情景引入在物理教学中的意义与特性解析

1、“情景引入”在物理教学中的意义与特性上海市崇明县大公中学 陆启舟一、问题的提出物理新教材中“情景引入”是有别于旧教材的最为闪亮的特色，大量的图画照片实验给学生带来了巨大的生动鲜活的信息，激发了学生浓厚的学习兴趣，从而转化为内在的探究欲望。例如，反冲运动一节中的水火箭实验的引入，学生的兴趣随着“嗖”的一声火箭升空一下子被提了起来，气氛顿时活跃；“锥体的奇特运动”的实验的引入更使学生欲罢不能，“太不可思议了”，课后争先恐后要仔细看个究竟，自己动手做上几遍；用摇晃饮料瓶中的水形成的涡流来模拟“龙卷风”，更生动形象，人手一瓶，自己也能做这个简单的实验。教材中也多次引入有关汽车的情景，如“汽车的安全技术

2、标准”、“汽车的安全带、安全气囊和头枕”、“汽车弯道”、“汽车功率”、“汽车的制动系统与车门开关机构”等等，从科学理论与经济生活生产实际相联系的角度来说，其积极的因素是显而易见的，它充分考虑到教学的现实性与前瞻性。但对大多数学生来说，只不过是有当过乘客的经历，感性知识还很单薄，其中的某些内容是很难去深入探究的，因为实际生活中缺乏这种用于探究的物质条件和环境，学生的实际与情景之间存在着距离，探究此类问题也只能还原于理论分析，所以在加强理论联系实际的同时，还须注重将“情景引入”与学生的认知的客观条件联系起来，这样才能达到“情景引入”的目的。由此看来，作为教材安排的重要环节，贴切地引入情景是值得重视

3、与探讨的。二、思考与探索1、情景引入的意义什么是情景？ 广而言之一切能激发探究欲望具有物理内涵的载体都可称为情景。摆在桌上的仪器是情景，图片、图表、音像、多媒体课件所展示的内容是情景，口头讲述与文字材料是情景，演示与学生实验也是情景。情景引入首先要能激发学生的兴趣，这种激发最好是强烈的，有震撼力的，发人深省的，也是饶有兴味的。情景引入应该让学生置身于一个物理环境，营造一种研究的氛围，衍生一个所需要研究的物理规律的基础平台。情景引入时，可以是以某一情景为主线，层层深入，逐渐显示出内在的物理规律来，也可以是多个情景同为一个载体，从相似的现象着手，去寻找共同的规律。在“匀减速直线运动”这一节中，教材

4、是这样引入情景的：“市区车辆速度限制在25kmh”，并且“必须保持至少5m车距”，高速公路上车辆的“速度表上指示出90kmh”，“保持50m车距够不够呢?”情景提出的技术层面上问题非常明确，从效果考虑，很浓重的这一笔还可以充分展开，设想如果再设置下列情景，也许色彩更强烈：你见过车祸的场面吗? (多媒体展示汽车追尾事故现场资料)那些因车祸而失去亲人的哀痛你能体会得到吗? 你知道上海每年因车祸失去生命的人有多少? (数据展示)课堂内空气有些凝重，学生已深受震动。那么这一切怎么会造成的?问题一出，学生都很认真严肃地思索并讨论起来，他们迫切想要知道造成车祸的原因，不但要从物理角度去了解汽车运动的规律，

5、同时，他们已经感悟到“生命之重在你手中，生命之轻只在一瞬”之真谛，物理对他们是那么亲切、贴近，怎样才能避免事故的发生？当他们用学到的知识再去回答篇首所提出的问题时，感受就很不一般了。情景引入不但引导学生如何从实践中抽象出各种物理问题，把物理知识与实践紧密结合起来，而且良好的情景能够激发学生奋发向上的情感。在探究“失重超重”时，宇宙飞船上超重失重现象必定会被引入，神州五号发射成功，相关资料非常丰富，在林林总总的材料中，独有一篇新闻报道，读来令人砰然心动，它是描写航天员超重耐力训练的：“飞船返回地球时，超重值将近8.5个G，即人要承受相当于正常情况下自身重力十几倍的压力，很容易造成呼吸极度困难或停

6、止，意志丧失，黑视，甚至危及生命。”“离心机在旋转，负荷从1个G逐渐增大到8个G，杨利伟的面部肌肉开始变形下垂，肌肉下拉，整个脸只见高高突起的前额。”“做头盆方向的超重时他的血液被压向下肢，头部缺血眩晕，做胸背方向的超重时前胸后背像压了几百斤重的巨石。心跳加快，呼吸困难。”不作任何改动，将报纸原文直接投影在屏幕上，请学生阅读，没有旁白，教室内鸦雀无声，独特的情景产生独特的效果，学生心中频起波澜。对英雄的崇敬岂止是停留在对超重的探究上，他们从中获得了物理知识，更懂得了自己的社会责任，良好的情景能够培养高尚的情操。兴趣是学生的一种情感的投入，是学生内心活动的外露，兴趣的反映不一定是微笑，不一定呈现

7、热烈兴奋的场面，有时，沉思也是兴趣的一种反映，这就要善于捕捉学生思维的信息。2、情景引入的特性情景引入因课而异、因人而异、因时而异，如果能充分考虑以下几个特性，才有可能达到情景引入的目的。（1）互动性 一般来说，教学的互动性大凡有这样两个方面，一是师生之间的互动；二是学生之间的互动，这些都是人与人之间的互动。然而，作为不可缺少的环节，在情景引入时，第三种互动已经开始，这就是教师与学生对情景的互动，这就是人和物的互动，是对情景的又一次理解；选择与融合。教材的情景引入对探究方向的引导是清晰的，篇幅精干，情景引入后经常是“大家谈”栏目，期望学生能充分展开，而留给学生酝酿的时间很短，所以要提高“大家谈

8、”的质量，需要事先有所准备，才能避免被动地等待。如果在教材一章节的最后，按下一节的情景先做一些引发，让学生有较充裕的时间思考，以情景的延续引导探究的延续。在情景引入后得到启发，学生可以补充情景、扩展情景、改造情景、延伸情景，学生引入的情景，必定是学生最感兴趣、最想探究的，学生的思维与情景引入相互交融了，这就是人与情景互动的效果，此类互动，基本上是通过教师的引导，师生共同参与来实施的。比如，学生对浮沉子实验极感兴趣，师生一起改制了实验装置，用锥型滴管代替小瓶，小口径的量筒口无须包扎薄膜，五指并拢，手掌虚握，快速压下并罩住筒口，滴管下沉，调节手掌弧度，可以控制滴管悬浮，手松开滴管上浮，这个实验操作

9、简单，看得清楚，想得明白。那么，为什么鱼鳔与浮沉子只是“相似”而不是“相同”?于是学生又想用小气球模拟鱼鳔做实验，新的情景将被引入。又如，几乎所有的教材中都提出“产生明显的衍射现象的条件是障碍物(或孔隙)的尺寸与波长相差不多或比波长小”，用小螺钉做障碍物的水波衍射实验也证明了这一点。可学生产生了疑问：什么叫尺寸?是长是宽还是高?如果把一块厚度与小螺钉直径相同的长木块沿波传播的方向放置，能产生明显的衍射现象吗?于是将一块做作业时用的橡皮切成不同的长度与宽度(高度与实验无关)进行实验，又把橡皮底部切成不同的三角形，逐一比较、分析，加深了对物理概念的理解。教材设置的情景中又延伸出新的情景来。又如，用

10、开口的饮料瓶装水后举高让其自由下落，看其底部小孔中是否有水流出，这幕情景在探究失重时是常见的，可留空时间太短，无法看清现象，为了增加留空时间，学生竟然爬上课桌，高高举瓶释放，相比之下，果然能看清实验的效果。学生在教材引入的情景中，果断地跨出了一大步。(2)相关性 所谓相关性，首先要选择与所要探究的主题密切相关的情景，尽可能简洁生动，引导方向要鲜明。要吸引全体学生参与，以引起探究的共鸣。在引出“波只传播振动的形式与能量，质点并不随波移动”这一概念时，大多是采用模拟类比的方法，学生横向排列充作质点，这种人阵模拟直观性强，有说服力，学生参与活动的积极性高涨。若改成纵向排列双脚叉开便于站稳，后者双手“

11、抓住”前者的双肩(衣服)，前者缓慢地下蹲起立，后者就有了被“带动”、“受力”的感觉。从侧面看，人头上下运动，形成波形，而人只在原位“振动”。若头戴红色小纸帽，红色“质点”的运动规律更加清晰，一个班级分两组相互观摩，如能在走廊或操场上进行，效果更好。相关性还体现在与学生的认知水平相关。用饮料瓶代替锥形烧瓶，气球反扣瓶口放入其中，为什幺总吹不大?若以为吹的力太小，改用打气筒打气能吹大吗?试一试吧。假如先在饮料瓶底开一个小孔，情况又如何呢?再试一试吧。用手堵住小孔呢?学生认知水平提高一步，情景引入就再延伸一步。相关性也应该体现在与学生的生活环境与经历相关。特别是在探究开始的时候。直接用农用喷雾器来引

12、入情景并不合适，学生有几个用过?就是气压式热水瓶，也逐渐淡出日常生活。应该选择一些学生熟悉的情景，比如教室内的桶装水用了一段时间后再开龙头，桶中的水会咕咚咕咚往上冒，这是为什么；把用过的沐浴露或洗发液瓶的喷液头拆开来，看看它们的内部结构，分析它们的工作原理；高压锅冷却后再去打开为什么有点费力，等等，让学生逐渐养成以物理的眼光去留意和观察周围的现象。 (3)适用性 情景的形式是多样的，根据不同层次的探究要求，引入恰当的情景，直奔主题是明智的选择。 一类是可以直接感受的情景，前面所举各例有不少能体现。对这类情景，学生感官反映强烈，探究过程较为直接，有很强说服力。学生在探究过程中对内含的研究思想和方

13、法的感悟也较敏捷。特别是在定性探究某些规律时常用之，比如探究摩擦力大小与哪些因素有关。先把手臂搁在课桌上，上压书本，压得越多，就会感觉到移动手臂用的力越大，说明摩擦力与压力有关，再在手臂下垫一块毛巾(外套、毛衣也可)，比较同样的压力(压同样多的书本)移动手臂所用的力明显不同，说明摩擦力与物体表面的粗糙程度有关。由实际情景产生的感官刺激所形成的概念，要比用小车在平板上实验观察所得出得结论印象更深刻。另一类时是现实与想象结合的情景。此类情景可以在学生对物理规律有了基本的认识后引入，用来巩固探究的成果，它是从基本探究层次过度到深入探究层次的链接。比如，太空行走的宇航员由于宇航服内空气膨胀，无法回到舱

14、内，危在旦夕，让你救助，虽然学生提出的方法依然是地球上的，但思维却展开想象的翅膀飞向太空，通过情景转移，扩充思维空间。但这一步不能跨得太大，以免扯断了学生思维与情景之间的联系。又一类是包含着某种变数的情景，这类情景是以既有事实为基础，向外延伸变化而创设的，探究需要一定的基础，带有研究性质，探究的结果也可能不是唯一的，短时间内尚难达成共识，这类情景最富有魅力。这是一个很有趣的例子：气球充气前放入杯中(塑料杯、口杯、玻璃杯、烧杯等)，充气后膨胀压住杯壁，手握气球能把杯也提起，这是事实。若是先充气待气球的直径稍大于杯口时，轻压在杯口上(肉眼看不出形变)，继续充气使其膨胀，这时再提气球，能把杯也一块儿

15、提起来吗?反复做这个实验，你能得出什么样的结论呢?此类探究往往会对情景作某些假设，无论实验结果如何，都要对假设作出反思与评价，这样不仅使学生掌握物理规律，更重要的是让学生学会认识世界的正确方法。还有一类是虚拟的情景，这种情景无法用实验验证，而只能用所掌握的物理规律去推理分析，去大胆猜想。创设此类情景，不是追求探究的结果，而是着力于追求的过程。这类情景更富有哲理性，对学生更有诱惑性与挑战性。它能把学生的思维发散到广阔的时间与空间中去，有利于学生的创新意识与人文精神的培养与发展。诸如一块橡皮可以无限分割吗；沿地球轴线开挖一条贯通南北极的隧道，掉入隧道中的物体将怎样运动；请设想一个飞船的回收方案；对

16、澳大利亚设计的太阳塔作一番评头论足。这类情景与科学的未来沟通，也与学生的未来沟通，意义深远。(4)可行性 可行性是指某些情景是可以通过实验验证，可以重复再现的。因此，除了体现物理原理外，应该关注操作的可行性，某些实验看似简单却并非容易。就说绳波的形成，先后试用过拔河绳、跳绳、窗帘绳、细麻绳、金项链等抖动起来都不能得到令人满意的波形。后来试用双股装订绳，质量与长度如果合适，才算有较明显的连续的波形出现；至于传播方向相反的两列绳波的迭加与独立传播，现象极难看到，只能依靠多媒体课件模拟展示了。因此，在实验情景引入时，必须反复地试验，以确定实验的条件与效果是否可靠。在探究“超重失重”时，人站在台秤上起

17、立下蹲实验总要做的，可刻度盘转得太快，根本无法看清示数变化，让旁人帮助观察，又少了份亲身体验。现在利用电梯实验，电梯启动、运行、制动过程中，一方面观察吊有钩码的弹簧秤示数的变化，同时又切实体验到超重失重的感觉，录像后可以反复研究，较前者优越。DIS实验首次把数字化信息系统引入中学物理，使学生较早接触现代科技，而且物理实验也迫切需要现代信息技术的支持。正因为相关的物理实验还基本停留在传统的模式上，DIS一旦与之配合，其粗糙之处就显现出来，学生会产生误解，怀疑探究所得得规律是否真实。验证机械能守恒实验中，由于挡光片与小球的速度不同，传感器无法“直接”测得小球经过待测位置得瞬时速度，实验出现系统偏差，无法验证，在目前条件下，也是勉为其难的。现代信