貴州貴陽市第八中學(xué) 蔡子序
摘要：創(chuàng)設(shè)問題情景進(jìn)行教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，設(shè)計(jì)變消極被動(dòng)為積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，有助于物理概念的建立、物理規(guī)律的探究、物理問題的解決，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力具有積極作用。
關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)；問題情境；內(nèi)驅(qū)力
對(duì)“問題情境”和“內(nèi)驅(qū)力”的解讀，在不同的學(xué)科領(lǐng)域中有不同的解釋。這里的“問題情境”是指將物理問題融合于生活背景的、有感情的、優(yōu)化的人造環(huán)境。這里的“內(nèi)驅(qū)力”是指將教學(xué)要求逐漸變成學(xué)生自覺的行為動(dòng)力，喚醒學(xué)生 “自我期待”的學(xué)習(xí)需求。疑問是思維的火種，創(chuàng)設(shè)物理問題情境，制造認(rèn)知沖突，讓學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)和提煉問題；以問題吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力；以解決問題促進(jìn)思考，猜想假設(shè)與研究判斷，明確思維方向；以問題引領(lǐng)營造探究氛圍，制定計(jì)劃探究物理規(guī)律或解決物理問題，以快速開啟高效學(xué)習(xí)活動(dòng)之門，這種方法在教學(xué)中越來越得到廣泛的應(yīng)用。如何創(chuàng)設(shè)問題情境，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，以孕育學(xué)生積極主動(dòng)性和思維深度性，本文以《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)片段為例，淺談實(shí)踐之策略與方法。
一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引入新課導(dǎo)航教學(xué)
在引入新課的教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)“碰鼻尖”實(shí)驗(yàn)情境，這是一個(gè)比較常用的案例，特點(diǎn)是該實(shí)驗(yàn)驚險(xiǎn)與刺激，能很好地激起學(xué)生探究的熱情，在情緒上做好探究新規(guī)律的準(zhǔn)備。根據(jù)教室布局具體情況，選擇恰當(dāng)位置，將擺球懸掛于教室天花板或用支架固定，擺線盡可能長一點(diǎn)，將單擺拉到鼻尖處，借此情景提出懸疑問題：釋放擺球，球擺回時(shí)是否將人撞傷？參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可能會(huì)略顯緊張，教師可親自演示，且進(jìn)行伽利略單擺等高演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生深刻體會(huì)科學(xué)家建立科學(xué)理論解釋自然現(xiàn)象的過程。在此基礎(chǔ)上提出問題：小球?yàn)楹慰傄フ疫@個(gè)等高的線？此現(xiàn)象中的“守恒量”是什么？引導(dǎo)學(xué)生會(huì)猜想、思考，從物理學(xué)的角度，深入地分析和解釋這個(gè)現(xiàn)象？
在新課進(jìn)行之初創(chuàng)設(shè)物理情境，將目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容與常見的情境現(xiàn)象相聯(lián)系，在課堂上重現(xiàn)特定生產(chǎn)生活等情境，自然切入并創(chuàng)設(shè)問題情境，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生好奇心與求知欲；有利于學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力的喚醒和調(diào)動(dòng)，輔以特定的情境中挖掘物理規(guī)律及內(nèi)涵，奠定一個(gè)好的開端，并為導(dǎo)航一堂新課教學(xué)的有效進(jìn)行提供了保障。
二、串聯(lián)問題情境，漸進(jìn)構(gòu)建物理概念
學(xué)生經(jīng)驗(yàn)性的常識(shí)源自于大量生活的經(jīng)驗(yàn)，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)體現(xiàn)物理概念本質(zhì)特征的問題情境，使其保持新鮮感，再對(duì)經(jīng)驗(yàn)性情境現(xiàn)象進(jìn)行重新加工，才能實(shí)現(xiàn)事物共同屬性的概括和本質(zhì)特征的抽象，并在經(jīng)驗(yàn)性常識(shí)基礎(chǔ)上構(gòu)建物理概念，這是一個(gè)漸進(jìn)的過程，更是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的關(guān)鍵。
在新課進(jìn)行之初創(chuàng)設(shè)物理情境的價(jià)值，不僅僅可以很好地用于引入新課，還可以將此情境始終貫穿于課堂教學(xué)的全過程，串聯(lián)課堂教學(xué)相關(guān)核心問題，突破教學(xué)的重難點(diǎn)，提升情境使用價(jià)值與問題實(shí)效性。“碰鼻尖”實(shí)驗(yàn)情境，教師可以繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境，采取師生互動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)方式，從能量的角度來分析與討論動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化問題，漸進(jìn)構(gòu)建機(jī)械能的概念。在下降和上升過程中能量轉(zhuǎn)化及重力做功情況怎樣？動(dòng)能、重力勢能是否實(shí)現(xiàn)了相互轉(zhuǎn)化？動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能三種能量怎樣相互轉(zhuǎn)化？他們之間有何密切的聯(lián)系？讓學(xué)生真情感受，調(diào)動(dòng)內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，比較自然地構(gòu)建了機(jī)械能的概念。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境，繼續(xù)探究物理規(guī)律
在探究機(jī)械能守恒條件時(shí)，教師可以繼續(xù)基于“碰鼻尖”或單擺等高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，巧妙創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)生思考的問題情境，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)和提煉問題，并對(duì)問題的可能提出猜想與假設(shè)，制定方案、創(chuàng)造條件繼續(xù)探究。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)如下：
問題1.剛才小球擺動(dòng)過程中總能回到原來的高度，說明有一個(gè)量是保持不變，這個(gè)不變量是什么？
猜想：動(dòng)能與重力勢能的總和保持不變，也就是機(jī)械能保持不變，換句話說：動(dòng)能與重力勢能的總和是守恒的，機(jī)械能是守恒的。
問題2.小球的擺動(dòng)有時(shí)等高，有時(shí)不等高，什么情況下機(jī)械能保持不變？
實(shí)驗(yàn)探究1.將小鋼球換成較大的紙球重做實(shí)驗(yàn)，不等高，且很快停下來，分析原因，空氣阻力不可忽略；
實(shí)驗(yàn)探究2.小鋼球貼著黑板擺動(dòng)，不等高，很快停下來，分析原因，摩擦阻力；
實(shí)驗(yàn)探究3.彈簧振子，光滑軌道，加摩擦墊，創(chuàng)設(shè)兩種情境，對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
問題3.如果從外力做功與能量轉(zhuǎn)化的角度分析，情況怎樣？
情境再現(xiàn)：等高和不等高的兩種情況，外力做功情況分析。
得出結(jié)論：有摩擦力或空氣阻力做功，動(dòng)能和勢能的總和不守恒。
繼續(xù)提問：如果只有重力和彈力做功，其他力都不做功，情況又如何？
事實(shí)上，學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，科學(xué)探究能力的提高，需要在教學(xué)活動(dòng)中真切感受探究的過程，體會(huì)科學(xué)描述和解釋自然現(xiàn)象的樂趣，而科學(xué)探究樂趣的培養(yǎng)，創(chuàng)設(shè)問題情境，驅(qū)動(dòng)學(xué)生深入思考與實(shí)踐是重要的方法和手段。
四、問題情境驅(qū)動(dòng)，理論探究解決問題
由于“運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題能力的高低，往往取決于學(xué)生將情境與知識(shí)相聯(lián)系的水平”。為此需要學(xué)生先積累一定的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建物理模型，制定問題情境驅(qū)動(dòng)任務(wù)，通過理論探究解決實(shí)際問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力，這也是一種常見的教學(xué)方法。在理論探究機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)活動(dòng)。
任務(wù)A：初動(dòng)能為Ek1，質(zhì)量為m的小球從光滑曲面高度為h1的A點(diǎn)下落，運(yùn)動(dòng)到高度為h2的B點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能變?yōu)?/span>Ek2，忽略阻力。求：小球從A點(diǎn)下落至B過程中，重力做的功；初末狀態(tài)小球機(jī)械能的關(guān)系。
任務(wù)B：光滑水平面上質(zhì)量m為一小球在彈簧彈力作用下從A向B運(yùn)動(dòng)，已知小球A點(diǎn)動(dòng)能為Ek1，彈簧彈性勢能為EP1，運(yùn)動(dòng)到B動(dòng)能變?yōu)?/span>Ek2，彈簧彈性勢能變?yōu)?/span>EP2，忽略阻力，求：小球從A點(diǎn)至B過程中，彈力做的功；小球和彈簧初末狀態(tài)機(jī)械能的關(guān)系。
設(shè)計(jì)意圖：以問題情境任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用前面所學(xué)知識(shí)，分析物理過程，探究學(xué)習(xí)，結(jié)合數(shù)學(xué)方法進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出機(jī)械能守恒定律。
綜上所述：教師在創(chuàng)設(shè)問題情境設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，需要精準(zhǔn)分析和掌握學(xué)生知識(shí)和能力水平實(shí)際情況，設(shè)計(jì)適合的問題情境，巧妙安排學(xué)生活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，激發(fā)學(xué)生信心、勇氣和熱忱，學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力必然會(huì)得到提升和發(fā)展。
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