问题情境教学模式在高三物理一轮复习中的应用

陈云灿

【摘要】如何创设真实情境，引导学生多一点从物理学科本质的视角剖析真实问题情境，进而培养学生的关键能力，落实学科素养的发展，结合生产生活实际，渗透核心价值观，是值得探索和思考的.在进行本节内容的复习时，选取福厦高铁这个“大情境”，从真实的“大情境”出发，通过“大情境”主线与课堂教学环节的有机融合，探索问题情境教学模式在高三物理一轮复习中的应用，供读者参考.

【关键词】高中物理；问题情境；机械运动

高中物理作为高考科目，在高校选拔各类人才、引导学生科学素质的培养方面发挥了重要作用，而高考物理一直重视理论联系实际问题的设计，注重将物理学的基本概念、规律与科学研究进展、生产实践、生活实际紧密联系起来[1].本文以高三一轮复习课“机械运动”课时为例，采用问题情境模式生成课堂，以“情境链”的方法串联复习内容，以期达到对学生物理学科关键能力的培养.

1 問题情境模式在一轮复习中的重要作用

从物理学的发展来看，任何一个概念或规律的提出，无不建立在人们对大量生产生活实例的观察、分析与提炼上.在高中物理课堂上，教师要让课堂焕发新的生机和活力，让学生能够高度集中注意力，树立学好物理课程的信心.为此，教师要合理运用情境教学法，让知识点的讲解活灵活现，帮助学生感受物理课堂的魅力，有足够的毅力钻研物理知识[2].如果教师在复习过程中只是简单罗列相关概念或公式，采取一个知识点搭配几道例题的传统复习模式，不利于学生理解相关物理观念的本质，阻碍了学生理解能力、创新能力、实验探究能力的锻炼.因而教师有必要通过对真实材料的剪接、修饰，通过设计任务与问题，培养学生知识获取、思维认知、实践操作等方面的能力.

2 课时教学设计流程框架及主要教学活动

福厦高铁是中国首条跨海高铁线路，它的成功建设及运行，标志着我国交通技术的显著提升，在讨论高铁运行时间，分析其路线走向，以及简单介绍车速检测原理后，以通过供电塔时的周期性遮光特点，和进出站时的平稳感受等内容进行整理分析，帮助学生了解福厦高铁相关“原始物理问题”的具体情境内容，有意识渗透并筛选出所需“大情境”的物理信息.

2.1 复习内容与实际情境的对接

在复习中串联学科核心价值与能力素养取向的是情境载体，本课复习的情境载体选取了2023年8月全线贯通的我国首条跨海高铁——福厦高铁，通过介绍福厦高铁的建设历程、运行数据、技术应用等资料，作为打通各概念或规律的主线线索，通过对相关材料进行适当的截取与简化，设计成相关问题和情境链的模式，在贴近生活的实际情境中有机融入对物理概念和公式的复习，能够吸引学生注意，加速学生对核心知识的理解程度，提高学生学以致用的迁移创新能力，同时宣扬了我国高铁技术的先进性，融入德育理念.

2.2 主要教学活动

复习课标内容 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义.知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点.

情境引入，导入主题 播放新华社“中国首条跨海高铁背后的力量”短视频.

设计意图 通过视频使学生对福厦高铁有一个基本认识，使学生感受我国交通技术的进步.

子情境1 福厦高速铁路（Fuzhou-Xiamen-Zhangzhou High-speed Railway），又名福厦漳铁路，是一条福建省境内连接福州市与漳州市的高速铁路，中国首条设计时速350km的跨海高铁，中国“八纵八横”高速铁路网主通道之一，“沿海通道”的重要组成部分.福厦高铁北起福州市，南至漳州市，全长277.4km，沿线设8座客运车站，如图2所示.

问题1 估算高铁列车（ CRH1B型电力动车组，16节车厢10动6拖，编组总长度：426.3m）从起点到终点的时间.

问题2 新建福厦高铁全线桥隧比高达84.3％，求上述列车通过一直线短隧道（隧道长度437.7m）的时间.

设计意图给出真实情境数据，培养学生的信息获取能力，同时使学生在计算过程中认识到质点模型的成立条件是相对的，是由所研究的问题所决定的.

复习课标内容 知道什么是参考系，体会不同参考系下对同一物体的运动描述可能是不同的.

子情境2 15国记者在中国高铁上挑战立硬币——《京报网》.

问题 在“运动”的车厢中为什么会有一枚“静止”的硬币？

设计意图 让学生意识到生活语言和科学语言的区别.

复习课标内容理解位移概念，会和路程相区别，会计算平均速度和平均速率.

子情境3 福厦高铁北起福州市，南至漳州市，全长277.4km，列车从漳州出发至福州南，全程运行时间大约为1h30min，高德地图测距显示，漳州至福州的直线距离为241.9km，如图3所示.

问题 请估算高铁列车的平均速度、平均速率.

设计意图 通过在实际情境中的比较、计算，进一步理解位移的矢量性及平均速度、平均速率的区别.

子情境4 高铁自身带着速度传感器，高铁上常见的速度传感器主要有以下两种：（1） 光电速度传感器，就是通过一个测速齿盘转动，遮挡光源，然后进行记数，通过计算遮挡次数与测速齿盘齿数之间的比例关系，可以折算出速度；（2）霍尔速度传感器，就是使用一个电磁铁，由于车轮旋转带动电磁铁旋转，使得穿过霍尔元件的磁场变化，进而输出正弦波信号，最后折算出速度.

小明同学某次乘坐高铁列车在靠窗的位置上，见到窗外阳光明媚，并且列车正在经过高铁供电网区段，他询问工作人员后得知供电网相邻支柱间距为50m，于是他把智能手机放在车窗边沿，打开手机的光传感器功能（记录手机接收到的光照度随时间变化的关系图像），手机传感器绘制的图象如图6所示

问题 请根据上述文字和图表信息，估算此时列车的运行速度.

设计意图 对光电门测速的原理进行了变化迁移，考查学生对图像的理解能力和对真实的物理科学研究过程的适应能力.

复习课标内容 理解加速度的物理概念，会计算加速度，并结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维.

子情境5 考虑到舒适程度，中国高铁开出10min以后时速才能达到300km以上，布加迪跑车号称百公里加速只要2.83s.一般而言正常人能承受的加速度上限是4g，相当于过山车運动时产生的加速度.专业的赛车手可以承受5g的加速度，大多数人此时都会眼前一黑.经过训练的飞行员可以承受9g的加速度，这已经是人体所能承受加速度的极限了.

问题 请估算高铁和跑车各自的加速度约为多少？

设计意图 通过对比高铁和跑车的启动过程，比较二者的速度变化快慢，进而理解加速度的物理意义.

教学活动总结 情境教学的应用可以为学生创设一个良好的自主学习环境，让学生不再被动、机械地进行物理学习，从而不断促进学生的可持续发展.为此，广大高中物理教育实践者要及时更新自身的教学理念，并运用多种创新的方式进行情境教学模式的构建，丰富高中物理教学方式，让学生更愿意进行物理学习，从而能够更好地完成高中物理课堂教学任务[3].在进行本节内容的复习时，选取了福厦高铁这个“大情境”，从真实的“大情境”出发，通过“大情境”主线与课堂教学环节的有机融合，根据本节课标的复习要求，进行合理分解，以“子情境”作为问题载体，辅以“知识问题化、问题情景化”的复习教学路径，将质点、参考系、位移、路程、平均速度、平均速率等概念或公式融合进各贴合相关概念和规律的“子情境”中，将“机械运动”中零碎、浅层的知识内涵和外延系统化、结构化，有助于将学生的学习应用迁移至各自具体情境之中.

3 结语

作为深化新时代高考内容改革的实施路径，高考评价理念从“知识立意、能力立意”向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”转变，要求学生能够在复杂的、新颖的试题情境下综合运用所学知识和技能处理问题，在物理教学中可以通过问题情境创设、实验情境创设、生活情境创设等多种情境创设的方式创新教学，让学生在物理课堂中能够始终保持较高的学习热情，从而在教学中取得良好的教学效果[4].因而教师如何引导学生将关注点从“解题”向“解决问题”转变，从“做题”向“做人做事”转变，在真实问题的解决中促进物理学科核心素养的达成，本文尝试提供了一种基于情境的高三物理复习教学示例.

参考文献：

[1]程力，李勇.基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J].中国考试，2019（12）：38-44.

[2]谢金明.情境教学模式在高中物理课堂上的运用[J].数理化解题研究，2022（09）：100-102.

[3]陈先亮.高中物理教学中情境教学模式的构建策略[J].文摘版（教育），2021（07）：100-101.

[4]张盼盼.情境教学模式在高中物理教学中的实践探究[J].试题与研究，2021（14）：165.