基于认知规律谈高中物理情境的创设策略

1、 基于认知规律谈高中物理情境的创设策略 雍振华【摘 要】物理来源于生活，有意义的物理课堂教学离不开教学情境的创设。好的教学情境符合学生的认知规律，能够在情感上引起学生的共鸣、在思维上让学生渐入佳境、在效果上攻克教学难题。本文从学生认知规律的几个方面探究物理教学中情境的创设与优化策略。【Key】情境创设;课堂教学;认知规律G633.7 A 1671-8437（2020）28-0042-02高效物理课堂离不开教学情境的创设。作为物理知识的载体，好的物理教学情境一方面可以活跃课堂气氛，另一方面可以对学生掌握知识、培养能力起到有力的支撑作用，同时也会对学生的情感、态度产生积极影响1。要想产生良好的教学

2、效果，就要从学生的角度出发，遵循学习的认知规律，创设有效的物理情境。1 情境创设应贴近学生生活物理知识依托于情境而体现，在具体的情境中学习物理知识可以让学生明白物理知识的现实意义，使学生更容易对所学知识产生心理认同感。认同感来源于教师所创设的与学生自身生活接近的情境，因此，教师需要在生活中用心观察，积累适合在教学中应用的教学情境素材。如由于每个学生都骑过自行车，教师可以这样导入“力的分解”：“生活中每人都经历过骑自行车下坡，请同学们谈谈骑车下坡的感受？”有学生说感到轻松;有学生说感觉越来越快。教师肯定学生的回答后，再通过师生间的对话，让学生意识到骑车下坡速度加快且让人感到轻松是因为重力的作用。

3、然后通过引导让学生注意重力的方向和沿斜面向下的力方向的不同，进而让学生认识并感受力的分解的现实意义，从而引出“力的分解”的课题。同样是重力在斜面上分解的问题，有些教师设置的情境则是将一个物体放在斜面上或者是汽车上桥下桥问题。对比来看，这里的骑车情境显然更贴近学生生活，因为基本上每个学生都有骑车经历，所以可以让学生感到更加自然、亲切，同时力的分解概念在师生对话中不知不觉被提出，并得到进一步探究。认知规律的核心要素是让认知主体产生认同感，而引入贴近学生生活的情境更“接地气”，可以在不知不觉中把学生代入课堂，引起学生在认知和情感上的共鸣，进而产生良好的教学效果。2 情境创设应体现物理内涵所谓物理内涵

4、，指的是一个情境中物理知识及内在涵义的外在体现。教师采用五字诗导入新课：“公园散步走，偶见癞皮狗。主人用力拉，乖乖转回头。”其目的是创设一个对物体斜向上拉力的生活情境2。但是物理情境的引入不应该只体现教学内容的实际意义，在关注物理表面现象的同时，更应该关注其是否能够体现本节课物理教学内容的核心内涵。“力的分解”这节课的核心任务是让学生分析力的作用效果进而学会分解力。在斜拉力的问题中，拉力产生向前拉动和竖直上提两个效果。显然，在上述情境中这两个效果并没有得到体现，癞皮狗转回头到底是在向前拉，还是向上拉不得而知，这个情境也仅仅是起到了吸引学生眼球的作用，其本身内涵也是不知所云。对此不妨做如下的改进

5、：将上述诗句制作成一个小视频，某一路人在遛狗，路人一拽让狗停下来并使之前半身被拉起，然后通过让学生讨论力对狗产生的影响的效果，分析得出力的分解的概念。有趣的视频可以更好地吸引学生注意力，并让学生认识到原来看似平常无奇的事情也包含着有用的物理知识。3 情境创设应考虑学生的认知基础在高一物理“加速度”的教学中，多数教师会采用人教版教材中一辆轿车与一列火车由由静止到启动的物理情境导入新课。因为课本上呈现的是一幅静态的图画，所以为了让学生获得直观的认识，教师一般会播放一段赛车和战斗机由静止到启动的视频，学生会对此产生更浓厚的兴趣。从教学结果来看，教师的初衷是让学生通过对比，观察两者在启动的过程中哪个加

6、速得更快一些，进而引出速度变化快慢的概念。但是实际上，学生在本节课之前并没有速度变化的概念，更不会特别在意谁变化得更快。由于前概念的影响，学生关注的焦点大多停留在不同阶段谁跑的更快的问题上，只会发现视频中飞机运行的两个阶段，第一阶段赛车比飞机运动得快，第二阶段飞机比赛车运动得快，所以学生观察到的是这两个阶段平均运动快慢的对比而不是速度变化快慢的对比。显然设计上述情境的教师没有考虑到学生认知上前概念的影响，想当然地认为学生会按照教师的意图去观察，所以效果自然不尽如人意。4 情境创设应体现层次性灵动的课堂犹如有趣的故事、精彩的电影，起点、终点互相辉映，中间过程环环相扣，能让人不断产生深入探究欲望。

7、同时，物理知识有其内在逻辑结构和层次，所以教师应依托情境，将这些知识的内在逻辑呈现出来。仍是以加速度概念的教学为例，要想让学生理解速度变化的快慢问题，教师可以先通过频闪照片帮助学生回忆由照片判断速度大小的方法，然后让学生观察一个做加速运动物体的频閃照片，使学生认识到这是一个速度大小在不断变化，并且变化速度在增加，最后把两个加速运动物体的频闪照片放在一起让学生做对比，使其体会这两个物体除了速度的区别，还有速度变化快慢的问题。随后再给出一组表格数据，从定性到定量，让学生明白不同物体所需的加速时间，速度变化的多少以及变化的快慢。显然，教师对情境设置的考虑是逐层递进的，通过几幅频闪照片以及后面的表格数

8、据让学生依次认识了速度大小、速度变化的大小、速度变化的快慢这几个物理概念，从而完成了对速度变化快慢概念的有效建构。5 情境创设应关注教学内容的过渡教师在课堂教学中，应合理衔接教学内容，让学生感觉到整个教学内容是一个有层次且相互关联的整体，而不应将教学内容割裂使学生产生割裂感。对于力的分解，教师做了如下演示实验，如图1，两个基座之间连有钢丝，上方两个木板呈一定角度叠放，让一学生在中间施加一个向下的压力将钢丝崩断。教师的设计意图是通过让女生以较小的压力崩断钢丝从而说明一个力通过分解可以产生更大的力。这个引入实验取得了较明显的效应，使学生对本节课的内容产生了较浓厚的兴趣。但是，过于关注激发学生学习兴

9、趣，使学生把心理预期提的很高，却忽略了后续教学的连续性，从而给学生造成了很大的心理落差。做完该演示实验后，应直接进入对斜拉力的分解分析当中，但显然实验演示和斜拉力的分解之间没有丝毫关系。开始的演示实验在学生头脑中只落了个好玩，而在对前面实验所涉及问题完全不知何故的情况下就进入到下一个毫无关联的环节中，学生心理的落差可想而知。从认知规律角度来说，认知问题的过程应该是连续、有层次的，但在这里却形成了明显的断层。其次，该实验呈现的合力、分力关系也比较复杂，物理指向不清晰。显然情境的复杂性也对学生认识其中的物理问题造成了一定的障碍。6 情境创设应促进学生深入思考除了在新课导入环节设置情境，在物理问题的

10、分析环节特别是习题讲解中，采用合适的情境也能帮助学生突破学习难点，提升学习兴趣，加深对具体问题的认识。如在讲解牛顿运动定律整体法、隔离法时经常会涉及这样一个问题：如图2，光滑水平面放一斜面，斜面质量为M，倾角为。在斜面上放一质量为m的木块，斜面表面光滑。现在给斜面施加一个水平方向、大小不变的推力F，使斜面和物体相对静止一起做匀加速运动，求推力F大小？解决该问题时教师一般都会采用整体法、隔离法，并通过作图和解析法分析该题，但是实践效果并不好。理论分析看似没有问题，但其实多数学生还是难以理解为什么木块在斜面上滑不下来。问题关键在于，学生在实际生活中见到的都是物体沿斜面向上或向下运动，而这里斜面光滑

11、，很难想象木块还能在斜面上静止不动。除此以外，这里F大小直接和斜面倾角密切相关。如果仅从理论推导，会显得枯燥、抽象，使学生对此难以有直观的认同。为此可设置一个体验式情境：让学生先手拿一个乒乓球拍，球拍上放一个乒乓球，问学生手拿球拍跑，为了让球不掉下来，应该怎样做？学生立即会认识到球拍应倾斜，同時如果启动即加速得越快，球拍应该倾斜得角度更大。然后让两名学生上台亲自演示一下，这样学生兴趣盎然，会产生强烈的求知欲望。在有了切身体会的基础之上，再进行理论分析，这样学生不仅印象深刻，也会对知识的理解进一步加深。显然这样的情境设置很好地突破了教学难点，并且提升了学生的物理建模意识。综上所述，好的物理情境应与学生的日常生活贴近，进而使学生产生情感共鸣和学习兴趣。好的情境应避免人为制造的复杂性，应清晰、简单、直观、有层次地展现其中关键的物理内涵。好的情