情境创设在高中物理概念教学中的运用策略研究

作者简介：卢云霞（1983～），女，侗族，贵州黔东南人，贵州省黔东南州天柱县第二中学，研究方向：高中物理。

摘 要：随着教育改革的深入，高中物理教学正面临着前所未有的挑战和机遇。情境创设以学生为中心，致力于通过创造具体的学习环境或情境，使学生在真实或模拟的环境中主动探索和学习物理概念。文章详细阐述了情境创设在高中物理概念教学中的重要性，分析了当前高中物理概念教学中存在的问题，提出了一系列情境创设的策略，希望可以为高中物理教学提供新的视角和方法，促进学生对物理概念的深入理解，培养其对物理知识的实际应用能力。

关键词：情境创设；高中物理；概念教学；策略

中图分类号：G633.7   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）20-0136-06

近年来，随着教育理念的不断创新，情境创设在高中物理教学中扮演着越来越重要的角色。然而，传统的物理教育方法侧重于理论知识的灌输，忽略了学生对抽象概念的理解和实际应用能力的培养。情境创设不仅可以激发学生的学习兴趣，还能有效提高学生对物理概念的理解和应用能力。因此，探索有效的情境创设策略，以促进学生对物理概念的深入理解和应用，成为一线教师迫切需要解决的问题。

一、 情境创设在高中物理概念教学中的重要性

在高中物理概念教学中，情境创设的重要性显而易见。传统的物理教学常常着眼于理论知识的传授和公式的推导，容易使学生感到枯燥和難以理解。然而，情境创设教学方法却提供了一种独特的方式，其能将物理知识嵌入具体的情境之中，从而引导学生更加深刻地理解和掌握这些概念。通过将物理现象置于实际情境中，学生能够更容易地将所学知识与自己身边的事物和事件相关联。这种联系可以使学生对物理概念的记忆更加深刻和持久，不再将其视为抽象的理论。传统的物理教学可能使学生陷入被动接受知识的状态，而情境创设鼓励学生主动参与和探索。通过实际情境中的观察、实验和问题解决，学生能够将所学的物理概念应用到实际情境中，培养实际问题解决能力。这种主动性的学习方式可以提高学生的学习动力，为学生今后面对各种实际问题时提供有力支持。情境创设还有助于培养学生的创新思维和问题解决能力。在具体情境中，学生不仅需要理解物理概念，还需要运用创造性的思维来解决相关问题。这有助于激发学生的创新潜力，使学生能够更好地应对未来不断变化的挑战。综上所述，情境创设在高中物理概念教学中的重要性无法忽视，其能够帮助学生更好地理解物理概念、培养科学思维方式，提升学生的团队合作和沟通能力。因此，在教学实践中，教师应该给予情境创设更多的重视和运用，以提高学生的学习效果和科学素养。

二、 高中物理概念教学中存在的问题

（一）教学内容与实际应用脱节

高中物理概念教学中存在一个显著的问题，即教学内容往往与实际应用脱节，这种脱节导致学生难以理解物理概念的实际意义。传统的物理教育通常强调理论知识和数学公式的传授，而忽略了将这些知识与实际生活情境相结合的重要性，这使得学生容易陷入纯粹的理论学习中，对物理概念的实际应用知之甚少。教材和教学资源往往过于理论化，缺乏足够的实际案例或情境，未能帮助学生将所学知识与实际生活联系起来，这导致学生很难将抽象的物理概念转化为可见的、实际的现象。传统的讲授式教学方法往往难以引导学生将物理概念与实际情境联系起来，学生可能感到物理学是一门枯燥的学科，缺乏吸引力和实际应用的体验，导致学生对物理学的兴趣下降，降低了深入学习的积极性。

（二）教学方法单一

教学方法的单一会导致缺乏足够的互动和实践活动，严重影响学生对物理学习的兴趣和参与度。传统的物理概念教学往往以教师为中心，以讲述为主要教学方式，学生被动地接受知识，这种单一的教学方法限制了学生的积极参与和主动思考。在这种环境下，学生对物理学习的兴趣往往逐渐减退，学生可能认为物理学是一门枯燥和晦涩的学科。缺乏足够的互动和实践活动也导致学生难以将理论知识转化为实际技能。物理学是一门实验性科学，理论知识的应用需要通过实验和实际问题解决来加以体现。然而传统的课堂教学往往忽略了这一点，学生缺乏机会亲自进行实验和探究，这使得学生对物理概念的理解停留在理论层面，无法将其应用到实际生活中。

（三）教学评价体系过于注重理论知识的考核

传统的教学评价体系往往侧重于对学生的理论知识进行测试和评估，以笔试、考试为主要的评价方式，强调学生对公式、理论和概念的记忆和掌握。这种评价方式未能全面反映学生的综合素养，忽略了学生的实践能力和创新思维，学生可能倾向于将学习焦点集中在理论知识的记忆上，而不够注重实际应用和问题解决能力的培养。如果学生感到自己的实际应用和创新努力在教学评价中得不到认可，可能会对物理学习失去兴趣，学生会认为这些方面的努力没有意义。导致学生只注重应试，而不愿意主动参与实验、项目和其他实践活动。当学生感到自己的努力被忽视或被低估时，会对物理学习失去热情，甚至产生厌学情绪。

三、 情境创设在高中物理概念教学中的运用策略

（一）案例分析法

案例分析法可以将抽象的物理概念与学生的实际生活联系起来，从而增强教学的实效性。案例分析法有助于学生理解物理概念的实际应用，能够培养学生的批判性思维和问题解决能力。这一策略通过引导学生分析和探讨真实的案例，使学生在解决问题时更加有条理，能够运用所学知识进行思考。案例分析能够帮助学生建立学科之间的联系，学生可以看到物理概念在不同学科中的应用，从而更好地理解知识的综合性。在案例分析法的实践中，教师应注意选择具体而生动的案例，以引起学生的兴趣和好奇心。同时，案例的选择应基于学生的生活经验和兴趣，使学生能够更容易将抽象的概念与实际情境相联系。案例分析过程中，教师应鼓励学生积极参与讨论和提出问题，通过小组讨论或班级讨论的方式，互相交流和分享自己的观点，从而拓展思考的广度和深度。教师的角色不仅是知识的传递者，还是学生思维的引导者和激发者，在案例分析过程中，教师需要提供及时的反馈和指导，帮助学生理清思路和解决问题。此外，教师还可以提供额外的资源和材料，如相关文献或实验数据，以帮助学生更深入地理解案例。

例如，在教授“光的折射”这部分内容时，首先，教师可以展示一段视频或实物，如一支笔半浸入水中，让学生观察笔看似“折断”现象。这种直观的展示能够立即吸引学生的注意力，并激发学生的好奇心。其次，教师可以引导学生讨论为何会出现这种现象，并鼓励学生提出自己的假设。随后，教师可以结合实际生活中的例子，如戴眼镜的人在水中看东西时视觉的变化，或水下摄影师拍摄的照片与实际景象之间的差异，以此说明光的折射在日常生活中的应用。这种关联实际的教学方式能够帮助学生理解光的折射不仅是一种物理现象，同时也是一个与学生生活密切相关的知识点。再次，教师还可以设计一些简单的实验，如使用激光笔和不同介质（如空气、水、玻璃）来展示光的折射现象。这样的实验活动不仅能够使学生直观地观察到光的折射，还能够通过实践加深对概念的理解。最后，教师应当引导学生进行深入的讨论和总结，让学生探讨光的折射对科学和技术（如光学设计、摄影技术）的意义。通过这种深入的分析，学生能够更全面地理解光的折射概念，并且能够将理论知识应用到更广泛的领域。

（二）实验探究法

实验探究法强调将理论知识与现实生活中的现象相结合，设计和执行物理实验可以使学生直观地观察理论在现实中的应用，帮助学生更好地理解抽象的物理概念。在实验探究的过程中，学生不仅是知识的接收者，而且是积极的参与者，学生需要设计实验、收集和分析数据，并从中得出结论，这一过程可以培养学生的科学探究能力，鼓励学生质疑、探索并验证理论假设。实验探究法可以让学生亲自动手做实验，激发学生的好奇心和探究欲，这种主动学习方式能使学生更加投入学习过程中，从而提高学习效率和深度。理论知识与实验操作在这种教学模式中是相辅相成的，理论知识是实验设计的基础，而实验结果又反过来验证和丰富理论，这种互动可以促进学生对物理概念的全面理解。实验探究法通过视觉、听觉和动手操作等多种方式进行教学，能够适应不同学生的学习风格，满足不同学生的学习需求。在实验探究中，学生往往需要在小组中合作，共同完成实验任务，这样能够强化学生之间的沟通能力和团队合作精神，使学生能够从实际操作中得到直观感受，有助于学生对复杂物理概念的深层次理解和内化。实验探究法鼓励学生在实验过程中提出创新的想法和解决方案，能培养学生面对问题时的独立思考和解决问题的能力。

例如，在进行“实验：用双缝干涉测量光的波长”这部分内容的教学时，首先，教师需要向学生介绍波动理论的基本原则，特别是干涉现象。光的干涉是一个展示波动性质的经典实验，其涉及波的叠加原理和相干波源的概念，教师应详细解释如何通过双缝干涉实验观察到光波的干涉图样，并介绍如何从这些图样中计算光的波长。重点应放在干涉条纹的形成机理上，即当两束相干光波在空间中相遇时，其在某些点相互加强（构成性干涉）或相互削弱（破坏性干涉）的结果。其次，在实践部分，教师可以指导学生进行双缝干涉实验。实验中，学生将使用激光、双缝装置和一个屏幕，教师应指导学生正确设置实验装置，确保激光光束通过双缝后在屏幕上形成清晰的干涉条纹。在实验过程中，学生需要测量条纹的间距和条纹到双缝的距离，然后利用干涉公式计算光波的波长。通过这个实验，学生不仅能够亲自观察到干涉现象，还能够实际应用理论知识来解决实际问题，即测量光的波长，这样的实践活动有助于学生更好地理解和记忆干涉现象及其背后的物理原理。最后，教师应鼓励学生对实验过程进行反思和总结。学生应分析实验结果的准确性和可靠性，并探讨可能影响结果的因素，如实验设备的精度和实验操作的准确性。这一反思过程有助于学生深入理解实验原理，并能够培养学生的批判性思维和科学探究能力。总之，通过结合理论讲授和实践探究，“用双缝干涉测量光的波长”这一实验不仅能帮助学生深入理解光的干涉現象，还能够促进学生的综合素质提升。

（三）问题驱动法

问题驱动法是一种以问题为中心的教学方法，旨在通过提出具有挑战性的问题来激发学生的好奇心和探究欲，促使学生主动学习和深入理解物理概念。问题驱动法的核心在于激发学生的主动学习，教师引导学生自主寻找答案，而不是直接提供解答，这种方法鼓励学生思考、探索并自主构建知识体系。在解决问题的过程中，学生需要运用批判性思维来评估不同的解决方案，这种思维方式促使学生不仅仅接受知识，而是主动质疑、分析和评价，从而更深入地理解物理概念。问题驱动法通过问题的提出和解决过程，帮助学生建立起对物理概念的深层次理解，学生不是被动地记忆公式和理论，而是通过解决实际问题来理解其应用和重要性。问题驱动法强调将问题与现实生活中的实际情境相联系，增强学习的相关性。通过解决与现实生活紧密相连的问题，学生能够看到物理学在日常生活中的应用，从而提高学习的动机和兴趣。在问题驱动的学习过程中，学生需要与同伴合作，共同讨论和解决问题，这可以促进学生之间的交流和合作，帮助学生从不同的视角理解和解决问题。问题驱动法允许不同的学生根据自己的学习风格和兴趣选择不同的解决路径，这种个性化学习方式有助于满足不同学生的学习需求。

例如，在教授“简谐运动”这一物理概念时，教师可以设计一个与学生生活经验相关的情境，使用摆钟或弹簧振子作为引入。首先，教师可以问学生：“你们知道摆钟为什么能够来回摆动吗？其运动有什么特点？”这样的问题能够吸引学生的注意力，激发学生的好奇心。在学生对摆钟或弹簧振子的运动产生兴趣后，教师可以提出更具体的问题，如“这种运动的周期是如何决定的？”“其与振幅有什么关系？”等，引导学生进一步思考。其次，教师可以安排学生进行小组实验，让学生亲自观察和测量摆钟或弹簧振子的运动，记录数据，并尝试找出周期与振幅、长度等因素之间的关系。在学生有了初步的观察和思考后，教师再进行系统的理论讲解，介绍简谐运动的基本概念和公式，帮助学生将实验观察与理论知识相结合。最后，教师可以引导学生探讨简谐运动在现实生活中的应用，如地震波的传播、建筑物的抗震设计等，使学生理解物理概念的实际意义。问题驱动法能够激发学生的学习兴趣，帮助学生深入理解物理概念，并将理论知识与实际应用相结合，使物理学习变得更加生动和实用，有助于培养学生的探究能力和创新思维。

（四）项目式学习

项目式学习是一种积极的教育策略，特别适用于物理概念的教学，这种学习方法强调通过实际的、有意义的项目来让学生主动探究和理解物理概念。项目式学习可以提供一个实际应用理论知识的平台，鼓励学生通过实践活动深入理解物理原理。项目式学习的核心是“学以致用”，在这种方法中，学生通过参与设计和实施以物理概念为核心的项目，将理论知识转化为实际操作，有助于学生更好地理解抽象的物理概念，并将其应用于现实世界的问题解决中。通过动手实践，学生能够更深入地理解物理概念，这种深度的理解和参与有助于长期记忆的形成，因为学生是通过亲身体验和实际操作来学习概念的。项目式学习鼓励学生面对复杂的、开放式的问题，并找到创新的解决方案。在项目的设计和实施过程中，学生需要运用批判性思维、创造力和合作能力，这些技能对学生未来的学习和职业生涯都是至关重要的。在项目式学习中，学生往往需要在团队中合作，共同完成项目，这可以加强团队合作，提高学生之间的沟通能力。学生需要在项目结束后反思学习过程，评价项目的成果，并从中吸取经验教训，这种反思过程是学习的重要部分，有助于学生不断进步和成长。

例如，在教授“波的形成”这部分内容时，教师可以设计一个与波的形成相关的项目，例如“制作一个简易水波观察装置”，让学生观察并记录不同条件下水波的形成和传播特性。在开始项目之前，教师先对波的基本概念进行讲解，包括波的定义、波的类型（横波和纵波）、波的特性等。接下来，教师引导学生分组进行项目实施，学生可以使用简单的材料（如水池、橡胶球、尺子等）来观察水波的形成和传播。在此过程中，学生不仅能观察波的基本特征，还能了解波速、波长、频率等概念，学生也需要记录自己的观察结果，并尝试解释波的形成机制。在项目结束后，教师引导学生将自己的观察结果与理论知识相结合，深入讨论波的形成原理及其应用（如声波、光波在日常生活中的应用）。教师也要组织小组讨论和全班分享，让学生反思自己的学习过程，理解波的形成原理及其重要性。这样学生不仅能够在实际操作中加深对“波的形成”概念的理解，还能够提高解决问题和团队合作的能力。

（五）构建知识地图

在高中物理概念教学的情境创设中，绘制知识地图是一种有效的工具，通过指导学生创建物理概念的知识地图，以视觉化的方式将不同的物理概念连接和组织在一起，可以为学生提供更清晰、更全面的学习框架。知识地图可以帮助学生建立起对物理知识的整体认识，以及理解不同概念之间的内在联系。在学习物理概念时，学生往往需要处理大量的信息和概念，这可能导致学习过程的碎片化和混乱，知识地图通过将这些信息以有序的方式进行组织，可以帮助学生建立起清晰的知识结构。例如，当学习光学时，学生可以創建一个知识地图，将折射、反射、光波性等相关概念有机地连接在一起，这种可视化的结构有助于学生更好地理解和记忆这些概念，从而提高学习效率。知识地图还能够帮助学生发现不同概念之间的联系。物理学中的许多概念都是相互关联的，但学生可能在学习过程中难以看到这些联系，知识地图可以帮助学生清晰地呈现出这些联系，从而提高学生的综合性认识，助力学生更好地应用这些概念解决复杂的物理问题。

例如，在进行“波的反射、折射和衍射”这部分内容的教学时，理论基础是至关重要的。在物理学中，波动学是一个复杂且抽象的领域，包括了反射、折射和衍射等多个子主题，为了帮助学生理解这些概念，教师可以利用知识地图来展示其之间的联系。例如，可以从波的基本定义开始，然后逐步延伸到反射、折射和衍射的具体概念。在这个过程中，知识地图可以展示这些概念的定义和特点，揭示其之间的相互关系，例如，如何从波的基本性质推导出反射和折射的规律。接下来，在讲授“波的反射”时，教师可以先介绍波动的基本特性，然后通过实验演示来展示波在遇到障碍物时的反射现象。在此过程中，教师可以引导学生观察波的行为，并将观察结果与知识地图上的相关概念相联系。例如，学生可以观察到波在不同介质交界面的反射角与入射角的关系，并将这一现象与光的反射定律联系起来。在教授“波的折射”时，可以通过实验展示波在不同密度介质间传播时的变化。教师可以设计一个简单的实验，如使水波在水池中传播，通过改变水池的深度来观察波的变化，学生可以观察到波速的变化和波面方向的改变，这有助于学生理解折射的概念和斯涅尔定律。最后，在探讨“波的衍射”时，教师可以利用诸如光通过狭缝的实验来展示衍射现象。通过观察和分析光波通过不同宽度的狭缝后产生的衍射图样，学生能够更深入地理解波长与衍射现象之间的关系。总之，通过构建知识地图并结合实际的实验演示，教师可以有效地帮助学生理解并掌握物理中的复杂概念，如波的反射、折射和衍射。

（六）运用模拟实验软件

在高中物理概念教学中，运用模拟实验软件旨在通过使用计算机模拟程序和虚拟实验环境，为学生提供更丰富、更互动的学习体验，以加深学生对物理概念的理解。在传统的物理实验中，一些实验可能涉及危险或昂贵的设备，或者受到时间和资源的限制。而模拟实验软件可以提供一个安全的虚拟实验环境，使学生能够进行各种实验，而无须担心任何风险。模拟实验软件通常具有互动性，学生可以根据自己的兴趣和需求自由探索虚拟实验，这种互动性可以激发学生的学习兴趣和主动性，使学生更深入地了解物理现象。模拟实验软件通常包含多种不同的实验场景，涵盖了物理学的各个领域，这样教师可以选择适合不同教学目标的虚拟实验，以满足学生的需求和课程要求。学生可以反复进行虚拟实验，这有助于学生培养实验设计和数据分析的能力。教师可以在课堂上引导学生使用模拟实验软件，并监督学生的实验过程，教师可以提供相关的背景知识和指导，以确保学生正确地进行虚拟实验。教师还可以鼓励学生在课外时间自主探索模拟实验软件，学生可以选择自己感兴趣的实验，并根据自己的兴趣深入研究，这种自主学习方式有助于培养学生的独立思考和问题解决能力。学生可以使用模拟实验软件生成的数据进行分析和报告编写，这有助于学生培养实验数据处理和科学写作的技能。教师可以组织学生进行虚拟实验的讨论和分享，学生可以分享学生的实验结果和观察，以及对物理概念的理解，这种讨论和分享有助于学生之间的互相学习和知识交流。

例如，在进行“反冲现象与火箭”这部分内容的教学时，首先，教师需要介绍牛顿的第三运动定律——作用与反作用，这一定律是理解火箭和其他发射系统如何工作的基础。教师解释：当火箭发射时，其向下喷射燃料产生的气体，气体的反作用力推动火箭向上移动，这就是所谓的“反冲现象”。其次，教师可以使用模拟实验软件来演示火箭的运作原理。例如，教师可以选择一个允许学生调整不同参数（如燃料量、发射角度、火箭质量等）的火箭发射模拟软件，学生可以通过这个软件模拟不同的火箭发射场景，观察并分析火箭的运动轨迹和速度。在模拟实验过程中，学生可以实验不同的变量，比如，改变燃料量或发射角度，观察这些变化如何影响火箭的升空高度和速度。这种实验不仅有助于学生理解反冲现象的物理原理，还能帮助学生学习控制和优化火箭发射的过程。最后，教师可以引导学生通过模拟实验来探讨实际火箭发射中可能遇到的问题，如大气阻力、重力的影响等。学生可以通过模拟软件来探索这些外部因素如何影响火箭的运动，从而更全面地理解火箭科学。利用模拟实验软件教授“反沖现象与火箭”这一物理概念是非常有效的，不仅能够帮助学生在虚拟环境中安全地探索和理解复杂的物理原理，还能够提供一个富有创造性和互动性的学习平台，使学生可以在理论学习和实践操作之间建立联系，从而更深入地理解物理概念。

四、 结论

综上所述，情境创设在高中物理概念教学中具有重要的意义，通过将抽象的概念与具体的情境相关联，可以提高学生的学习兴趣、理解力和实际应用能力。然而，要有效地应用情境创设，需要教师在教学中不断探索和创新，为学生提供丰富的学习体验。希望文章提出的策略能够为高中物理教师提供有益的教学参考，进而促进学生更好地掌握物理概念。

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