情境：构建“素养为本”的物理课堂

【摘要】新课标强调要培养学生的学科核心素养，充分发挥学生学习的主体性、主动性、互动性.情境是激活学生内驱力、增强学生主动性与互动性的有力工具，但就目前而言，情境在课堂教学中的应用过于粗糙、浅薄，无法达到其应有的“教学”与“育人”的效果.本文用实例探究情境的实践运用，期望能更好地构建“素养为本”的高中物理课堂.

【关键词】情境教学；向心力；高中物理

1 引言

《普通高中物理课程标准（2017版）》的实施建议要求“注重情境的创设”，促进学生科学思维的发展、培养学生解决问题的能力.可知，情境是“素养本位”的物理课堂的“好帮手”.虽然绝大部分教师认可“情境”的重要价值，但在实际的教学中仍然存在情境创设方式单一、应用环节单一、设计过程粗糙等诸多问题.导致“情境”在物理课堂中难以发挥其应有的“育人”价值.基于此，本文以“向心力”课堂为例，从引入情境、体验情境、应用情境、情境再现四个维度出发，探索情境在课堂教学中的应用.

2 引入情境：用“生活”激活内驱力

“驱动力”是影响个体自主行为的内在因素.对于学生而言，其产生驱动力的最大影响因素是“情绪”.因此，当学生受到环境的影响产生某种情绪，则极容易通过情绪实现客体的转移，从而产生内在驱动力.因此，情境的引入阶段，教师应注意情境的创设、课堂氛围的营造，从而使得学生产生或好奇或愉悦等情绪，驱使学生投入学习之中，产生“一探究竟”的欲望.

在本课中，教师首先播放“2022年冬季奥会中隋文静与韩聪的双人滑比赛夺冠”的短视频，充分吸引学生的注意力，也引发学生对于花滑选手的敬佩，同时也增强了学生的民族自豪感.随后，教师截取其中的“螺旋线”动作图片进行展示，并提出问题：“若韩聪此时松手了，将会出现什么样的现象？”引导学生通过“现象”提炼出“物理事实”.而结合生活经验，学生较为轻易地得到“隋文静将会飞出去”的答案.此时，学生对于圆周运动产生了较大的兴趣，因此教师顺势展示“生活中的圆周运动”系列图片（如过山车、大摆锤等），让学生充分感受“圆周运动”的生活性.而在教师的引导下，学生观察到“物体在做圆周运动时总有一个力促使它围绕圆心展开运动d1a0991b1e343e726a2c1a84d9f56ae27fd38e067505fbd8d218a8d68ac99dbb”的现象.教师顺势提出问题：“这个力由什么提供？具有什么特点？它的方向大小受到哪些因素的影响？”正式展开“向心力”相关知识的探索.

3 体验情境：用“实验”启发思维力

叶圣陶曾说：“我以为好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学.”在“素养为本”的物理课堂中，“教”的目的不在于让学生能得到“眼前的鱼”，而是着眼于学生的终身发展，让学生能获得“渔”的能力，使其未来能捕到源源不断的“鱼”.因此，情境体验旨在让学生通过“体验”的过程，实现知识、思维、能力的协同发展.创设演示实验情境，将抽象的物理知识“具象化”，助力学生精准地、科学地理解掌握物理概念与物理规律.创设体验的实验情境，让学生在“做中学”，充分促进学生思维的深化.

3.1 演示实验：圆周运动实验

演示小球在光滑水平面做匀速圆周运动的实验，通过具象的运动丰富学生的感性认知.而通过实验现象的观察，学生发现小球在运动的过程中受到三个力，分别是向下的重力、向上的支撑力与圆心的拉力.此时，教师进行连续发问，通过密集的问题启发学生的思考.

问题1 小球的圆周运动是哪个力的施加效果？

问题2 这个力有什么特点？

问题3 若拴住小球的绳子突然断裂，小球的运动轨迹会发生什么样的变化？

绘制模型受力分析图（如图1所示）可知，重力与支撑力是一对平衡力.因此，小球实际上所受的力为向心力F，顺利得到问题1的答案.而结合受力分析图，学生也能迅速归纳出F的特点，继而推导出向心力的概念，得到问题2的答案.问题3旨在让学生推导F突然撤掉时小球的运动轨迹，从而进一步感受向心力.

3.2 体验实验：圆锥摆实验

圆锥摆的体验实验旨在培养学生从现实情境中提取物理模型的能力，同时让学生体验受力分析的过程，粗略验证F=mv2r=mw2r的向心力表达式，培养学生的科学精神与科学探究素养.首先，要求学生以小组为单位进行实验方案设计.随后，各小组成员分工合作进行圆锥摆实验的受力分析（如图2所示），以验证向心力表达式.最后，改变抡绳子的方式观察小球的运动轨迹.

4 应用情境：用实例增强迁移力

“应用”是检验学生“学”的质量的有效手段.对于传统的习题检测“用”的方式而言，检测范围依旧侧重于单一的“知识”维度，缺乏对于学生能力、思维等维度的考查，无法正确反馈学生的学习状态，更遑论达到“查漏补缺”的效果.因此，在“素养为本”的物理课堂教学中，教师应优化检测方式，创设生活化、真实化的应用情境，让学生在情境化的习题中实现物理知识的应用、反思、重吸收，从而达到“迁移”的教学效果，构建高质量的物理课堂.在本课中，教师创设了“水流星”的生活情境，要求学生“提炼”出情境中的“关键词”，从而抽象出物理模型，分析并解答问题.

例1 杂技演员表演的传统项目“水流星”是在一根绳索的两端分别拴着装有水的罐子.杂技演员在表演的过程中（如图3所示），即便罐子底部朝上、水面向下也不会出现“水洒了”的现象.请你分析在杂技演员表演“水流星”过程中，当罐子底部朝上、水面向下时水“不洒”的条件.

解析 根据学生在“学”阶段所学知识，结合“水流星”的运动轨迹绘制当罐子底部朝上、水面向下时“水流星”受力分析图（如图4所示）.首先，针对“不洒水”进行分析，得到“不洒水”的临界点，即FN=0的时候.而后，通过受力分析得到mg+FN=mv2r.可知，当FN=0，v=gr时，水“刚好不洒”.综合分析可知，只有当v≥gr时才能保证最高点时“水不洒”.

通过应用的过程不仅培养了学生的思维能力，也增强了学生的模型应用能力，更提高了学生的学科学习自信，让学生对物理的认知从枯燥、抽象、无用转变为有趣、简单、有用.

5 情境再现：用回忆推动系统化

情境再现环节是对整堂课所有学习过程的回顾、归纳、拓展，往往用于课堂的总结阶段.与传统课堂中的知识总结部分不同，情境再现阶段更注重学习过程的梳理，即强调思维、能力的发展.因此，情境再现环节是“素养为本”的物理课堂中必不可少、不容小觑的一部分.通过情境再现的过程，学生一一回忆所经历过的情境，“提炼”出情境探究、问题解答过程中的“精华”，从而达到知识巩固、思维梳理、方法总结、模型建构、内容系统化的目的.与此同时，情境再现环节还可以适当进行有关前沿科技知识等内容的延伸，从而拓展学生学习的广度与纵深，深化学生的学习.

在本课中，教师以“向心力的定义”“向心力的特点”“向心力的大小”为线索，进行情境再现，要求学生回顾概念探索、受力分析、模型建构的整个过程，让学生针对所学的内容与所学的过程进行提炼与概括，实现知识系统的建构与学习方法的归纳.最后，教师结合情境运用阶段的“水流星”的案例，引导学生共同探究“竖直平面内的圆周运动与临界问题”的解题思路与模型建构方法，充分培养学生解决问题的能力.至此，“素养zYstTgapz2CfCGo/kb/k6szK9wo3ZYyqL8pHleYTWVw=为本”的物理课堂完结.

6 结语

综上所述，情境是学生素养培养的良好载体.将情境运用于导入、体验、迁移、总结的每一个阶段均能达到培养学生终身发展所必备的品质与技能的目的.因此，各一线教师应重视情境的应用、丰富情境的形式，设计与教学内容相关、与教学目的相匹配的情境，让学生能在情境中“思”“做”“学”，从而充分突显出课堂教育的“育人”功能.

参考文献：

［1］李润英.核心素养背景下真实情境的高中物理课堂教学策略［J］.天津教育，2022（18）：82-84.

［2］彭宪流，李池华，陈信余，等.创设有效实验情境落实物理核心素养［J］.实验教学与仪器，2022，39（06）：3-5+18.

［3］彭红艳.指向物理学科核心素养的情境化教学策略［J］.中学物理教学参考，2022，51（15）：18-20.

［4］周玲.指向物理学科核心素养的情境化教学——以“物态变化”为例［J］.中学物理教学参考，2023，52（01）：12-14.

［5］周伟波，陈继红.指向学科核心素养的高中物理体验式教学模式建构［J］.中小学教材教学，2021（12）：39-44+50.