教思考·教表达·教体验:高中物理情境教学设计
摘要:“教思考、教体验、教表达”理念契合物理学科核心素养发展的要求。具体教学中,教师可改变三者的顺序并将其与高中物理学科核心素养相联结,从而确定教学目标,明确实施思路。在“教思考”中,教师可引导学生思考知识间的联系,创设认知冲突情境;在“教表达”中,教师可创设推理表达和类比推理情境,以培养学生的科学思维和迁移能力;在“教体验”中,教师可创设生活生产、物理学史、参与实践情境,指向加深问题理解、探寻科学本质、强化感性认知等的体验。
关键词:教思考;教表达;教体验;情境教学;高中物理
《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》指出,创设情境进行教学对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用。情境教学指从教学的需要出发,教师根据教材创设形象的主题、丰富多彩的具体场景或氛围,激起和吸引学生主动学习,从而达到最佳教学效果[1]。“教思考、教体验、教表达”(以下简称“三教”)理念旨在教学生“积极思考、自主体验、善于表达”,对指导物理规律的教学以及发展学生的学科核心素养具有很好的适配性[2]。一方面,“三教”理念以“情境-问题”为教学脉络,能提高学生解决真实情境问题的实践能力,发展学生基于原始而鲜活的情境问题进行模型建构、推理论证的科学思维能力。另一方面,“三教”理念注重深化学生的课堂学习体验,要求教师尝试运用多手段、多模型诠释物理规律的内涵与外延,增强学生的学习体验感,从而达成对新知识、新规律的深层次、持久性理解,同时鼓励学生勇于表达、进行交流,并通过培养学生的物理语言表达能力来提高物理学科思维能力。在具体的教学中,教师可改变三者的顺序,如对人教版普通高中教科书《物理》选择性必修第一册第一章第二节《动量定理》,笔者从教思考、教表达、教体验的角度进行情境教学设计,下面具体阐述。
一、教学目标与实施思路分析
“三教”理念各部分各有侧重,如:在“教思考”中,教师要创设情境、提出问题、引发思考;在“教体验”中,教师要引导学生建构知识、获得体验、明确理据和方法;在“教表达”中,教师要引导学生推导规律、应用规律、多维表达。笔者将其与高中物理学科核心素养相联结,以此确定教学目标,明确实施思路。
(一)教学目标
物理观念:通过创设概念与规律类比情境的“教思考”教学,使学生准确理解冲量概念,进而理解动量定理的内涵与外延。
科学思维:通过引导学生初步观察并分析相关的生活生产现象与实例的“教体验”教学,使学生具备建构流体等模型来解决实际问题的抽象概括与推理论证的能力。
科学探究:通过根据牛顿力学知识推导动量定理表达式的“教表达”教学,使学生经历运用所学知识定量推导动量定理的过程,进而领悟进行科学探究需要科学而严谨的意识、温故而知新的方法。
科学态度与责任:整合“三教”理念进行渗透教学,使学生了解生活中动量定理的应用,基于物理学史形成对不同物理规律间相互联系的辩证认识,领悟到动量定理在造福人类与改造世界方面的适用性和重要性。
(二)实施思路
笔者依据情境教学理论和物理规律认识的一般过程,结合学情和学生的思维发展特点,从教学线、情境线、活动线三个方面对这节课的教学实施进行了整体规划,并将“三教”理念渗透于教学活动中,旨在培养学生的学科关键能力和核心素养。借鉴“三教”理念的物理情境教学实施思路如图1所示。
二、教思考·教表达·教体验:情境教学实施
(一)教思考
在物理教学中,“教思考”指积极创设物理教学情境,引导学生发现问题、思考问题、作出问题解决路径的假设,并在学习活动实践中领悟物理学思想方法与进行科学研究的方法论。它可在增强学生问题意识的同时,强化学科思维与实践能力的培养。
1.引导学生思考知识间的联系
学生通过对动量概念的相关学习,初步了解了碰撞过程中的“不变量”,对动量概念有了初步了解,但对学习这些概念意义的认识尚不深刻。据此,教师可酌情引出“变”与“不变”的思辨,以此引入并统领单元教学,帮助学生形成单元大概念[3]。教师可根据该单元第一节和这节内容的学习,引导学生思考动量定理与动量守恒定律间的直接与间接联系,从而延伸思维,深化思考深度,并尝试建立单元所学知识间的内在联系,促进深度学习。
2.创设认知冲突情境
通过对碰撞中“不变量”的实验探究和动量概念的学习,学生初步认识到碰撞现象中存在某种共同的“守恒”规律。但对涉及动量定理的碰撞现象来说,寻求守恒量往往是不够的,还需寻求造成某些物理量发生变化的原因。新课教学时,教师可酌情创设能引发认知冲突的实验情境,用跟学生探寻“守恒量”相矛盾的情境导入,在点燃学生智慧火花的同时破除迷思概念。
【教学片段一】
[情境创设1]播放“水刀”切割金刚石的视频。
提问1:水是一种黏性很低的液体,而金刚石是自然界天然存在的最坚硬的物质,为什么高压水枪形成的“水刀”能够切割金