在问题情景中感悟在活动情景中生成

在从事物理教学十多年之后，我时常反思自己的课堂教学，原有的高度概括的知识传授渐渐地展现出其不足，主要表现为：课堂沉闷，学生学习物理的兴趣低落，物理知识不能有效地在真实问题环境中加以应用，不能很好适应新高考题型中从情景到建立模型解决问题的模式。我认为产生这些问题的根本原因是：学生所学的知识都是经过教师高度的浓缩提炼，失去了丰富的内涵，生动性缺失，没有展示物理知识本身的魅力，既激发不了学生的兴趣，也解决不好日常生活中遇到的问题，同时也不能很好地解答高考的试题。从2005年开始，我有幸参加福建省学科带头人培训，通过理论学习，我找到了改变自己教学方式的依据，并进行了为期六年的实验。于是，我的课堂变成了：在问题情景中感悟，在活动情景中生成。通过对实验班的问卷调查、学业评价数据、创新大赛及物理学科竞赛情况分析，有效的学习情景能促进学生在课堂内外对所学的物理知识加以应用，能更好地对社会、个人生活中所遇到的情况提出问题，并寻求解决过程，对问题的解决情况做出自己的分析判断，课堂变得更生动活跃，学生学习物理的兴趣程度明显高于参照班级。

一、基于建构主义理论的物理学习情景设计

物理学习情景可分为二类，一是提供学习资源设计问题情景；二是提供具体活动场景设计活动情景。实现物理情景的有效性，要求教师选择并重组学习内容，使教学内容能展现物理知识产生发现的过程及学生原有的认知情况，课程资源转化为问题情景；提供活动情景，引导学生独立进行实验探究、收集证据，通过师生、生生间多向合作交流、评估，培养学生的探究能力。

二、通过案例研究归纳的物理学习情景设计方法

（一）在探究教学中，提出问题、猜想与假设阶段侧重设计问题情景引导学生提出问题作出猜想与假设，在情景中感悟。

1.设计问题情景的理论依据

将知识转化为问题情景，是建构主义理论指导下产生的一种新的学习方式。它强调建立丰富的具有高度联系的情景，能促进学生自主地在已有的背景下学习新知识，发现并提出新问题，激发尝试解决问题的内在动力。

2.设计问题情景的策略

提供一个完整、真实的问题，还原知识产生的背景，恢复其原来的生动性、丰富性，在问题情景中应连接与新知识有关的前期知识与方法，促进学生以客观事实为基础而产生有价值的疑问，并从物理学的角度较明确地表述这些问题。学生用自己原有的认知来审视所面对的事实，通过观察、分析，寻找跟原有经验和知识中相似的特征，尝试用自己的知识和经验对它做出猜测性陈述，对问题的因果性、规律性做出假定性解释。

3.解决问题情景创设的途径

建立教学信息库，信息库种类包括互联网、高质量视频、实验演示、计算机软件模拟演示。另外，随着教学观念的变更，更多的人认为教师与学生的信息交流也可认为是问题情景信息库的一个重要的组成部分，尝试通过以下途径设置问题情景：利用物理学史设计问题情景；以学生的生活和生产实际问题设计问题情景；利用实验演示设计问题情景。

利用物理学史设计问题情景。比如：在《牛顿第一定律》教学中，了解牛顿第一定律产生的历史背景、形成和发展的过程能更深刻理解它的本质，从人类开始思考力和运动的关系到形成牛顿第一定律历时两千多年，这其间凝聚了无数人心血，也走了一些弯路。我在提供给学生的素材中增加了亚里士多德的生平介绍以及黑格尔对亚里士多德的评价；介绍伽利略理想斜面实验的科学思想和这种思想对物理学发展的影响；介绍在牛顿之后，爱因斯垣与诺特尔对惯性定律的研究成果。这样的教学内容还原了物理学史的真实情况，恢复了其原来的生动性、丰富性。

以学生的生活事件与经验设计问题情景。在日常生活中，学生已经接触到许多与科学有关的生活事件，形成了物理学习的前概念和相应的认知结构，其中有许多与自己前概念和认知结构相矛盾的体验和相应问题。教师在教学时可以利用高质量视频展示生活事件和科技事件，重现生动的情景。例如，在学习“离心现象”一节时，可以提出问题：“下雨天，我们以伞把为转轴使伞旋转时，伞上的雨水为什么能脱离雨伞而飞出去？”；“杂技演员用绳子拴住盛有红色水的玻璃杯，以手紧握绳子的一端，使水杯在竖直面内做圆周运动时，为什么在最高点时杯口向下而杯中的水并不流出来？”……利用学生的日常生活经验和熟知的生产实际事例，可以吸引学生为追求答案而积极思维。

利用实验演示设计问题情景。这种情景可以使学生以研究者的角色进入学习，学会科学地看问题、想问题，逐步了解物理学的探究过程和方法。例如在《磁生电的探索》这节课中，由三位同学背着老师将一枚硬币放置于一位同学的手中，由教师判断硬币所在之处。老师伸出手臂，从学生的手臂上方划过，准确地判断出硬币所在之处，这样的情景让使学生处于惊奇、困惑的情绪之中，教师进行揭密：硬币其实是块硬币式的磁铁，教师的袖子中藏有与发光二极管相连接的线圈，当线圈经过磁铁上方时产生感应电流，二极管发光。我利用各种小实验，时常创设一些学生可以亲自参与的真实可感的新奇有趣的情景，让学生带着新奇的疑问，怀着极大的兴趣，以强烈的求知欲投入学习。课堂实例证明，学生能够有效地提出有探究意义的问题并提出合理的猜想和假设。

（二）在探究教学中，制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、合作与交流阶段侧重设计活动情景，在互动中生成

1.设计活动情景的理论依据

建构主义理论从维果茨基的“最近发展区”思想出发，借用“脚手架”为形象比喻，为学生的知识理解建立活动场景。通过活动情景，能点燃学生在问题情景中进一步学习的愿望与渴盼，将知识内化到自己认知结构中，促成知识和智慧的升华。

2.设计活动情景的策略

用现象清楚、效果明显的演示实验，创设有声有色、形象直观的情景；用师生密切配合、共同参与的分组实验，创设生动活泼、热烈探究的情景；用鼓励和启发学生开展课外小制作、小发明的活动，创设一种理论联系实际、巧用物理知识的情景。

3.解决活动情景创设的的途径

将问题置于一个真实的任务环境中，设计实验探究情景让学生以独立或团队形式实施实验探究；设计差异发展情景适时向学生提供符合教学要求的多种资料和信息；设计建模情景让学生沿着探究假设的方向对信息进行归类和分析；设计交流情景给各种不同答案都留出了思考和讨论的空间，使学生在思维的碰撞、交流中不断完善自己的观点。

设计任务情景将问题置于一个真实的任务环境中，有助于学生知识与能力的迁移，对假设的验证具体化、程序化，为学生提供解决问题的思路和策略。例如，在学习“用单模测定重力加速度”实验时，提出这样的任务：请你设计几种测定重力加速度的方法。学生经过一段时间的思考、讨论和争辩，在争辩中交换学生的思维“支持点”，在教师的启发、诱导下产生“发现”、“发明”的思想萌芽。然后，教师收集学生提出的各种设计方案：用自由落体的方法；用验证机械能守恒的方法；用构成斜面的气垫导轨；用单摆测定；用平抛运动，等等。

设计差异发展情景让学生以独立或团队形式实施多种探究方式。将学生多样性的探究活动作为宝贵的教学资源，为学生提供多种选择，允许学生自主设计，自主完成实验。学生要积极主动地完成实验，记录下自己认为重要的现象或与自己确定的学习目标相关的事实，并以信息的形式表述出来。对于实验能力较强的同学，鼓励他们尽量多地挖掘信息，设计更多解决问题的方案；对于实验能力较差的同学，教师可以提供书上的相关内容，让他们通过阅读记录信息。比如在“动量定理应用”教学中，让学生设计应用动量定理研究生活实例并用动量定理加以解释。同学们通过合作有多种实例在班上交流。有一组这样设计：取两架铁架台，两根细线，两个200克的砝码，一条短橡皮筋，演示时一位同学把砝码直接挂在细线下端，另一位同学在细线的一端接上一条短橡皮筋再挂上砝码，两位同学把砝码举到同样的高度落下，结果不接短橡皮筋的细线断了，而接上一条短橡皮筋的细线没断。在这节课中还有很多这样精彩的设计，在这种应用课的教学中有机会让学生以生活实际为平台，通过实验的探究能更深刻理解知识的内涵，比不断的习题训练更具有好的效果。

设计建模情景让学生沿着探究假设的方向对信息进行归类和分析，生活中的物理现象纷繁复杂，而大凡复杂的现象都可以化为几个简单模型的组合。把一个复杂的新情景化解为几个简单模型的组合，利用已知模型去解决新问题的能力，设计交流情景给各种不同答案都留出了思考和讨论的空间，使学生在思维的碰撞、交流中不断完善自己的观点。由于实验设计的开放性，不同的探究小组有不同的数据收集方式，各小组必须通过口头或书面的形式进行交流，报告小组的探究结果，同时同一小组的同学也可能有不同的看法和体验。在“摩擦力”的教学时，先成立“合作学习小组”，针对教学目标，各小组开展活动，以小组为单位提出摩擦力的产生条件、方向判断等相关问题进行研究讨论，并以“报告会”形式将研究成果展示出来，每个学生在小组中都可以成为“请教”或“被请教”的对象，学生以“自己的方式”提问、解答，并通过讨论、总结、演讲、评价等环节，轻松愉快地度过“摩擦力”这一既是重点又是难点的大关。这样师生间、学生间进行了动态的信息交流，通过信息交流实现相互交流、互相沟通、互相影响，从而达到共识、共享、共进。

三、探究教学中有效设计学习情景基本要求和应该注意的问题

（一）物理学习情景设计基本要求

1.学习情景设计的要求：选择能与学生已有经验相偶合的信息材料和创设信息呈现的情景，在耦合信息过程中，引导学生发现问题、提出问题；构建活动平台，展示学生自主处理信息、形成结论的过程。

2.物理学习情景教学要求：带着问题进课堂，带着更多的新问题出课堂，在问题情景与生活情景中体验，在活动体验中建构，实现师生互动、生生互动。

（二）物理学习情景设计应注意的问题

根据我们教学实践研究，我们认为，为保证探究情景设计的有效性，教学中应注意以下问题：

1.构建有效的物理情景，应有丰富的课程资源，供学生差异化选择，调动所有的同学参与感悟，积极参与探究，有自己的生成并与他人交流。

2.把握教学内容、教学目标与情景构建的关系。仿真学习情景适用于体验式的问题发现及提高解决学生遇到的实际问题，学习资源类的学习情景适用于信息的收集，探究活动类的情景适用于问题的研究解决等。

3.学习情景的构建要符合学生的心理特征和原有的认知。学习是个性化的行为，在创设情景时要充分考虑到学习者原有的知识、技能，考虑到学习者的学习动机、态度，考虑到学习者的年龄和生理发展特征，要能促进学生产生积极的情感体验和主动生成。

4.学习情景要为促进学生自主学习、完成知识建构和积极的情感体验服务，学习任务与真实学习情景必须相融合，不能处于分离或勉强合成的状态，学习情景要能够以自然的方式展现学习任务所要解决的矛盾和问题。

总之，有效的学习情景会使学生产生身临其境的感受，能受到情绪的感染，引起感情上的共鸣，达到知、情、意相交融的效果，从而加深对知识的理解和掌握，提高学习能力。在课堂教学中，根据物理学科和学生特点的分析，合理恰当地创设学习情景，激发学生的学习动力，让他们更积极、更主动地参与对知识的发生、发展的探究中去，才能真正体现“以学生发展为本，全面培养学生能力”的课改精神。当然，学习情景创设给物理教师提出了更高的要求，教师和学生都应努力地适应自己的角色转变。

（责任编辑：陈巧云）

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