探究情境 感悟“物理”

    孙娟

    

    

    

    摘 ? 要：抽象概念教学应创设蕴含多重教育功能的情境——激发激情与理性共舞;启发思维，渗透丰富情感，促使能力与人格共赢;解决问题，活化运用与提高素养互生。学生经历循序渐进的探究与深入浅出的思维，对抽象概念由粗浅的体验与表层的符号认知迈向深度理解——水到渠成地悟理——自然生成智慧，促进生命成长。

    关键词：情境;抽象概念;核心素养

    初中生主要以形象思维为主，学习抽象概念需要具体情境的支撑，否则学生无法自主内化概念的内涵，更谈不上核心素养的培养。创设情境，激发学习热情，引发冲突，实现感性认识到理性感悟的飞跃。同时，学生的思维品质、实验探究能力、解决问题能力等得以提高。下面以沪科版八年级物理“力”课堂教学为例，以学习发生过程为线索，作一些探讨。

    1 ?联系生活，感受“力”

    教学片断1 ?力是什么

    介绍《墨经》中对力的认识，引入“力”。

    亲身体验：鼓掌（欢迎专家指导）、拉伸弹簧、提起重物——肌肉有什么感觉？

    展示图片：自然、生活、生产中与力相关事例。

    提出问题：这些与力相关事例有哪些共同特点？

    【评析】从中国古代“墨经”中对力的认识引入，使学生意识到古代对力就有研究，激起学习热情与民族自豪感。鼓掌等体验，使学生感受肌肉酸痛——人类对力最原始的认识。展示不同领域各种物体间不同形式的作用，不仅为学生呈现了丰富的感性情境，还让学生感受到物理是有用的、有趣的，并使“力是物体对物体的作用”具有普遍性。基于创设的情境，辅以启发性的板书，学生经历身体体验、视觉刺激、联想想象、对比归纳，解决了“力是什么”的问题，从而实现了从感性到理性认识的初步转化。

    2 ?实验探究，“看见”力

    教学片断2 ?力的作用效果

    提出问题：“力”看不见，怎么证明它存在？

    播放微课：风吹草动——拍自校园实景。

    启发引导：“风”看不见，通过观察“草动”，说明风存在。“力”也看不见，但受力后，受力物体发生怎样的变化？

    提供器材：气球、弹簧、橡皮泥、小车等，设计实验，观察受力物体发生的变化。

    学生实验并汇报：力使气球凹陷、弹簧伸长或缩短、橡皮泥变成各种形状;使小车由静止变为运动或由运动变为静止，或力变大时，车的运动也变快等。

    【评析】我们对物质概念的理解就是从肉眼看得见的物质开始[ 1 ]。初中生的抽象思维能力尚处于发展阶段，内化抽象概念需要依托具体的感性材料。实验现象真实、可视、直观，为“看见”抽象概念呈现了形象的视觉刺激。实验的设计不是由教师直接讲授获得，那样无法让学生经历类比、迁移、猜想等思维过程。教师要做的是尽量提供熟悉、直观、启发性的感性材料，尽可能引导设计思路。分析现象时，教师不能把学生的思维圈在教材中，而是要鼓励学生多角度观察，发现不同问题，实现思维的发散与创新，提高学生观察能力与思维品质。只有这样探究，才能实现学生自主悟理，获得知识，提升能力，生成智慧。

    创设“风吹草动”的生动情境，启发学生把“力”类比为“风”，把证明风存在的方法迁移设计实验证明力存在。实验后，例举学生对不同实验现象的描述，再对众多现象进行分类，意外发现了力的两种作用效果。颇有“无心插柳柳成荫”的意境。这与直接给出力作用效果的教学效果不可等量齐观。

    最后，教师显化科学方法：根据己有效果推导它的原理，这是科学家判断问题的一种科学思维方法。此点晴之笔，强化了方法教育，提高学生终生学习能力。

    教学片断3 ?力的微小形变效果

    追问：老师手捏玻璃瓶，这个力的作用效果是什么？学生认为是形变了，但却看不见，怎么证明？引导回顾图1，得到启发：把玻璃瓶的微小形变放大。

    讨论并演示：①大约装半瓶水，用力捏，却看不到水面上升;②装满水，插一根细吸管——吸管无法竖直立在水中;③塞上塞子，在塞子中间扎个仅够吸管插入的小孔，用力捏，水明显沿吸管上升了;④为增强视觉效果，滴入红墨水，如图2。经历不断发现问题，解决问题的过程，学生收获了“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的喜悦。

    【评析】在真实的情境下进行课堂教学，让学生处在特定的问题情境中，经历对学习材料的亲身体验和发展过程，才能有效地培育学生的物理学科核心素养[ 2 ]。利用学生己储备的知识与方法创设情境，触动联想与思考。实验过程，不断引发冲突，激发深入思考，学生思维越发缜密，实验设计方案自然生成。如果教师直接呈现仪器，讲授原理，就弱化了思维冲突与解决问题的过程，学生变成了知识的被动接受者而不是主动建构者。

    教学片断4 ?力的作用是相互的

    体验：使劲鼓掌，为同学们精彩的表现喝采！——学生感觉两只手都疼。

    追问：为什么两只手都疼？学生猜想两只手都受到了力。

    器材：两个气球、两辆带磁铁的小车。

    实验：两只气球互相挤压、两辆小车相互吸引。

    【评析】教学要遵循学生认知科学内容的思维过程。教材在“力是物体对物体的作用”后通过体验，归纳出“力的作用是相互的”，最后认识力的作用效果。笔者以为，此逻辑不符合认知规律，达不到层层递进，化抽象为具体地认识抽象概念的思维过程。笔者先由证明力存在的初衷，引出“力的作用效果”，再依据力的作用效果设计实验证明一对相互作用力的确存在。此逻辑使得探究过的实验为设计新实验提供了思路，创设了具体、有效且可信服的情境，能有效地突破“力的作用是相互的”這一教学难点。

    再次响起掌声，课堂气氛被推向高潮！两只手都疼，猜想两只手都受到了力。实验时，学生让两个气球或两辆小车发生相互作用，看到它们都形变了或改变运动状态了，说明它们都受到了力。“力的作用是相互的”的得出水到渠成，同时巩固了力的作用效果，抽象的力也越来越形象。

    3 ?形象板书，“可视”力

    教学片断5 ?相互作用力的特点

    教师把片断4的实验现象形成图3的板书。

    师生互动：如图3，分别找出受力物体与施力物体，并总结相互作用力的特点。

    【评析】研究表明，人在学习时，通过视觉获得的知识占83%。板书可以调动学生用眼看、用脑记、用手写、用耳听，可以使学生多种感官都参与识记，提高记忆效果[ 3 ]。运用文字、符号、绘图、列表等描述实验现象，并用不同颜色粉笔凸显视觉效果，强化直观教学，启发发现问题，开启思维。通过对比，学生归纳出了相互作用力的特点，对力的认识己然实现了感性到理性的飞跃。

    4 ?学以致用，活化力

    教学片断6 ?解释“力”

    情境1：如图4，蹦床时，人为什么向上运动而蹦床却向下凹陷？

    情境2：如图5，分别是近期重庆公交坠江事件的现场与模拟图。你观察到什么？用力的相关知识作出解释。

    【评析】评价对知识的掌握程度，就要看学生在生活或生产中解决问题的灵活程度。学生解决问题时，需要提取情境中的有效信息，筛选储备的相关知识，运用严密的逻辑思维，进行综合分析。因此，解决实际问题，学生能不断强化、活化对知识的理解，提高解决问题的能力。

    两种情境，不同寓意：“物理”，能带来快乐，也能让人们遭遇灾难——渗透辩证唯物主义教育。呈现图6，简要介绍物理对航天航空的巨大贡献，培养学生爱国情怀。

    5 ? 总结

    以初中物理教学为例对情境化教学进行研究，重在体现学生的主体性，激发学生的学习热情，促进学生全面发展[ 4 ]。情境之于抽象概念，犹如汤之于盐。盐撒入汤中，才易被吸收;抽象概念溶入情境之中，才能被稀释还原——合乎从具体到抽象、从直观到概括的教学原理，合乎核心素养理念下抽象概念学习的要求。图7即是核心素养视野下，基于情境教学应遵循的学生认知抽象概念的思维过程与知识发生过程有机融合的教学历程。

    参考文献：

    [1] 曹宝龙.概念的形成原理与教学建议[J].物理教学，2016（4）.

    [2]黄巧曦.以情境启迪思维 促核心素养发展[J].中学理科园地，2019（1）.

    [3] 林海波.谈谈物理课的板书设計[J].物理教师，2014（5）.

    [4]王蕾，金素英.初中物理教学情境化的研究[J].新课程（下），2017（2）.