中学物理教学情境创设的思考与实践
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２ ０ ０ ８年第３期 上海师范大学学报（基础教育版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｅｄｉｔｉｏｎ） 中图分类号：Ｇ６３３．７ 文献标识码：Ａ
中学物理教学情境创设的思考与实践
沈 兰
（上海市第二中学，上海２０００３１）
摘要：上海市物理二期课改新教材中提出“情景一探究一应用”的学习方式。将新课程 理念落实到教学实践的首要环节是创设适宜的情境。文章以物理概念教学为例，根据概念教 学的特点，从概念的引入、定义、理解、应用等几方面对情境创设的策略进行了探讨。 关键词：物理教学；情境；情境创设
“强调科学探究过程，培养创新精神和实践 能力”是《上海市中学物理课程标准》的新课程理 念之一。根据这一理念，上海二期课改新教材中， 提出了“情景——探究——应用”的学习方式，创 设生动、形象、适宜的情景，以引起学生积极的态 度体验、行为体验，激活学生的思维，进而刺激学 生主动思考、参与探究，体验和感悟科学探究的过 程和方法，并在探究过程中学生主动理解知识、建 构意义，培养学生的创新精神和实践能力。其中 的首要环节是创设适宜的情境，所以探讨如何进 行中学物理教学情境创设具有重要的现实意义。 从物理学的内容来看，它的完整体系可以认 为是由以下三部分组成：一是反映物质运动形式 基本特点和属性的物理概念；二是物理概念之间 的必然联系（物理规律）；三是由基本概念和基本 规律出发运用逻辑的、数学的方法建立起的理论 和得到的必要的结论。本文以物理概念教学为例 探讨中学物理教学情境创设的策略与实践。 一、情境及情境创设理论 １．情境及情境的类型 情境，从广义上来说，它是影响个体行为变化 （产生行为或改变行为）的各种刺激（包括物理的 或心理的）所构成的特殊环境。学习情境是指在 教学环境中，作用于学习主体，使之产生一定情感 反应并激活情境思维的客观环境。 教学中的情境是多样而复杂的，根据分类的 标准不同可以有多种类型。依据情境创设的形式 进行分类，主要有：实验情境、问题情境、想像情 境、推理情境等。依据情境创设的手段可分为：实 体情境、模拟情境、语表情境等。依据情境创设的 目的可分为：探究学习型教学情境、合作学习型教 学情境、练习型教学情境等。 ２．情境创设的理论基础 现代心理学研究表明：情绪一旦被激活，内脏 反应，特别是内分泌系统的参与，会加强和延续情 感的产生，而感情的信息载体就是这种被激活的 神经过程。创设情境即是教师激活学生神经的过 程。认知心理学认为，要产生有意义学习，需在环 境因素及情感调节下，通过整合，将新知识同化到 原有认知结构中，使认知结构不断丰富、完善。新 知识能否被整合，环境因素起着极为重要的催化 作用。 收稿日期：２００８—０３—０７ 作者简介：沈兰（１９７８一），女，上海市人，上海市第二中学一级教师，主要从事高中物理教学研究。
９４ 维普资讯 http://www.cqvip.com 沈 兰：中学物理教学情境创设的思考与实践 情境创设是情境教学的核心。情境创设要符 合学生的认知结构，要有吸引力，要有整体性、层 次性、多样性。 二、物理教学情境及其作用 物理教学情境是指在物理教学中，作用于学 习主体，使之产生一定情感反应并激活物理情境 思维的环境，包括物理问题情境、物理实验情境、 物理概念情境、物理思想方法态度的情境等。 物理教学情境的作用主要有： １．培养学生对物理科学的浓厚兴趣，激发学 生的求知欲 创设适合学生身心发展特点和认知规律的物 理教学情境，能更好地激发学生的学习兴趣及动 机，启发调动学生的思维，使课堂教学真正“活” 起来，使之发生由厌学到愿学的转变，从而达到提 高课堂教学效果的目的。 ２．以学生为中心，发展学生的自主性 如果说客观主义使教学成为对人的控制的过 程的话，那么从２０世纪９０年代发展起来的建构 主义则使教学成为人的解放的过程，它强调以学 生为中心，真正把发展学生的自主性、能动性、创 造性，促进教育、教学过程的个性化放在中心地 位。物理教学情境正是起到了这样的作用。 ３．对学生实践能力和创新精神的培养起良 好促进作用 通过创设物理教学情境，引起学生学习的自 觉性，让学生在教师创设的学习情境中自主探索： 亲自动手、动脑，亲自观察、记录、操作、整理、讨 论、分析，发现问题，分析问题，解决问题。通过亲 身体验，获得直接经验，学会如何去获得知识，如 何用物理的观点和研究方法解决实际问题，让学 生在物理情境中通过各种实践活动取得科学知 识，发展实践能力，培养创新精神。 三、以物理概念教学为例的中学物理教学 情境创设的策略和实践 物理概念是反映物理现象和过程的本质属性 的思维形式。用于反映物理现象和过程的本质属 性，被高度概括和抽象成为物理概念，这是物理教 学中的重要内容。物理概念是用来描述有关的物 理规律的，如果概念不清，当然就谈不上掌握物理 规律。因此，必须重视物理概念的教学。物理概 念的教学，特别是重要的基本概念，决不能只是孤 零零地让学生知道或记住它们的文字表述或数学 表达式，而要努力搞清楚其中的“来龙去脉”。 物理概念教学中可从以下几个角度创设情 境，具体策略和实践有： １．从为什么要引入某个物理概念的角度，创 设情境 建构主义学习观认为：学习是学习者与文本 之间的交互作用。学生用自己的观点解读学习内 容，进而在自己的头脑中建构出一个概念、一个新 的概念，而且建构是同步进行的，学习者的学习完 全是自主的活动。因此，在概念教学中首先要创 设情境，让学生在分析、探索中意识到引入新概念 的必要性，从而引发学生进一步思考如何定义新 概念。 例如：在圆周运动章节中学习角速度概念时， 学生提出：既然用线速度可以描述圆周运动快慢， 为什么还要引人角速度描述圆周运动快慢呢？上 海二期课改新教材高一第二学期第５页创设了 “月球和地球谁跑得快”的情境： 地球说：“月球绕地球作圆周运动每秒钟走 过的弧长为０．９９千米（即线速度为０．９９千米／ 秒），而我地球绕太阳作圆周运动每秒钟走过的 弧长为２９．７８千米（即线速度为２９．７８千米／秒）， 所以我跑得快！”月球说：“我绕地球转一圈只需 要２８天，而地球绕太阳转一圈需要一年３６５天， 所以我跑得快！”地球与月球说得都有道理，由此 可见，仅仅用线速度来描述圆周运动的快慢是不 够的，还需要从另一个侧面描述圆周运动快慢。 因此，要引入角速度这个物理量来描述圆周运动 的快慢。 ２．创设促进学生自主思考、类比、概括的情 境，帮助学生理解概念是怎样定义的 概念是人们认识事物的一定阶段和方法，因 此对概念下定义（或用文字表述），须在学生对有 关物理问题的本质有相当认识的基础上进行，切 不可在他们毫无认识或认识不足的情况下“搬出 来”，“灌”给他们，然后再加以解释和说明。因 此，创设促进学生自主思考、类比、概括的情境，帮 助学生实现从感性认识到理性认识的“飞跃”是 必要的。 例如：在电场强度教学中建立如下的概念情 境：可首先启发学生回忆思考下列两类物理量在
９５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 上海师范大学学报（基础教育版） 定义方法上有何区别：一类是位移、质量、力、能 量、功、热量、电量等；另一类是速度、加速度、压 强、功率、电流强度、密度、比热等。探究后一类量 为什么要用比值来定义？生产生活中有无与后者 类似的情况？接着创设如下实验情境：用起电机 使金属球带大量电荷＋Ｑ，用悬吊带电为＋ｑ的小 球显示带电金属球的附近有电场。移动小球＋ｑ 均由近及远可见悬绳的偏角变小。说明带电＋ｑ 的小球在不同点受的电场力不同。然后引导学生 概括：电场有强弱之分。但把小球多次移到同一 点Ａ，其偏角不变，说明在同一点，电场的强弱是 不变的，这是电场的特性。然后引导学生讨论：参 照密度、电流强度的定义思路，用什么方法可描述 某点电场的强弱？逐渐逼近Ｅ＝Ｆ／ｑ这一结果。 通过创设以上情境，学生不仅对电场强度这一概 念的定义理解深刻，并且通过类比、概括，了解了 比值法定义物理量的方法。 ３．创设生活化情境或实验情境，帮助学生理 解抽象概念 物理概念、物理规律不是凭空产生的，它们的 发现和确立都有坚实的实验基础。做好实验就弥 补了只见“理”不见“物”的学习方法，让学生获得 了第一手资料。心理学研究表明，思维作为学习 过程中智力活动的核心，其发生和发展一般要经 过从动作思维到形象思维再到抽象逻辑思维三个 阶段。其中动作思维是以个体探索外界物体的动 作为前提条件的。因此，创设实验情境，让学生亲 自动手，听、看、嗅、触，从而满足感知的第一阶段 的要求。它为经验的获得和理论的理解、升华及 新理论的内化创造了条件。 例如：现行高中物理教材中设计了一些让学 生自由动手的“做一做”。其中有这样一个实验： 让学生做一个显示玻璃瓶微小形变的课后小实 验：找一个大玻璃瓶装满水，滴人几滴红墨水，瓶 口用中间插有细管的瓶塞塞上，用手按压玻璃瓶， 细管中的水面就上升；松开手，水面又降回原处， 这说明玻璃瓶受到按压时发生形变。教师在演示 这个实验时，使用了大号椭圆柱形墨水瓶来替代 课本中所示的圆柱形玻璃瓶，当用手按压墨水瓶 长半径两侧时，细管中的水面不是上升，反而下 降，这种与教材中的实验结果相反的现象出乎学 生意料，感到格外新鲜，无形中更加吸引住了学生 ９６ 的注意力。通过实验，不但使学生对“弹性形变” 现象深信不疑（课本中的水面上升可能有少数学 生产生是由于人手的温度引起水热胀的误解）， 同时也使他们形象地看到了圆形物的容积最大的 实例。接着，再做一次按压短半径两侧的实验，结 果是水面上升，这就从正、反不同的角度加深了 “弹性形变”的理解，实验现象的说服力更强了。 这样简单易做、成本又低的小实验，既激起了 学生学习物理的兴趣，又使学生动手、动脑能力得 到充分的锻炼和提高，为学生展示自己的创造力、 想像力提供了一个广阔、自由的空间。 ４．创设与学生原有认知矛盾的问题情境，帮 助学生辨析概念应用中易产生的疑惑和错误，解 决学生的思维障碍 创设物理问题情境，实际上是提出要解决的 问题，创设要解决问题的矛盾冲突引起学生内心 的冲突，动摇学生已有认知结构的平衡状态，从而 唤起学生的思维，激发学生学习的内驱力，使学生 进入探索者的角色，真正“卷人”到学习活动之 中，以达到掌握知识、训练思维的目的。 刚接触物理的学生，不注意也不会有意识地 分析物理情境，所以常受直觉经验和生活常识的 思维定势干扰，得出错误结论。如：站在体重计上 的人在下蹲过程中，体重计的读数如何变化？许 多学生得出的结论是读数先减小然后恢复原值， 这是因为学生只注意到下蹲的加速过程，而没有 注意到下蹲的减速过程。事实上，学生在此类题 目中如果能对整个物理情境进行认真分析，就不 难得读数先减小后增大，再减小至恢复原值的结 论。这就是受直觉经验干扰的典型情况。因此， 在教学中，创设与学生错误的前概念相矛盾的问 题情境，对于解决学生的思维障碍十分有效。 例如：为了突破“静摩擦力的大小与正压力 无关”这个难点，教师可设计如下情境：用水平力 将一本书压在竖直墙壁上，提问：“如果对书的压 力逐渐增大，书受的摩擦力如何变化？”对这一问 题回答错误最多的是：“因为ｆ＝ＩｘＮ，Ｎ增大，所以 ｆ也增大。”至此可借题发挥：“增大后的摩擦力必 会大于书的重力，那时书将沿墙攀登了！？”学生 听后哈哈大笑，自知出错，而后兴奋、思考，变信口 回答为主动探索。
