学生情境物理教学论文

学生情境物理教学论文 篇1：

中学生物理非正式情境教学初探

摘 要 科技馆中蕴含着大量的课程资源，非正式情境教学可以成为学校传统教学的有效补充，馆内展品的精彩效果和互动性会对学生的物理学习起到意想不到的效果，能够充分调动青少年的自我探究兴趣，从而将知识与生活联系起来，在掌握了基础知识、基本技能后真正得到基本能力的提升。本文采用问卷调查法、访谈法初步研究了目前北京市中学物理实验课程的情况以及学生的情感态度，调研了学生对于物理非正式情境教学的学习态度，并对中国科技馆内的展品与北京市初中物理课程内容作了对应。

关键词 科技馆 物理实验 非正式情境教学

我国基础教育新课程改革中提出了三维培养目标，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等课程要素[1]。但正式课堂背景下的物理教育，由于缺乏课程资源的开发利用，在实施中存在着实验硬件不够、课时紧张等诸多的问题。因此，发生在教室及学校以外物理环境或互联网虚拟环境的非正式学习，如场馆学习（博物馆、科技馆、动物园、植物园等）、日常生活学习（看电视、发展个人兴趣、读书、购物等）和课外小组学习（科技活动小组等）等，成为延伸科学素质教育的重要途径[2]。研究结果表明非正式科学学习对激发和维持中小学生学习科学的兴趣和习惯具有深远影响。

目前，美国有88%的自然科学博物馆提供“K—12”教育项目，为学生提供丰富而多样化的科学教育资源[3]。为了适应新时期对于科技人才的需要，我国也兴建了许多博物馆、科技馆等科技场所，蕴藏着丰富的物理课程资源，充分体现了新课标中三维目标要求。对比西方发达国家，我国对科技馆等校外科学课程资源的重视程度不高，未能充分地把馆内的展品与初、高中的课程资源对应起来，未能很好地利用科技馆等资源配合学校的课程来进行教学。中学教师即使有对科技馆资源的利用，也往往局限在参观、考察等一些简单的方式，没有将课程教学与科技馆资源深入有效地结合。因此，北京市2015年的中考说明[4]中增加了科普阅读题，而科普阅读参考样题题材源于博物馆、科技馆等科技场所，再次说明了科技馆中有大量的科学课程资源有待我们去开发。

本研究以中国科技馆为例，北京市初中生为研究对象，从其基本的科学观、学校课程设置、科技馆课程学习态度三个方面对其非正式物理情境教学进行实证调研，研究北京地区义务教育阶段物理课程内容与科技馆展品内容的对应关系，寻求科技馆教育与学校教学相结合的最佳途径，以期对学校利用科技馆资源进行课程资源开发，开展物理非正式情境教育提供借鉴。

一、过程和方法

表1 问卷的调查维度

我们在寒假期间前往中国科技馆，随机选取参观的北京市中学生50名发放问卷（问卷的调查维度见表1 ），获得有效问卷50份，进行预实验，使用SPSS19.0进行信度检验，问卷总体结构信度Cronbachα系数为0.786。内容效度检验的统计分析采用单项与总和相关分析法获得评价结果，即计算每个题项得分与总分的相关系数，经检验题目具有较好的描述性。随后对数据进行KMO检验，得到结果为0.715，说明变量比较适合做因子分析。结果划分为四个维度解释率为66.1%，前三个维度与问卷设计相一致，第四个维度的方差贡献率较小且变量较少，但仍具有一定的参考价值。根据结果对问卷进行了一定的修正，保证了问卷本身的信度与效度。随后再次前往中国科技馆进行了调查共发放问卷220份，回收有效问卷200份。

二、调查结果分析

1.参与校外非正式科学学习情况

调查显示，中学生参与度较多的还是图书馆、书店、科普读物等传统纸质媒介材料的学习，而经常和有时参与校外科技场馆学习的学生明显低于前者，只能达到60%。可以看出各种科技场馆、科普场所的利用率较低，仍然具有较大的开发空间。76%的学生会经常读或有时主动阅读科普读物，说明学生对于科普知识的求知欲非常强。16%的学生节假日会经常去博物馆、科技馆等学习场所，42%的学生有时会去，表明非正式情境的学习并没有成为一种常态，这种非正式情境学习的地位还有待提升。这与社会和学校的重视程度，老师的课程开发能力密不可分。问卷题目分析显示在遇到感兴趣的科学问题时，30%的学生会请教老师或家长，54%的学生会自己查阅相关资料以深入了解，14%的学生会跟朋友或同龄人一起商量。这表明学生的探究兴趣都很浓厚，正式或非正式的科学课程资源如果能合理设置，教师再加以引导一定会对学生的科学课程学习起到良好的促进作用。

在性别差异上，如图1所示，男生相比较女生更乐意接受非正式科学学习，尤其体现在经常参观博物馆、科技馆等科技场所，阅读科普读物上分别高出了8.2%和16.6%。而女生则更愿意去动物园、植物园、海洋馆等科普类场馆。

2.科技馆课程学习态度方面

调查显示，在科技馆课程学习态度方面，学生对科技馆这种非正式情境教学都表现出了极大的兴趣，如图2所示。多数人表示科技馆中的展品多富含物理知识，且展示形式多样，可从中体验到课堂内无法达到的探究过程和研究方法。如图3所示，46%学生表示对去科技馆、博物馆等科技场所上物理实践课程非常感兴趣，48%学生表示比较感兴趣，可见学生对于这种物理非正式情境教学的接受度非常高。但是，目前只有16%的学生会经常参观科技馆，42%的学生偶尔会参观，而40%的学生不常参观。这说明了非正式情境教学的缺失，科技馆内的展品，没有与中学的课程教育相结合，学生的偶尔参观只是当作了一次有趣的科学体验，很多时候只是走马观花的玩一圈，没能很好的利用科技馆内的资源。学校方面，虽然也有一些学校有意识地将科技馆资源纳入本校课程或假期作业中，如调查中了解到北京市东直门中学印发了参观手册要求学生写出特定项目的实验现象和结论；北京石油附中要求学生参观拍照，做成PPT开学分享等。但是没有进行校外科技馆非正式情境教育资源的开发，学生在科技馆内自学或与同学交流学习时，没有紧张和约束感，学习主动性无法调动起来，往往是漫无目的的参观。为此，我们可以借鉴我国台湾省博物馆与学校合作的一种方式，利用“学习单[4]”作为教学的辅助工具组织学生在科技馆内的课程，能起到激发兴趣、引导学习、学法指导和拓展视野的作用。

图2 中学生科技馆课程学习态度情况

图3 科技馆物理实践课程参与情况

3.校内科技活动及物理实验现状

我们从教学方法、实验方式、课程感受三个二级指标来研究目前学生对物理课程的感受以及物理课堂演示实验情况。如图4所示，有38%的学生对物理课程非常热爱，感到学习轻松；52%的学生感到一般，8%的学生感到吃力；近一半的学生并没有被这门课程所吸引。如何激发学生的学习兴趣？物理的非正式情境教学课程能提供丰富的物理课程资源和精彩的演示效果，成为提高学习兴趣的很好补充。

在强调探究式教学、发现式教学、研究性学习的新课程改革的环境下，实验在中学物理教学中占据着举足轻重的地位。然而，由于升学压力，大量的物理规律和物理公式的机械记忆、题海战术代替了新奇有趣的物理实验，物理教学缺失了应有的学科特征。所以本问卷设置了一组实验方式的题目，以期能够了解目前中学的实验现状和学生喜欢的物理课程实验方式。调研结果显示，60%的学生希望能够去学校的实验室亲自做实验，只有16%的学生希望看老师做演示实验。说明学生对于这些有趣的物理实验很感兴趣，期待能够亲自实践。然而由于学时安排、课程设置以及地区的差异，不可能做到每一个实验都能让学生亲自参与。因此，对于实验感兴趣，期待进一步研究的同学，非正式情境教学就会成为一个很好的补充。目前，不少科技馆配备了中小学实验设备，鼓励教师带着中小学生去参观、实验、亲身体验科学原理。但是，74%的学校没有建立校外的科技活动基地，说明现阶段北京市初高中对于校外课程资源的开发还有待提高。

4.发明制作与科技创新性活动参与情况

由因子分析结果可知，第四维度为发明制作与科技创新性活动，是初始问卷设计结构没有考虑到的，涉及的题项较少，方差贡献率较低，但仍有一定的参考价值。如图5所示，只有8%的学生进行过一些小制作和小发明的创作，说明校内的正式科学教育缺少实践环节，使得学生的创新性降低，不能在亲自动手实践中体会科学的乐趣。调查结果还显示在正式课堂教学中只有44%的老师会在课堂中渗透最新的科技发展信息。

5.问卷中各维度的分析

（1）各维度相关分析

我们采用将量表中各维度的总分相加，利用Pearson相关系数假设检验比较各维度总分与量表总分的相关性。得到各维度分量表与总量表在0.01水平上显著相关，各维度间在0.05水平上显著相关。说明校内的发明制作与科技创新性活动开展的丰富与否会影响到学生的物理课堂以及物理实验的兴趣，从而影响到学生的科学观。长此下去会造成学生与校外科技场馆的距离感和陌生感。所以物理非正式情境教学课程资源的开发和馆校结合将有力的解决这一难题。

（2）差异性的量化比较

主要研究了不同性别的学生在每个维度上是否有差异性的认识，利用独立样本T检验，得出不同性别的学生在参与校外非正式科学学习、科技馆课程学习态度、校内科技活动及课堂实验、发明制作与科学创新性活动参与方面无显著性差异。

6.科技馆资源与物理课程内容对应

科技馆中的资源契合了课程目标对于知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标的需求[5]。可以发现科技馆内的教学虽然是非正规和非系统性的，但突出的是学生在学习过程中的体验性和互动性，重视思维的启发和兴趣的培养，充分体现了新课标所要求的培养科学素养，重视学习的探究过程。科技馆中的展品多富含物理知识，为了能更好地设计参观单等物理非正式情境课程资源。现将中国科技馆中的部分展品与中学物理课标[5]中的科学内容做部分对应，将科技馆的物理资源进行梳理（见表2），以便更好地开发课程资源。

科技馆作为非正式教育机构，与学校课堂教学相比拥有更加自主的学习氛围，学生可以在比较轻松的氛围中受到科学知识的熏陶。通过问卷调查和访谈，学生对物理非正式情境教学表现出很大的兴趣，而目前学校的物理实验教学现状与学生浓厚的兴趣和期望还有着比较大的差异。而科技馆中的展品多与实际生活相联系，学生可以通过动手亲自操作和现场体验，增加学习的乐趣，互动性强，可以充分调动青少年学生的学习兴趣，培养学生的科学素养，这是学校课堂教学所不能替代的。所以开发利用科技馆中丰富的资源，挖掘物理非正式情境教学资源对于补充校内课程资源的缺乏，促进课程的顺利具有重要的意义。

参考文献

[1] 教育部.全日制普通高级中学物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 张宝辉.非正式科学学习研究的最新进展及对我国科学教育的启示[J].全球教育展望，2010（9）.

[3] 刘嵩萍.科技馆物理课程资源开发利用研究[D].重庆：西南大学，2014.

[4] 李君.博物馆课程资源的开发与利用研究[D].长春：东北师范大学，2012.

[5] 教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2011.

[作者：杜欣（1989-），男，陕西西安人，中央民族大学理学院在读硕士研究生；史永悦（1989-），女，山东德州人，中央民族大学理学院在读硕士研究生；杨玉平（1976-），女，山东德州人，中央民族大学理学院副教授，博士，硕士生导师。]

【责任编辑 杨 子】

作者：杜欣 史永悦 杨玉平

学生情境物理教学论文 篇2：

运用情境支架教学促进学生物理概念的学习进阶

摘 要：促进学生深化理解物理概念的教学是物理教学的重要组成部分，学生概念进阶的思维路径并不唯一，各路径的迷思与凌乱区间情况不同，教师的教学应当选择多数学生的迷思或凌乱路径，针对性地创设情境支架，通过情境支架揭示概念本质，促进学生实现概念的学习进阶.

关键词：概念教学;学习进阶;情境支架;凌乱区间;踏脚板

基金项目：江苏省十三·五教育立项课题“‘互联网+’背景下初中物理情境体验式教学的实践研究”（项目编号：C-c/2016/02/67）.

作者简介：

薛钰康（1963-），男，江苏苏州人，本科，中学高级教师，研究方向：教材研究、课堂教学、物理实验、物理科学方法教育.

物理学是研究物质及其运动规律的一门科学，物理学的理论体系由物理概念和规律组成，物理规律则表达了物理概念间的相互关系.实践表明，学生在物理学习上出现的问题与困难大多源自于对物理概念理解的不清晰，学生由于对概念理解不透、混淆不清，就难以真正理解公式、定律的内在联系和深刻含义，因此，学生在解决实际问题时便极为困难，极易出现错误.基于上述分析，教师对于物理概念的教学便显得极为重要，也可以这样说，概念教学是物理教学最重要的部分.

现代认知建构理论表明，学生的学习过程不是海绵“吸水”的过程，而是类似于房屋“建造”的过程，是在学生原有知识经验的基础上完成新知的建构.奥苏泊尔说“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习最重要的因素是学生已知的内容.弄清楚这一点后，进行相应的教学”.这里学生“已知的内容”相当于教育学中通常所说的前概念或前知识，教师在物理课堂开展概念教学就是帮助学生对前概念知识进行转化、建构达成现在学习新概念知识的过程，这就是学习进阶的过程.

1 关于学习进阶的路径

学习进阶（learning progressions，简称LPs）也称学习进程，美国国家教育委员会（NRC）的报告《将科学带入校园》（Taking Science to School）中给出的定义是：学习进阶描述学生对于某个主题连续的、更加熟练的思考方式，这些思考方式能随着学生对这个主题的学习和探究依次连续发展.因此，学习进阶并非简单地指学生是否获得某个知识，而是指学生全部学习过程，这里的“阶”代表学生不同的思考方式，或者说是学生不同的思维路径.这类似于理查德·费曼（Richard Phillips Feynman）对量子力学路径积分的描述，粒子从初始时间的位置A到终点时间的位置B间的路径有多条，如图1所示，其概率用波函数的平方来反映，最终从A到B由所有路径的和或泛函积分而得到的量子幅来取代经典力学的单一路径.人的思维路径是否也是量子化？也许可能.但学生多路径的思考方式确实在實际教学事件中得到反映，学生在面对同一个问题时，其表现出解决问题的思考、表达方式均有差异，特别是当学生面对陌生的、比较有难度的问题或内容更是如此.对我们每一个个体而言，在解决问题的过程中思维运动的过程也是多样、复杂变化的，最终指向归一.

学习进阶的进“阶”有多种描述方式，以概念进阶为例，有专家提出可以分为：同一阶段不同概念间的进阶;不同阶段相同概念的进阶.借用Alicia C.Alonzo与翟小铭在《学习进阶：描述学生思维发展的有效方式》一文中的“高锚点”与“低锚点”来描述进阶则比较方便，其中“高锚点”代表教师期望学生学习达到的理解水平，“低锚点”代表学生进入课堂时所达到的理解水平.那么，学习进阶就是发生在学生“低锚点”与“高锚点”之间不同的思考方式.教师的教学过程应该发生在“低锚点”与“高锚点”之间.由于它们之间的进阶存在许多路径，不同路径之间存在差异，分别有迷思的、有错误的等各种不同的凌乱区间，教师要从所教的对象即学生的实际境脉出发，对路径有选择性地进行突破，以帮助学生达成学习进阶.以上便是教师的教学任务，这不是积分，而是选择.Alicia C.Alonzo与翟小铭在《学习进阶：描述学生思维发展的有效方式》一文中同样指出：更重要的是，学习进阶理论通常会关注学生的“错误思考”，因为有时这更能有效地刻画学生在特定层级的思考方式.因此，尤其是在“凌乱区间”，学习进阶重点在于描述从学生视角来看有意义的特征.

2 情境支架促进概念学习进阶

学习进阶的发现一方面使教师关注学生在学习过程中的思维方式、思维路径，另一方面还使教师认识到路径中的“凌乱区间”，它对课堂教学具有极大的潜在价值，它能为教师描绘出学生思维发展更清晰的图景，从而有助于教师选择最恰当的教学方式，设计能够帮助学生的思维从凌乱区间中突围的教学方式，从而帮助学生实现进阶到学习的“高锚点”.

不同学生思维路径中的“凌乱区间”可能不尽相同，原因与学生对同一学习内容所具有的原有“已知内容”不同有关，这就是“阶”，也是教学进阶的“踏脚板”.有专家指出：“一个给定学习进阶的‘阶’通常会同时包含学生习得的知识内容和一些非科学的概念.”因此，奥苏泊尔强调教师要关注学生“已知的内容”，基于学生认知建构的概念转变来看，“凌乱区间”中很重要的一种情况是学生的“迷思概念”，迷思概念是指“学生在学习科学概念之前即具有的直觉知识或与正统科学知识不符的概念”.

迷思概念是学生学习进阶过程中的最大困扰，也是学生实现学习进阶必须克服与解决的问题，物理学科的最大优势在于“以物释理”，教师通过创设充分的物理情境支架来助推学生澄清概念迷思，实现学习进阶.有专家说“情境是让抽象、琐碎的知识对儿童更有意义”，教师教学设计的最大关注点就是寻“阶”与破“阶”，对物理教学设计中起到重要作用的工作就是创设有效的物理情境支架来破“阶”.

2.1 事例一：“电阻”概念教学的实例

“电阻”是在学生学习“电流”“电压”概念之后学习的电学概念，什么是电阻？教材给出的解释为：“电阻是导体对电流的阻碍作用.”学生仅仅凭这样一句话理解“电阻”的概念便极其困惑.学生理解的主要困难在于以下问题：（1）虽然在此前的教学中，教师用类比法进行电流的教学，但电流很抽象，看不见、摸不着，部分学生甚至没有理解电流的概念.（2）电阻如何阻电？（3）电阻是什么“东西”？

从学习进阶的角度分析，本节课的起点“电流”是学生的“低锚点”，如图2所示，“电阻1”是教师应当在初中物理教学中向学生传授的“高锚点” ，“电阻2”可以看作更高学习阶段的“高锚点”，可以是高中或大学教学的达成目标.初中物理教学学生思维发生在“低锚点——电流”与“高锚点——电阻1”之间，不同学生的学习路径不同.如图2所示，教师根据经验或锚测可以知道多数学生发生的思维凌乱区间是“运动阻碍”，这个“运动阻碍”迷思概念就是初中物理“电阻”概念教学的“阶——踏脚板”.学生此时并不知道导体内部电荷运动情况，很难理解“运动阻碍”，教师应当如何处理？

克服学生思维迷思的最佳方式是通过实际情境的呈现，让学生实现认知的同化或顺应.因此，教师可以再次利用“类比”方法设计一个情境支架：用三根相同的、两端开口的透明塑料管，一根空管，一根装一些障碍物（如纱布、颗粒物等），第三根障碍物装更多一些，如图3所示.然后，教师分别从上端管口注水，但需要注意的是注水水流应当相同，从而让学生观察下端管口出水水流的情况，为了便于学生观察，可以将注入的水染成红色.从实验中学生可以看到下端出水的情况不同，原因是同样的水在不同的管中受到的阻碍不同，教师进而与学生共同分析类比：“水流”类比“电流”;“水阻”类比“电阻”，帮助学生建构“电阻”概念，实现“电阻”概念的学习进阶.

在这里，教师设计这个情境支架的目的在于帮助学生破“阶”，有的放矢地促进学生学习进阶，而这最关键的一步是确定大多数学生的“阶”.

这里还需要说明的一点是，实际电阻与水阻之间存在本质差异，就像电磁波与水波的差异一样，电阻与导体内电子的运动与碰撞等相互作用有关.因此，学生通过类比对“电阻”的认识在进一步的学习时便会出现“迷思概念”，这就是从“电阻1”到“电阻2”的学习进阶，所以，“迷思概念”不等于“错误概念”，其发生与学习者的学习阶段有关，学习者对于概念的认识与理解不可能一步到位，而是逐步进阶，人类对自然的总体认识也是如此，物理学从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦相对论时空不也是同样如此吗？这是对大境界的认识进阶而已.

2.2 事例二：“压强”概念教学的实例

“压强”是在学生学习“压力”概念之后，为了比较压力作用效果而引入的一个物理量，它在现实中具有重要意义，可以用来比较不同物体的抗压程度等等.压强作为一个定量物理量的建构，教师在实际教学中引导学生进行“探究压力作用效果”的实验后，学生明确要比较压力的作用效果可以通过“相同压力情况下比较受力面积的大小”或“相同受力面积的情况下比较压力的大小”的方法，但是不明确为何引入压力F与受力面积S的比值来表示.

如图4所示，学生知识的起点“压力”是“低锚点”，“压强1”是教师需要在初中物理教学中帮助学生达到的“高锚点”，学习进阶发生在“低锚点——压力”与“高锚点——压强1”之间.学生的多重思维方式构成学生的学习路径，根据对学生的了解，可以知道大多数学生对于路径4存在概念迷思，迷思点就在“相同受力面积”“相同压力”两种情况之外，“不同受力面积，不同压力”如何比较？针对初中学生的年龄特点所具备的认知情况而言，这便是“比值定义法”的“阶”或者是“踏脚板”.该如何进行突破？

通过创设“问题解决”情境支架.

情境1：两个边长分别为2cm、5cm的橡皮泥正方体，放在水平桌面上，要如何比较它们所产生的压力作用效果大小？

解决方案：學生通过实际操作，提出通过切割的方法，使其受力面积或压力相同，可以比较出二者大小关系.

情境2：一头大象站在水平地面上，大象重6×104N，每只脚底的面积是600cm2;芭蕾舞演员重475N，一脚点地，脚尖与地面接触面积是9.5cm2.如图5所示，试比较大象和芭蕾舞演员对地面压力作用效果的大小关系？

这个问题就是针对上述操作性方案所设计，在无法操作解决问题时怎么办？学生可以通过迁移“速度”概念建构时所采用的方法来解决问题，因此，取“大象”与“芭蕾舞演员”对地面“1cm2”上的压力比较，从而比较它们的大小关系.

学生再通过讨论，对比两个问题的解决方案共同点与发展性特点，发现二者都使用到取相同面积，即把压力F给予在S上分摊的方法，这是数学上求“压力F与受力面积S的比值”，从而在物理学引入一个新的物理量“压强”.当然，在这个过程中，教师还可以激发学生思考：能否用“受力面积S与压力F的比值”来比较？而教师对于这个问题的解决应该给予学生解释说明.

教师通过解决学生思维方式中的最重要、大多数的迷思问题“不同F、不同S”，帮助学生实现从“压力”到“压强”的学习进阶，也帮助学生进一步理解物理学上常用“比值定义法”的原理，对学生后续类似概念的学习有很好的促进作用，也提升学生的学习能力.

3 教学实践的启示

学习进阶理论充分诠释学生学习的认知过程，至于学生认知思维的过程是否是“量子化”？我们并不知道，各种文献提供的学习进阶除了对学生“迷思概念”“凌乱区间”提出“问题检测”的预测之外，没有看到更多定量的路径量化数据，这也不是本文讨论的主题.但是，量子路径积分思想对思维共生激发具有重要影响意义.

以上是笔者对初中物理概念教学实例所做的研究分析，具有一般性的意义，对高中物理教学甚至一般性的自我学习、同伴学习等都具有同等价值.但是，由于“阶”形成的原因较为复杂，不同的概念具有不同的阶，不同的学生个体也具有不同的阶，教师针对具体问题要具体分析，分析清楚该概念建构时的“阶”形成的原因，针对原因设计相应情境支架，突破“阶”点，从而实现“概念进阶”，也就实现“学习进阶”.华东师范大学课程与教学研究所终身教授高文先生说“关注知识的情境性是揭示知识本质的一个新视角”，情境支架是学习进阶过程中“阶”突破的有效手段与载体，值得在此开展更多的研究与实践.

教学法指出课堂教学设计时要切实抓住教学重点、教学难点，突破教学难点是一堂课的关键之所在，对于一堂课是这样，对一个单元的教学是这样，同样对一节课中一个环节、一个概念的教学也是这样.概念教学的难点突破在于概念“阶”的突破，就是概念建构的学习进阶的过程.教师在教学设计时应当着力于做好教学细节，从每一个环节、每一个概念着手，致力于通过情境支架的设计来助推概念教学进阶，帮助学生实现概念建构.这种物理概念教学学习进阶的重要途径与手段，将在一定程度上改变教师的教学方式.教师采用这种教学方式，既有助于激发学生的学习兴趣，又有助于降低学生学习的坡度与难度，促进轻负高效学习的实现.

参考文献：

[1]林雨.借助支架教学，促进深度思考[J].学苑教育，2020（12）：13.

[2]郭芳侠，李小艳.基于Blackboard交互式物理教学设计[J].物理通报，2016（01）：8-11.

[3]王庆军.支架式教学模式下初中物理课堂教学设计研究[J].科技视界，2015（36）：252.

[4]Alicia C.Alonzo，翟小铭.学习进阶：描述学生思维发展的有效方式[J].物理教师，2015，36（11）：73-76.

[5]严城.情景支架教学：物理课堂的探索与实践[J].新课程（综合版），2010（01）：47-48.

（收稿日期：2020-09-14）

作者：薛钰康

学生情境物理教学论文 篇3：

根据学生认知结构创设物理教学情境

摘要：本文从三个方面论述了如何根据学生的认知结构和发展规律创设物理教学情境，即充分分析学情、坚持启发式教学、让学生明确教学活动的目的。

关键词： 认知结构；教学情境；启发式

教的规律要遵循学的规律，教师的教学方法和手段只有顺应了学生的认知结构和发展规律，才能有效创设课堂教学的最佳情境，收到良好的教学效果。在课堂教学中，教师要从学生的认知水平和思维特点出发，努力创造符合学生认知发展规律的课堂教学情境。创设要靠启发来实现，启发要以顺应为基础。如何因势利导，实现创设与顺应的统一，笔者认为可以从以下三个方面进行思考。

1 充分分析学情

在物理学的许多知识点上，学生认知结构的平衡由破坏再到新的平衡要承受较大的心理负荷。不少学生由于缺乏战胜困难的信心而容易对物理失去兴趣。减少学生心理负荷的办法可以通过教学方法与学生的心理活动的协调来实现。

传统的教学方法基本上处于“教师给、学生收”的局面。要改变这种局面，首先要认识到教是为了学，要重视分析学生的学习心理，要善于把自己置于“学”的一方来思考问题。对一些难度较大的知识点，要分析学生在学习过程中可能出现的困难和问题；怎样设计教学程序更利于理解；采取什么方法更利于激发他们的主动性，从而使教学主动地顺应学生的认识发展规律。

例如，初中物理中功的概念是一个难点。初中生头脑中有“工作”、“功劳”的概念，容易认为“用了力就一定做功”。因此，有些学生会认为手提重物不动或在水平地面上走动时人累得满头大汗，人却没有对重物做功，这矛盾吗?功的定义W=FS有什么意义?教师应重视这种学生对功的概念的心理排斥现象，并且要有准备地设计突破点。因此，必须向学生讲清楚：(1)力学中的功所赋于的物理内容是特定的，指作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，因而与平常所说的“工作”、“功劳”的意义不相同。(2)这样定义功，可以把物体在力的作用下的机械运动规律用一个简单的形式来表述，因而功的定义是有意义的。

2 坚持启发式教学

良好的课堂教学情境应该气氛和谐，学生兴趣浓厚，自信心强。这是一个复杂的、多层次、多要素的活动过程。因此，创设情境的具体手段也应是多方位、多样化的，具体有下面三点：

（1）利用新授知识与原有认知结构的矛盾，建立新的认知结构。

如教师在引入“物体的浮沉条件”一课时，针对学生原有的“木块总是上浮的，金属总是下沉的”认识，采取以下提问方式创设情境。

教师：将一木块和一个牙膏皮同时放人盛水的烧杯中。为什么木块浮于水面，而牙膏皮却沉下去了？

学生：牙膏皮是铝做的，铝是一种金属。

教师：金属总是下沉的，是吗?

学生：是的。

教师：将牙膏皮折成船状放在水中，牙膏皮却是浮于水面的。

至此，学生原有的认知结构被破坏，处于一种“愤”、“悱”的心理状态，这就形成了强烈的求知欲望，为进一步讨论物体的浮沉条件创设了情境。

再如，针对学生原有的“眼睛看到的东西一定真实存在”的错误认识，为了引导学生建立起“虚像是光线反向延长线的交点，看起来是‘实实在在’的，其实是不存在的”的新认识，采取了以下方法。

教师先指导学生做“蜡烛在水中燃烧”的实验。如图1所示，把一块透明玻璃直立在桌子上，在玻璃前方放一支蜡烛，后方放一个盛着水的大玻璃杯，让玻璃杯与蜡烛对称于玻璃面。点燃蜡烛后，让学生从蜡烛一侧向玻璃看去，会看到玻璃后边有一蜡烛在水中燃烧。

看到的实验现象与常理矛盾，这破坏了学生原有的错误认识，从而对“虚像”的正确概念确信无疑。

（2）运用原有的认知结构进行拓展，向新的认知结构自然过渡。

认知结构的发展总是承前启后，循序渐进的。教师要善于在适当的情境下拓展学生原有的知识，形成新的认知结构。这样从已知到未知，可以减轻学生学习过程中的心理负荷。例如初中物理《热机》这节课，可以利用学生熟悉的实验进行拓展，有助于学生获得新知。

实验：在洗净的“雪碧”塑料瓶中滴入少许酒精，塞上橡皮塞，如图2所示。用电子点火枪在瓶中点火，酒精与空气的混合气体燃烧爆炸，瓶塞“砰”的一声打到教室天花板上。

讨论：该现象发生的原因是什么？整个过程中的能量是怎样转化的?

拓展：把实验模型向汽油机模型转换。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改为光滑金属缸，以活塞推动曲轴、飞轮，这样就利用了活塞机械运动的能量。那是否有办法让这个过程反复进行?怎样排出废气并让燃料和空气重新混合？通过教师点拨、学生讨论，逐步形成汽油机的模型。在此基础上，教师再利用挂图和实物模型来讲解，学生便能始终处于积极思维的状态。

（3）善于把学生引向主体地位，使他们主动积极地形成新的认知结构。

教师应顺应学生的思维规律，创造条件，让学生在具体分析和解决问题的过程中，有充分表现的机会。在这种情形下，我们才能有针对性地启发引导，达到教学目的。

以初中物理《焦耳定律》一课为例，在学生已经知道电流通过导体会产生热量，电流做功可以把电能转变成热能后，教学中教师可以不急于做演示实验和把结论告诉学生。这时可以提出“电流通过导体产生热量的多少可能与哪些因素有关？”的问题让学生展开讨论。学生围绕与电流强度有关的物理量，说出了电流强度、电压、电阻以及通电时间等。教师引导学生分析判断几个相互独立的有关量后，又提问：“这几个物理量的大小与电热的多少有什么关系?”让学生猜想、讨论，形成比较一致的结论后，教师提出可以用实验来检验，同时向学生展示实验器材让学生思考能否利用这些器材来验证自己的结论，并由学生提出实验方案。最后师生共同进行实验操作，得出结论。

以上教学过程，采用了不断提出问题的方式，引导学生猜想、推理、判断、验证，这样顺应了学生对问题的认识发展规律。同时，通过不断调动学生的积极性，使学生形成新的认知结构的过程更为主动。

3 让学生明确教学活动的目的

教学的主要目的主要是为了塑造学生。一个教师应该学会设计最适应学生实际情况的教学方案。这样，教师的作用才可能得到有效的发挥。教学情境一旦脱离了教学目标的指引，精彩的情境也只能是“花架子”。例如，某新教师在上《测定匀速直线运动的速度》一课时，让全班同学带着钟表到操场上活动半个小时后再回到教室交流测量结果，有些同学竟不知测出的数据有什么用处。这样一个生动活泼的教学活动却并没有收到预设的效果，原因之一是创设的情境没有使学生明确活动目的。因此，只有让学生有目的地进行活动，才能实现动机、情境、效果的统一。

良好的课堂教学情境，是教师与学生双方共同努力创造而形成的，尤其需要教师在分析学情、钻研教材的基础上开展创造性的活动。值得一提的是，教师还应注意与学生进行感情沟通。教学过程中教师面对的是生命个体，教学双方需要交流与合作。因此，教师平时应多与学生交流，多鼓励他们，才能获得学生的爱戴和信任。在这个过程中，教师又可以更深入地了解学生，这也是搞好课堂教学的前提条件之一。

(栏目编辑赵保钢)

作者：于树军