高中物理课堂情境有效呈现策略的思考

周昌宏

学生物理学习的过程需要借助一定的情境，怎样将这些情境呈现出来，才更加符合学生的认知特点，才能更加有效地激起他们的质疑，才能更有成效地培养他们提出问题和解决问题的能力呢？笔者认为，物理情境的呈现方式可以从以下几个角度来进行设计。

1通过认知冲突进行情境呈现

所谓认知冲突，就是新的认知与学生原有的知识基础发生矛盾的情况。费斯庭格的认知失调论认为，当新知识与原有的经验发生认知冲突时，这一不和谐的认知状态会激起人们主动对其进行协调的动机，从而构建新的认知平衡。物理教师在进行教学的过程中，可以精心设计情境的呈现方式，营造这种矛盾。当学生的认知冲突被成功激起时，心理上会出现严重的失衡，而相应的调节功能就促使他们产生了探究物理认知的欲望。在这一情形下，教师引导学生继续探究下去，能有效促进教学效果的提高。

例如，必修1《牛顿第一定律》的教学就比较适合以认知冲突的形式来进行情境的呈现。教师可以通过实验的演示来为学生提供两个自相矛盾的观点：①将一辆小车底面朝上放在水平桌面上，教师用手推动小车，使其向前运动，当撤掉这个力的时候，小车立刻停下，这和学生的生活经验是一致的——力是维持物体运动的原因；②将小车翻转过来，正常放置，用手向前推动小车，当外力撤走后，小车会继续向前推进，教师问：“此时的运动还有力来维持吗？力是不是物体运动的原因呢”。前后两个实验场景，呈现了一个激化学生认知冲突的情境，有效唤醒学生重构认知的兴趣和动力。

2结合原始问题进行情境呈现

现代物理教学理论强调将原始问题引进课堂，让学生围绕原始问题的处理来构建物理认知。那么什么是原始问题呢？原始问题就是自然界以及人类生产生活中那些未被加工过的原生态的物理问题，它们是源于对物理现象的最直接的描述和探索。教师将情境依托于原始问题来进行呈现，有这样一些有利之处：①相关情境来自学生生活经验，便于他们的感知和接受；②原始问题的处理能有效训练学生的建模能力，有利于他们运用所学来解决生活化的问题；③有助于学生围绕实际问题进行的物理思维训练和抽象能力训练；④原始问题会掺杂很多真实化的干扰因素在其中，相关问题的解决能使学生的动手能力和观察能力得到训练。因此，教师在教学中有必要结合学生生活背景，围绕教学内容，选择恰当的原始问题来进行情境呈现。

例如，选修3-3《热力学第一定律》学习之后，可以结合这样一个原始问题进行情境呈现来提升学生的能力。

教师问：你有没有做过飞机？你可知道正在地面上空一万米飞行的飞机机舱里的温度是多少？都知道花钱不是买罪受的，飞机上的体感温度肯定是很舒适的。老师现在的问题是，你可曾思考过飞机上机舱里的空调器是起降温作用的，还是起升温作用的？为什么？

这就是一个典型的原始问题，它的解决，不仅要用到物理知识，还需要用到地理上面的有关认知。地理知识告诉我们，中纬度和高纬度地区的平流层才有一万米的高度，那里的空气温度在零下四十度左右，但是空气密度只有地表的一半。因此为了让机舱里有足够的空气供乘客呼吸，就必须用空气压缩机将空气压进机舱。在压缩的过程，机械对气体做功，因为过程很快，可以忽略热传递的影响，因此气体内能升高，对应其温度也会升高。当气体的密度达到和地面一致时，结合气体状态方程可以求出进入机舱的气体温度会上升到50℃。因此即使飞机是在温度极低的高空飞行，空调依然要对机舱进行降温操作，改善乘客舒适程度。

3通过对比的方式进行情境呈现

人们对大量的感性信息进行分析处理，并将某些认知上升到理性层面时，经常会用到对比的方法。在物理研究中，通过物理现象和物理过程中异同点的对比，才能凸显其中本质内涵，因此教师如果能结合物理现象的差别或有关数据的对比将情境呈现出来，就能够有效给学生提供充分的刺激，使他们在构建物理认知时能有效减轻次要因素的干扰，把握住其中的主要矛盾，这样就有助于学生发掘物理问题的内涵，有助于他们透过事物的现象来探索其本质。

例如，选修3-4《单摆》的学习过程中，学生对单摆周期计算式了解不太透彻，在有关模型的应用中不够熟练。教师可以将相似的模型一起呈现出来（如图1所示），让学生在充满视觉冲突的情境中主动地通过对比来熟悉公式的应用，来理解等效摆长和等效重力加速度的含义。

4结合课外活动进行情境呈现

物理的知识源于人们生活生产经验的总结，是对物理现象的进行抽象和概括而来。因此教学过程中，教师引导学生从生活实际来进行直接感知，再通过科学方法进行提炼，进而形成有关认识，最后再将认知运用于实践。这样遵循着实践到理论，再由理论到实践的过程来帮助学生形成自己的认识，才切合学生认知的构建规律。为了能拉近实践和理论的距离，学生的学习和探究就不能一直束缚在教室里，教师要积极创造条件，引领学生走出课堂。将课外参观和课内探究有机地整合起来，让学生在课外直接与真实的物理场景零距离接触，获取第一手的感性认知，再回到课堂时，通过学生回忆和讨论，对感性素材进行理性整合，形成体系化的物理认知。

例如，选修3-2《电能的输送》一节的教学，如果条件允许，教师最好是带着学生去附近的发电厂进行参观，从发电车间到升压变压器等等有关电力输送的关键性场所都可以看一看，结合管理人员的解说，学生可以了解到最真实的电力输送流程；如果附近没有发电厂，教师也可以组织学生到供电部门去看看，也能接触到电力输送和调度的相关设备，获取最基本的认识。回到课堂时，教师让学生通过有关场景的回忆和讨论，让他们自己画出远距离电力输送的模型图，并结合模型图自我探究各部件的工作原理。走到实地进行参观属于原始的情境体验，步入课堂的回忆属于情境的抽象化呈现，两种方式相结合，不仅能对学生分析问题和解决问题的能力进行培养，还能提升他们的抽象思维能力，可谓是一举多得。

在教学实践中，教师立足于学生实际，结合物理学科特征，按上述策略将情境进行呈现，有助于学生物理知识的学习，有利于他们能力的提高，更能让他们品味到物理学习的快乐。而这一切不正是物理教师的追求吗？