巧借教材资源创设初中物理教学情境.pdf

Vol.41 No.8物理教学探讨2023年第8 期教材研究3巧借教材资源创设初中物理教学情境赵世奇，孙咏萍内蒙古师范大学物理与电子信息学院，呼和浩特0 1 0 0 2 2摘要：从教育学理论角度深入探讨教材资源在物理教学中作为情境素材应用的可行性，强调理解教材情境设计意图的重要性。将教材中的情境素材与学生的物理学科核心素养有机融合，给出针对性的教学设计和实践案例，从而促进学生在物理学习中的全面发展。最后为新版初中物理教材的编写提出展望和建议。关键词：教材资源；情境素材；初中物理教学；学科核心素养；教育学理论中图分类号：G633.7教材作为知识传承的桥梁，蕴含着丰富的情境资源，但在实际教学过程中，教师往往对于如何充分利用这些资源感到困惑。在探究情境教学时，一些教师未能充分挖掘教材中的潜力、创造性地利用现有资源开发新的情境，忽略了对教材资源本身的研读与活用。诚然，教材在撰写时难以顾及全国各地区的特殊情况，使得教师在应对多样化的教育需求时面临挑战。然而,在义务教育物理课程标准(2 0 2 2年版)(以下简称“新课标)的指导下，教师应着力从教材中发掘情境资源，将其与学生的生活经验相结合，以提升学生对物理知识的理解和实际应用能力。在开发新情境时，应遵循“适度创新”的原则。过分追求新颖独特的情境可能导致教学目标偏离,反而影响学生的学习效果。为充分发挥教材资源的作用，教师应在教学实践中关注课程标准与教材之间的内在联系1 。在教材中寻找与学科核心素养相符合的情境资源,将有助于教师在教学过程中更好地实现课程目标，提升学生的学科能力。本研究旨在探讨如何巧妙利用初中物理教材中的情境资源，创设真实、生动的学习环境，以提高学生的学习兴趣和学科核心素养。通过对初中物理教材资源的深人研读和挖掘，打造出更加文献标识码：A文章编号：1 0 0 3-6 1 4 8(2 0 2 3)8-0 0 2 1-5符合学生认知需求的情境。1教材资源作为物理教学“情境素材”的可行性教材作为学生获取知识的基石，为他们提供了一个系统性的知识体系，涵盖了概念、原理、方法、案例等多个层面。这使得学生能够在逐步掌握基本知识的过程中,形成对学科领域的全面认知。教材亦是教学过程中的重要参考，为教师提供了教学设计的基础框架与指导思路，对于确保教学过程的科学性、规范性和连贯性具有至关重要的作用2 。值得注意的是，教材资源在反映学科内容与教学方法的同时，还融入了教育理念、价值观念、科学思潮等多种元素。在这一层面，教材不仅是知识的承载体，更是文化传承与价值引领的载体，引导学生在探究学科知识的过程中,形成对世界、社会、自我等多元价值的认识与反思。教材资源作为物理教学中的情境素材,其可行性具体可从以下多个教育学理论的角度予以论证。(1)从结构主义的角度：教材资源提供了丰富的情境素材，有助于学生在学习过程中形成完整的知识结构。结构主义强调,知识是由基本元素构成的有序结构体系,学习过程是对知识结构的重组与整合。教材资源中的情境素材为学生提收稿日期：2 0 2 3-0 5-1 0基金项目：内蒙古自治区“十四五 规划课程思政项目“大学物理课程思政建设的路径研究”(NGJGH-2021015)；内蒙古师范大学研究生科研创新基金资助项目“我国人教版初中物理教材蕴含的情境创设研究”(CXJS-22108)。作者简介：赵世奇(1 9 9 7-），男，硕士研究生,主要从事中学物理课程与教学论研究。*通信作者：孙咏萍（1 9 7 9-），女，教授，主要从事教师教育、物理教学论研究。-21-2023年第8 期供了多样化的知识元素，使得学生能够在认知发展的过程中构建更为稳固、完整的物理知识结构。(2)从建构主义的角度：教材资源中的情境素材有助于学生主动参与到学习过程中，自主建构知识。建构主义认为，学习是学生在实际情境中自主发现、解决问题的过程。教材资源中的情境素材使学生能够将物理知识与现实生活紧密联系起来，调动学生的学习兴趣，激发他们主动探究的动力。(3)从社会文化理论的角度：教材资源中的情境素材有助于学生在与他人互动的过程中发展物理知识。社会文化理论强调学习是一个社会性、互动性的过程，教材资源中的情境素材能够激发学生之间的讨论与合作，促进学生在社会互动中深化对物理知识的理解和运用。(4)从认知负荷理论的角度：教材资源中的情境素材可以有效降低学生的认知负荷，提高学习效率。认知负荷理论指出，学生在学习过程中需要面对大量信息，过高的认知负荷会影响学习效果。教材资源中的情境素材有助于学生将抽象的物理概念和现实生活相结合，降低认知负荷，提高学生在物理学习中的认知处理能力。综上所述，教材资源作为物理教学“情境素材”的可行性得到了多种教育理论的支持。然而，在实际教学过程中，教师还需要根据学生的具体情况和需求，以及教学目标、教学内容等因素，灵活运用教材资源和教育理论，为学生量身定制符合他们发展的学习情境。只有这样，教材资源作序号价值维度辅助理解抽象知识具体化，抽象知识得以1教学激发学生的认知体验，使与记忆化与知识联结实体化，生动地呈学生在感性认识的基础上理现于学生眼前。解并内化物理概念。物理教学探讨为物理教学“情境素材”的可行性才能在教育实践中得到充分体现，为提高学生的物理学科核心素养作出积极贡献。2巧借教材资源创设真实情境2.1教材中情境素材的内涵与价值教材中情境素材指的是教材中设计的富有情境感的教学内容、活动和任务，旨在引导学生通过具体的、生活化的情境来学习、理解和应用知识。教材中情境素材的内涵深远且多维度，它体现在学科知识、教育目标、认知发展和社会需求等方面。情境素材将学科知识与现实生活紧密结合，使抽象的知识变得生动形象，便于学生更好地理解和应用3 。同时，情境素材的设置也反映了教育的目标和价值，以学生的全面发展为核心，关注学生的认知、情感、心理以及社会交往等方面的需求。教材情境素材的设计也体现了教育的价值观，以学生的全面发展为核心，关注学生的认知、情感、心理以及社会交往等方面的需求。在社会需求方面，情境素材关注时代发展和社会变革的影响，旨在培养具备创新精神、批判性思维和实践能力的人才。在认知发展方面，情境素材遵循认知发展的规律，引导学生从具体情境中提炼知识和经验，从而形成更为丰富和完善的认知结构。此外，情境素材还倡导德智体美全面发展的教育观念，强调人与自然、人与社会的和谐共生，培养学生具备跨学科思维和协作精神。教材中情境素材的具体价值维度及应用如表1 所示。表1 教材中情境素材的价值维度及应用子维度素材呈现透过情境的具象的情境故事与案例，通过情境Vol.41 No.8教学策略素材应用牛顿运动定律在交通安全中的应运用实证主义范式，构建生动用。教师引导学生观察交通安全视频，分析车辆制动距离与速度、质量、摩擦力之间的关系，从而深刻理解牛顿运动定律及其在交通安全领域的实际意义。情境素材涉及多借助人文主义课程理论，展示个物理学领域的领略前沿物理物理学与现实生活的密切关拓展学科知识与技能，学生2科技、开阔认知视野在多维度知识体视野助学生建立宏观、多元的物理验中构建学科知学知识体系。识框架。一2 2电磁现象与日常生活中的电器应用。教师通过介绍电磁铁在电动机、发电机中的应用，引导学生探系，采用前沿学科的案例，帮讨电磁感应原理在现实生活中的广泛应用，从而拓展其物理学视野。Vol.41 No.8续表1促进价值道德、伦理与3与审美追求，引导涵中的道德、伦理及审美价值观建设审美观念促进跨学跨学科沟通与识与技能，解决实4科整合与综合知识运用际问题，锻炼学生协作识与技能整合在一起，解决实的跨学科思维。际问题。基于建构主义学习理论，设计在情境实验素材自主探究能力探究性学习任务，引导学生在培养自主中，鼓励学生独立5与独立思考意学习能力思考，培养科学探识培养自主探究，培养学生的自学能究能力。力和学习兴趣。依托认知发展理念，运用启发在真实物理情境式教学法，为学生提供解决实逻辑思维、批判发展思维问题中，培养学生际问题的情境，引导学生运用6性思维与创造能力解决物理问题时所学知识进行分析、判断和解性思维培养的多种思维能力。决问题，从而锻炼多种思维能力。2.2理解并利用教材情境的设计意图教材情境素材的设计融合了多种教育学理论，因此在运用教材资源创设真实情境时，教师应深刻理解教材情境的设计意图，将教育理论与实际教学相结合，以达到提升学生物理学科核心设计要素教育学理论依据真实性情境教学理论多样性建构主义理论交互性社会文化主义理论培养学生沟通能力引导学生互动交流小组互评提升学生自主学习 引导学生进行自我反思性元认知理论挑战性认知负荷理论个性化差异化教学理论物理教学探讨通过情境素材反映科学技术发展基于道德发展理论，以情境教的伦理道德内涵学引导学生关注物理学科内学生关注物理学观，从而培养学生的道德素养科的科学态度与和社会责任感。责任。运用结构主义课程理论，采用整合多学科的知分组合作与项目式学习的方法，引导学生将物理学科的知解决问题的过程中独立思考、素养的目标。为了更好地阐述如何理解并利用教材情境的设计意图，表2 详细梳理了教材情境的设计要素、教育学理论依据、教学目标、教学策略、评价方式以及教师角色转变等方面的内容。表2 教材情境素材的设计意图及应用教学目标教学策略选取贴近生活的情激发学生兴趣观察学生参与程度从传授者到引导者境设计多样的情境活培养学生探究能力学生作品展示动学生自评能力反思设定适度的挑战任学生解决问题的过激发学生潜能从教授者到支持者务程与策略根据学生需求调整针对个体成果进行从评价者到个性化关注学生差异教学2023年第8 期能源的合理利用与环保意识培养。教师通过介绍不同能源的特点及其对环境的影响，引导学生思考如何在日常生活中实现能源的可持续利用，培养环保意识。力学原理在建筑结构设计中的应用。教师通过介绍著名建筑的设计原理，引导学生探讨力学与建筑结构设计之间的关系，从而培养学生在物理学科知识整合与协作中的能力。光的折射与透镜成像原理。教师让学生自主设计实验，探讨光线通过不同介质时的折射现象以及透镜成像的规律，从而培养学生在物理学科领域的自主学习能力。浮力原理在船舶设计中的应用。教师通过介绍船舶设计中浮力原理的应用，引导学生分析浮力、重力、浮标等因素对船舶设计的影响，从而培养学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维能力。评价方式教师角色转变从教授者到设计者从评价者到协助者从评价者到反馈者评价支持者-23-2023年第8 期通过表2，我们可以看到教材情境设计在真实性、多样性、交互性、反思性、挑战性及个性化方面与不同的教育学理论相互关联。在理解并运用教材情境的设计意图时，教师需要以教育理论为依据，调整教学策略和评价方式，关注学生的差异需求，实现角色的转变，在宏观层面掌握教材情境的设计意图，从而搭建起一个有助于学生全面发展的教育框架。同时，教师还需要关注学生学科核心素养的进阶发展，以确保教材情境设计能够紧密围绕学科核心素养进行。情境素序号物理观念材类型学生通过解决学生运用物理学生针对生活学生将物理知教师将生活实生活中的实际学生研究提高生活实知识解决生活实际问题进行识应用于解决际问题融人教1问题理解物理际问题实际问题，培养物理现象与规生活问题，体现学，提高学生的知识的实际应的物理原理。问题解决能力。律的探究。用。学生通过学习学生在物理学学生运用物理学生在学习物史情境融人教学生研究爱因物理物理学史情境史情境中培养学史情境对物理学史情境中2学，激发学生对斯坦相对论的学史了解物理学科历史思维与科理现象与规律培养尊重科学物理学科的兴发展历程。的发展脉络。学精神。学生通过实验学生运用模型、学生自主设计学生尊重科学、实验探究牛顿运动图像等工具进3实验，验证物理诚实守信、合作活动定律、能量守恒行推理、归纳、规律。等原理。演绎和判断。学生认识到物学生通过跨学学生从跨学科学生在跨学科教师结合跨学学生通过地理跨学科理学科与其他科联系发展多的角度进行物学习中展现合科知识丰富教与物理的结合4联系学科之间的联元思维与综合理现象和规律 作精神与开放学内容，拓宽学探讨气候对建系与互补性。分析能力。学生运用物理学生理解物理学生针对真实学生关注真实教师将真实社学生研究核能知识分析与解真实社知识在解决真5决真实社会问会问题实问题中的重题,培养批判性要作用。律的探究。思维。学生通过对比学生从历史与学生深人探究学生尊重科学教师将中国传历史与不同历史时期传统文化背景物理学科发展发展史，对科学统文化与物理6传统文中获得物理知化背景展历程培养历识的演进过程。演变。史思维。学生应用数学学生通过数学 学生利用数学学生在数学建教师结合数学学生通过数学数学建模理解物理建模培养抽象建模分析与解模中体现严谨 建模将物理知7建模探讨弹簧建模现象的量化关思维与数理逻系。辑能力。学生接触前沿学生针对物理学生关注物理教师将物理学学生了解物理学生参与物理物理学知识，培养创新学科前沿问题，学科发展，展现科前沿知识融8学科的最新发科前沿意识和探索精进行深入探讨对科学发展的人教学，激发学展，拓宽视野。的讨论与研究。神。与研究。-24物理教学探讨2.3巧用情境素材，提高学生学科核心素养物理学科核心素养涵盖物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。教师通过巧妙运用初中物理教材中不同类型的情境素材，可以有针对性地提高学生的学科核心素养。在物理教学实践中，教育者应关注教育学、心理学及认知科学等领域的研究成果，紧密结合物理学科特点，运用不同类型的情境素材，根据学生的个体差异，因材施教，确保每位学生的学科核心素养都能得到全面提升（表3)。表3 利用不同类型的情境素材提高学科核心素养科学态度科学思维科学探究社会责任感。实践能力。教师将物理学进行探究。传统的精神。趣。教师设计富有实验课中，学生情境感的实验通过测量研究活动，引导学生力与加速度的互助。主动探究。的探究。心态。社会问题展开社会问题，展现会问题融人教利用与核废料物理现象与规社会责任感与学，培养学生的处理的物理原担当精神。问题意识。的物理观念发的历史背景与家的贡献保持学科相结合，丰作原理及应用。敬意。富教学内容。释物理现象和求实的科学精识与数学方法振动的规律。规律。神。积极态度。Vol.41 No.8教学设计教学实践与责任家庭节能措施关系。生的认知视野。筑设计的影响。理。学生探究古代物理仪器的工相结合。学科前沿议题生的兴趣。Vol.41 No.8教材资源的巧妙运用在提升学生物理学科核心素养中发挥着至关重要的作用。在前瞻性的教育理念指导下，教育实践者可以运用教材中的情境素材为学生提供一个多元化、立体化的学习环境5 。然而，情境教学并非一而就的，它需要教师在教学过程中不断探索、反思与调整，以期找到最适合学生发展的教学方法。笔者在此对不同类型的教材资源进行深入剖析，将情境素材与物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任四个方面的核心素养有机融合，并提出教学设计及实践案例，以期在未来的教育教学中推动学生物理学科核心素养的全面提升。3总结与展望情境教学的有效实施需要教师充分利用教材资源，从多种类型的情境素材中选择适合学生的素材，结合学生的认知发展水平、兴趣和需求，调整和完善情境教学的设计与运用，以实现教学目标。同时，教育实践者在运用教材资源创设真实情境的过程中，应持续关注教育理论与实践的最新发展，通过不断反思与总结，不断优化情境教学策略,为物理教育的改革与发展提供有力支持。笔者从情境素材编写的角度为初中物理新教材提出一些建议，以期抛砖引玉。(1)新教材应强调情境素材的多样性与丰富性。教材编写者需根据教学内容，设计富有教育价值的情境素材，使学生在课堂中能够自然地理解物理观念,培养科学思维，进行科学探究，树立科学态度与责任感。(2)新教材应在教材结构与内容上体现情境教学的原则。教材编写者需要充分考虑学生的认知发展规律，将情境素材融人教学目标、教学过程与教学评价之中，以确保情境教学在整个教学过程中发挥关键作用。(3)新教材应以学生为中心，注重学生的主物理教学探讨体地位，引导学生在情境中发挥主观能动性，培养学生的自主学习能力与创新精神，关注情境素材与学生个体的匹配度。(4)新教材应考虑学生的个体差异、兴趣爱好与学习风格,遵循因材施教的原则，激发学生的内在潜能。通过精心设计的情境素材，教材能够为教师提供丰富的教学资源，帮助教师在实际教学中更好地满足学生的个性化需求。展望未来，新教材在利用教材资源创设真实情境方面具有广阔的发展空间。随着教育技术的不断进步，教材编写者将有更多的机会将现代AI技术与情境教学相结合，为学生提供更为丰富多样的学习资源。在全球化背景下，新教材还应关注国际教育资源的整合与借鉴，吸收国际先进的教育理念与实践经验，为我国义务教育阶段物理教育提供全球视野的教育资源。此外，新教材在编写过程中，应充分听取教师、家长、学生以及社会各界的意见与建议，以确保教材质量。特别是要关注一线教师的教学实践经验，这些宝贵经验能为情境教学的教材编写提供有力支持。参考文献：1高凌飚.教材分析评估的模型和层次J.课程教材教法,2 0 0 1,2 1(3):1-5.2王伟，王后雄.普通高中化学课程标准(2 0 1 7 年版)中“情境素材建议”内容特点及使用建议J.化学教学，2018(10):15-19,26.3邱凯迪，袁海泉.义务教育物理课程标准(2 0 2 2 年版)“情境素材建议”的内容特征分析J.物理教师,2 0 2 2,4 3(10):28-31.4廖伯琴，李洪俊，李晓岩.高中物理学科核心素养解读及教学建议J.全球教育展望,2 0 1 9,4 8(9)：7 7-8 8.5李俏.中小学教材建设的探索和实践J.教育研究，2014,35(1):105-110.2023年第8 期（栏目编辑年刘荣）-25