩展，引发学生进一步思考饮酒为什么容易出交通事故，在学习物理知识的同时，还进一步提高了学生的安全意识。通过生活实例，学生”变身交警”置身在生活情境中，调动学生的学习积极性，促使学生参与思考和解决问题，提高学生的自主学习能力及模型建构能力。

（二）实验情境教学策略

实验是高中物理的重要内容和重要组成部分。实验能激发学生的好奇心和学生学习物理的兴趣。同时实验也能帮助学生探究现象背后的物理规律。“填鸭式”教学模式中，由于学校实验仪器的短缺或教师为了节约时间，将实验操作与探究略去，直接将实验的原理和注意事项告诉学生。此种教学导致学生无法充分理解相关知识点，缺乏动手能力，核心素养难以培养。新时代物理教育要彻底摒弃填鸭式教学，要高度重视实验的物理情境的建构。在新课标指引下，以广东卷近两年高考试题为例，实验的题目是综合性、创新性和探究性的。这些题目充分考查了学生的物理学科核心素养。高中物理核心素养中的科学思维和科学探究要求学生提出问题、设计实验与方案等，培养学生的动手实践能力和综合能力。因此，教师通过引入物理实验教学情境，让学生参与其中，一方面提升学生的动手实践能力，另一方面充分培养学生的核心

素养。

在讲解超重和失重这一节时，教师可以将学生分成几组，在课余时间提前在电梯中做实验。笔者所在的班级学生分为四组，每组需要在电梯中记录体重计的变化和弹簧测力计拉力的变化。学生可以发现体重计和弹簧测力计的变化，教师可以引导学生尝试解释体重计和弹簧测力计的变化的原因。通过构造实验情境，让学生亲自操作实验，培养学生的动手能力。其次学生会深度思考物理现象的原因，利用牛顿定律解释实验现象。经过和传统的教学方法测试对比，发现学生既对超重和失重现象理解得更加深入，又能通过物理规律解释这种现象。同时在实验中学生还会发现一些问题，比如弹簧测力计读数需要估读，在电梯上升和下降过程中，体重计和弹簧测力计变化的不是很灵敏等。教师还可以进一步延伸、解释在体重计上起立和下蹲时体重计的变化，坐飞机时上升和下降过程中人头晕等生活现象。通过实验情境引入课堂教学，不仅增加了学生的动手实践能力，而且提高了学生从物理实验现象中提出问题和解决问题的能力。

（三）物理学史情境教学策略

物理学史展现出物理学波澜壮阔、精彩纷呈的发生和发展过程。物理学史可以呈现科学家如何通过现象——猜想——实验——归纳等科学探究环节完成物理学定律的构建，锻炼学生的科学思维。高中物理教师将物理学史引入课程，能让学生了解到在当时的历史背景下科学家探究物理规律的曲折历程，体会物理探究的艰辛。此外，物理学史还能让学生理解物理规律知识的来源，体会科学的严谨性，培养学生正确的科学态度及责任感。

例如在讲解相对论时空观这一节时，教师应该将当年的历史背景“两朵乌云”通过故事生动形象地讲出来，让学生理解牛顿力学与实验事实之间的矛盾。教师应当让学生“身临其境”，假设自己生活在这个年代，如何解释这些物理矛盾？以教科书中火车的例子，让学生思考如果按照爱因斯坦的假设光速不变，能得到什么样的时空观，与牛顿的时空观有何不同？通过这一系列问题，引发学生思考，增强学生学习的主动性，达到事半功倍的效果。同理在讲解近代物理初步这一章时，也可以生动形象地介绍在当年的历史背景下，黑体辐射无法用当时的理论来解释，普朗克是如何通过能量量子化解释黑体辐射的？在介绍物理学史时可以向学生延伸，例如讲解光的波粒二象性这一节时，教师可以让学生提前了解科学家对光是波还是粒子波澜壮阔的百年之争，并在课堂上用物理故事讲给其他学生听，增强了学生的互动性，有效地提高了学生对课堂的参与度。此外精彩的物理故事不仅增加了课堂的趣味性，而且加深了学生对光的波粒二象性的理解，同时又为德布罗意波做了铺垫。通过物理学史引入教学，不仅使物理课堂更加丰富多彩，而且激发学生探究物理的热情，培养学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。

（四）多媒体情境教学策略

多媒体技术在教学过程中应用广泛。多媒体技术可以展现图片、动画和视频，将一些物理现象、物理实验和物理规律生动形象地表达出来。使用多媒体技术可以将实验无法呈现的现象和观察不到的微观粒子规律直观地展现出来，化抽象为具体，使课程更加生动有趣。教师利用电脑软件，例如Mathematica，flash动态直观地展现一些物理规律。

例如讲解电场和电势这一节时，利用Mathematica绘制点电荷电场和电势的曲线，让学生亲自动手动态修改点电荷的电量，电场和电势随着点电荷电量的变化而变化，直观地展现出物理规律。使用多媒体技术，让学生亲自动手调节物理参数参与其中，可以加深了学生对物理规律的理解，使课堂更加有趣和高效。

此外，还可以通过故事、社会热点和多彩的物理图形等创设教学情境进行有效教学，这里不再讨论。

三、结束语

培养学生的核心素养是当代教师的重中之重。根据学生的基础和教学知识体系内容，使用情境化教学，可以激发学生的好奇心和探索欲望，提高学生建构物理模型和解决物理问题的能力，高效培养学生物理核心素养。

【参考文献】

[1]董娜.基于核心素养的高中物理情境化课堂教学策略研究[J].考试周刊，2021（92）：103-105.

[2]熊建文.普通高中教科书物理必修第二册[M].广州：广东教育出版社.

[3]谢道德.高中物理情境教学设计策略研究[J].时代教育，2016（10）：171.

[4]杨蕾.情境教学在高中物理教学中的理论与实践研究[D].南昌：江西师范大學，2018.

[5]王爱霞.核心素养导向下情境化教学方法在高中物理教学中的应用[J].高考，2020（9）：31.

[6]刘颖.基于情境教学提升高中物理课堂教学有效性的实践研究[D].延边：延边大学，2022.

[7]李晓博.探讨高中物理学科核心素养视域下课堂情境教学[J].高考，2021（30）：95-96.

[8]贾爱丽.浅议高中物理教学中问题情境的创设[J].新课程学习（中），2012（10）：95.

[9]陈桂香.论高中物理教学之物理课堂效率与生活情境的融合[J].课程教育研究，2019（45）：200-201.

[10]滕艳萍，郭桂周，杨硕.应用Mathematica软件优化高中物理教学研究[J].物理通报，2018（1）：73-78.