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初中物理教学中的情境设计
潘旭东 发表于 2006-9-18 14:47:39
我们常听到有的老师感叹：“我不怕学生笨，就怕学生不想学。”笔者认为有些学生学习积极性不高，很大程度上是由于对学习失去了兴趣。如何通过创设教学情境，激发学生的学习动机，培养学生的学习兴趣，使它们自觉地、主动地去探索知识，寻求正确结论，笔者做了一定的尝试。
一、利用故事，激发联想
中学生都爱听有趣的故事，在导入新课中，适当引入一些与教学内容有关的故事、寓言、典故、谜语、趣闻、谚语等，可以帮助学生思考问题，丰富联想，可使他们兴致勃勃地投入到新知识的学习中去，变好奇心为浓厚的学习兴趣。例：怎样鉴定王冠是不是纯金制的?曹冲称象的根据是什么? 阿基米德为何能移动地球?为何“真金不怕火烧”?为何“下雪不冷化雪冷”?等等，这些丰富的物理资料若能恰当地用在物理课堂中，既生动有趣，又能激起学生的探索欲望，吸引学生注意力。
二、设计悬念，激发求知欲
悬念是触发兴趣的情境之一。悬念可以造成一种急切期待的心理状态，具有强烈的诱惑力，能激起探索、追求的浓厚兴趣，是老帅常用来设计导人新课的一种方法。设置的悬念应具有“精”、“新”、“奇”的特点。在技巧上则应“引而发”、“令人深思”。物理课中可有意识地安排-_一些能引起学生兴趣又能与物理学科内容密切联系的小实验，及生活中常见的但学生又一时无法解释的问题来吸引学生的注意力。例如：为什么先看到闪电，后听到雷声?纸盒为何能烧开水?旧日光灯管两端为阿会发黑?小鸟为何能像炮弹一样撞毁飞机等等。以此来激发学生的求知欲，增强学生学习物理的兴趣。并能逐步培养学生“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念。但悬念可设立过多，不然就形成厂多中心，必然分散情趣，反而达不到预定效果。
三、设计惊诧，触发激情
惊诧是触发激情的情境之一，惊诧是对学生常规思维造成易混、易错、易忘毛病的有力刺激，使之产生竟有此事之感，从而引发对问题的再认识，形成深刻难忘的印象。
【例1】质量为7.9 kg的正方体铁块静止放置在面积为0.5 m 的水平桌面上，对水平桌面产生的压强是多少? Ρ铁＝7.9×103kg/m3
按学生的常规思维：F=G=mg=7.0 kg×9.8N／kg= 77.42 N
p=F／S=77.42 N／0.5 m2=154.84 Pa
这时只需对学生说：“若否定你的结论，你能接受吗?”学生便会引起惊诧，产生探求真谛的强烈愿望。
通过师生共同分析：上述解答看似有理，其实有错误，原因是：学生由于受已知的桌面面积因素的干扰，而忽视了铁块底面积这一隐蔽性因素的缘故。
正确解答应为：铁块的体积V=10-3 m3
立方体铁块的边长a=0.1m
铁块的底面积S=a2 =10 -2m 2 N／1O-2 m 2=7.742×103Pa
四、设计疑虑，激发思维
“学起于思，思起于疑”。思维一般都从问题开始、它设计在学生出偏差之前。让学生有足够的思想准备。应付各种可能的困难，并一个个地克服。设计疑虑是分散难点，防止疏忽的方式、有一举两得之功，我们通常采用的程序教学法、问题教学法都是设计疑虑的极好方式、同时，讲评习题错误时也不乏有设计疑虑的作用。

五、设计幽默，活跃课堂
幽默给人以轻松、愉快之感，也有思索回味之感，它是形成愉快心境的情境之一。教师若能在课堂教学中深入浅出、绘声绘色、风趣幽默，再配合恰当的手势、温情的眼神，那他就一定能创设一种引人人胜、生动活泼的教学情境不达意，言不传情，有气无力，词倦心烦的感觉，其结果一定是事倍功半。例如：在演示完托里拆利实验时，我就对学生说：“该实验好像与托里拆利很有缘分，你看，大气压托住玻璃管里的水银，实验完毕，拆除时要很利索。”边讲边在黑板上写下“托里拆利”这四个字，学生听完都觉得很有意思，在轻松愉快之中，学生很形象地记住了托里拆利实验是一个什么实验，而且在写托里拆利时也不易写别字。在探究完滑轮组绳子绕法规律后，我们在总结“若吊起动滑轮的绳子股数7l是奇数，则绳子就从动滑轮开始绕，若吊起动滑轮的绳子股数是偶数，则绳子就从定滑轮开始绕。”这一规律时，常总结为“奇动偶定”这四字。而时间一长，相当一部分学生会反记成“偶动奇定”。我在和学生共同探究完此规律后，利用谐音对学生说：“奇：机动车；偶：鹅，定：腚，即鹅屁股。奇动偶定：机动车追鹅屁股。”学生听完都呵呵大笑起来。觉得很有意思，有的学生还忍不住反复说了几遍。在轻松愉快之中一下子就记牢了该规律。
六、设计竞争，激发热情
竞争无疑是激发热情的情境之一，竞争心理一旦形成，就有非决一高低不可之势。物理教学的竞争情境是经常使用的激情方式。如解题速度竞赛、解法求异、求佳竞赛质疑提问竞赛，论述答辩，抡答竞赛，难题征解等。竞赛不但可以使思路畅通，而且会富于创新，对于培养学生的理解能力、表达能力、动手能力、想象能力、抽象能力、创新能力均有好处。不过竞争情境不可设置过繁，否则会造成学生的长期极度紧张，厌而无益。
陶行知先生说“我们的实际生活，就是我们全部课程；我们的课程，就是我们的实际生活。”二十一世纪的今天，科技迅速发展，尖端产业日新月异，而这一切的发生发展都离不开物理知识，虽然青少年缺乏生活实际，但作为一名教师，特别是在当前全面推进新课程的新形势下，理应当在物理课堂教学中创设各种情境，让学生感到物理就在身边，物理在日常的生活中。
当然，物理教学的情境设计远不止这几种，笔者列举的这几种设计，虽然收到了一些效果，但还远没有形成经验，故希望得到有关专家的指点。

三、创设生活化情境的实践
（一）、生活化情境的要素
创设生活化情境有利于揭示事物的矛盾或引起学生主体内心的冲突，打破学生已有的认知结构的平衡状态，从而唤起思维，激发内动力，使学生进入问题者的角色，真正卷入学习活动中，达到掌握知识，训练创新思维的目的。针对初中学生的心理特点，结合生活实际，我们在创设生活化情境中注重“趣”、“异”、 “疑”。
1、趣：是指创设的生活化情境富有趣味，引发学生探究问题的兴趣。物理课要有趣味，这是人们的共识，因为有趣味是学生热爱学习的重要因素之一，创设有“趣”的生活化情境容易造成良好的心理态势和思维环境，激发学生的求知欲望，使学生趣味十足地积极开动脑筋去思索，去探求。
2、异：是指创设的生活化情境与学生原有认识的事物表面现象产生差异。创设有“异”的生活化情境打破学生已有的认知结构的平衡状态，从而唤起思维，激发学生学习的内动力。
3、疑：是指创设的生活化情境使学生思维中出现疑问。“学起于思，思源于疑”，问题是探索的源泉，创设有“疑”的生活化情境激发学生的探索欲望。
（二）、创设生活化情境的方法
1、阶梯法：在学生已有知识难以理解有关问题时，将问题化整为零，层层深入设置一系列问题的教育情境，提高学生的问题指向性。如讲速度概念时，首先，让学生比较生活中看到的汽车、拖拉机、自行车的运动快慢，然后，让学生分析运动会上100米比赛，得出比较物体运动快慢的两种方法，最后，让学生用比值法得出速度的定义。
2、重组法：将原来几个单独的情境进行组合，使呈现的情境具有挑战性，激发学生的探究欲望。如在演示水是热的不良导体的实验中，重组这样一个情境，在原来装水的试管底部放一条小鱼，然后用酒精灯对试管的上部的水加热，当上部水已沸腾了，下部水中的小鱼却安然无恙。现象出乎于学生的意料之外，激发了学生探究问题的欲望。
3、虚拟法：利用多媒体技术创设生活化情境，使学生围绕虚拟情境中的问题展开探究。如在解释惯性现象时，播放模拟车祸的多媒体课件让学生讨论探究，加深对惯性的理解。
（三）、创设生活化情境的原则
1、生活性：创设的情境要贴近学生的生活，使学生感到物理学习的现实意义，认识到知识的价值，因而学生具有探究的能动性。
2、探索性：有价值的问题情境应当具有较强的探索性，能启发学生思维，它要求学生具有某种程度的独立见解、判断力、能动性和创造精神。
3、适切性：设置的情境要符合教学目标和教学内容，更要与学生的知识范围、能力标准、认知程度相一致，即要符合学生的最近发展区。
4、开放性：创设的生活化情境既要学生课前进行探究活动又要有课后延伸的余地。
5、生成性：学生在教师创设的生活化问题情境中，与教师进行沟通和交流，由于思维火花的碰撞，学生可能会产生出更有趣、更有价值的问题，因此，教师要及时调整原有的部署，使创设的情境沿着学生发展的方向迈进。
（四）、创设生活化情境的策略
１、利用物理知识与实际生活问题的联系创设生活化情境
物理与生活实际的联系较为密切，把具有知识性的实际情境搬进课堂，使学生有相见不相识的感觉，从而激发学生探究的原动力。
例如：在研究杠杆平衡条件时，创设了这样一个情境：同学们大家知道菜场上小贩用的杆秤，他们通过一些手段来达到短斤缺量赚起黑心钱的目的，如果是你被斩了，你是否知道呢？你知道他们用的是什么方法呢？学生的思维开始活跃起来，议论纷纷，但就是不知其所以然，一下子学生的探究欲望被激发了，接着，我就用实际的杆秤演示给学生看，称同一个物体的质量，用二个质量不同的秤砣去测量，结果是质量小的秤砣称出的物体质量大，并指出，小贩就是通过这样的方法来谋取黑心钱的，这是为什么？如果同学们掌握了杠杆平衡的条件，那可是小菜一碟。在接下来的杠杆平衡条件实验研究中，学生探究情绪高涨，在得出杠杆平衡条件后，还主动分析上述问题的答案。可见把具有知识性的实际情境搬进课堂，能激发学生学习的积极性，始终处于主动的学习情境中，并能有效的提高学生分析问题、解决问题的能力。
2、利用学生好奇心理创设生活化情境
中学生正处于青少年时期，他们对外界事物充满了好奇，具有强烈的采新猎奇的心理倾向，根据学生这一心理特点，创设新奇的生活化情境，能激发学生的问题意识和学习兴趣。
例如：在讲热传递时，让学生看这样一个实验，用火轻而易举地烧掉一张纸条，把同样的纸条紧缠绕在铁棒上，再用火烧，纸条安然无恙，学生目瞪口呆。再告诉学生，一些骗子就是用这种方法推销假毛料服装坑害人。怎样不受骗上当呢？请学热传递。创设这些情境使学生既觉得新奇，又倍感亲切，但就是不知所以然，使学生感到物理知识就在自己的生活中，激发了学生解决这些问题的欲望。
3、利用学生认知上的不平衡创设生活化情境
学生的认知发展就是观念上不断遭破坏并不断达到新的平衡状态的过程。因此在物理教学课堂中应善于利用学生认知上的不平衡来创设生活化情境，使学生产生要努力通过新的学习活动达到新的更高水平的平衡的冲动。
例如：在讲光的直线传播时，创设了这样一种情境，用分别带有方形、三角形、圆形小孔的三张白纸发给学生，并提问：太阳光线射过这些小孔在地上会留下什么样的光斑？几乎所有的学生都这样回答，跟几何图形一样。然后，让学生走出教室，在阳光下观察光斑的形状，结果光斑都是圆形的（也可以在日光灯下观察，结果是细长的光斑）。现象与学生的想象出现了差异，从而造成了悬念，使学生产生了强烈的求知欲，自始至终带着这个问题主动的学习。
4、利用学生的实验活动创设生活化情境
物理是实验性很强的一门学科，教师应在课堂教学中投放足够的实验设备，让学生围绕某个专题展开实验探究，学生在这样的情境中就像科学家一样探究问题验证假释，体验成功的喜悦，有利于培育学生的创新精神和科学素质。
例如在讲比热的概念时，首先创设这样的生活情境：烧开水这是我们生活中最常见的事情，今天我们就来讨论一下，水吸收的热量跟哪些因素有关学生思考、讨论很快就能得出：在同样的燃气灶下加热半壶水比一壶水先烧开（沸腾），说明水吸收的热量跟水的质量有关；在燃气灶下加热同一壶水，加热时间越长温度升的越高（在没有沸腾前），说明水吸收的热量跟升高的温度有关。接下来提出如果我们加热的不是水而是其他物质，结果又会如何呢？怎样比较水和其它物质间吸收热量的多少呢？请同学们设计一下研究方案，并加以实验验证，分析归纳一下有什么样的结论。诸如此类，物理概念的形成过程的实验研究，如密度、压强、欧姆定律等让学生自己设计实验，并通过实验分析归纳出结论，使学生既掌握了物理概念或规律，又从中体会到科学探索的精髓，体验成功的喜悦，有效激发学生学习的兴趣。
5、利用多媒体网络技术创设生活化情境
多媒体网络技术能跨越时空的限制，能生动的再现生活情境，也能将不同的情境进行整合，并且能动态地展示情境的核心内容。利用计算机设计的图形，特别是动画，结合多媒体优势，使学生在较短的时间内在头脑中建立起相对完整的物理过程，有助于理解和记忆，可极大地提高学生学习物理的兴趣和学习效率。
例如在讲电流时，由于电流在导体中看不见、摸不着，在已往的教学中，学生总是感到抽象难以理解，而现在通过制作的多媒体课件十分直观的演示出电流在电路中流动的画面，这样把微观粒子夸张，学生理解起来就不那么困难。诸如此类如电流的磁场、磁场的分布情况、光学中的光路图等，这些在传统教学中难以理解的现象，通过多媒体的形式，可清楚地再现生活中的情境
四、初步的成效
（一）学生的素质得到了全面发展
1、增强了学生的问题意识，促进了学生探究能力的发展
在生活化情境教育实施之前，学生往往满足于教材及教师提供的结论，不能较好地表达自己观点；做实验一般按老师的要求去做。实施之后，往往会问几个为什么，人云亦云的状况明显减少，所提出的问题深刻性明显增强，善于思考的习惯增多了，学生基本上能根据教学情境形成自己的观点；实验探究问题时学生间通过讨论合作能设计出方案，并能归纳出结论。
例如：在摩擦起电这一节后，要求学生利用生活中的材料自制验电器，并要求学生用多种材料进行摩擦，用自己制作的验电器检验是否带电，下次课堂上汇报介绍。结果，学生利用小木棒、铜丝、铝箔纸、玻璃瓶等材料制成了上百个验电器，有些堪称精品， 而且通过实验提出了许多有价值的问题，如为什么用手摸一下金属球时就不带电了，而用手拿小木棒接触金属球还是带电的？为什么带电体靠近金属球时金属箔就已经张开了？等等。针对前一个问题我就再让学生用自制验电器做如下实验，分别用小木棒和铜线连接在一个带电的验电器和一个不带电的验电器的金属球上，通过现象分析很快使学生懂得了导体和绝缘体。
2、提高了学生应用知识解决实际问题的能力
通过生活化情境教学使学生了解了生活中的许多物理现象，学会了观察与思考，并能应用学到的知识解决实际问题。例如通过学习电路学生能较好地按要求设计电路，安装简单的家庭电路，并能分析处理电路中出现的一般故障。
3、激发了学生学习物理的兴趣，提高了学生的学习成绩
生活化情境教学充分调动了学生学习、思维的积极性，提高了课堂学习效率。有趣的物理情境，开放的教学氛围，合理的教学程序，使每个学生都能愉快的、积极的思考和学习，学生学习物理的热情高涨，主动参与每一个学习过程。极大部分学生反映这样的学习不再是枯燥乏味，而是乐在其中。学生成绩明显提高。
（二）教师的专业素质得到了明显的提高
1、教师的教学观念实现了转变
陶行知先生说“我们的实际生活，就是我们全部课程；我们的课程，就是我们的实际生活。”二十一世纪的今天，科技迅速发展，尖端产业日新月异，而这一切的发生发展都离不开物理知识，虽然青少年缺乏生活实际，但作为一名教师，特别是在当前全面推进新课程的新形势下，理应当在物理课堂教学中创设各种情境，让学生感到物理就在身边，物理在日常的生活中。
2、教师的教学和科研能力得到了提高
经过两年教学研究，自己教学水平有了明显进步，平日已经习惯于从创设生活化情境进行备课和实施教学，使课堂教学活动的气氛热烈，师生之间的认知和情感交流和谐，我的课堂教学效果明显提高，在连续两年所带的班级的学生成绩遥遥领先；在县级物理学科教学设计评比和公开课评比中，我都获得了“优”。并且通过本课题的研究使我的科研水平得到了提升，我连续撰写的有关物理教学中创设生活化情境实践于思考的文章在市、县级杂志上发表。