問題情境教學模式在高三物理一輪復習中的應用

陳云燦

【摘要】如何創設真實情境，引導學生多一點從物理學科本質的視角剖析真實問題情境，進而培養學生的關鍵能力，落實學科素養的發展，結合生產生活實際，滲透核心價值觀，是值得探索和思考的.在進行本節內容的復習時，選取福廈高鐵這個“大情境”，從真實的“大情境”出發，通過“大情境”主線與課堂教學環節的有機融合，探索問題情境教學模式在高三物理一輪復習中的應用，供讀者參考.

【關鍵詞】高中物理；問題情境；機械運動

高中物理作為高考科目，在高校選拔各類人才、引導學生科學素質的培養方面發揮了重要作用，而高考物理一直重視理論聯系實際問題的設計，注重將物理學的基本概念、規律與科學研究進展、生產實踐、生活實際緊密聯系起來[1].本文以高三一輪復習課“機械運動”課時為例，采用問題情境模式生成課堂，以“情境鏈”的方法串聯復習內容，以期達到對學生物理學科關鍵能力的培養.

1 問題情境模式在一輪復習中的重要作用

從物理學的發展來看，任何一個概念或規律的提出，無不建立在人們對大量生產生活實例的觀察、分析與提煉上.在高中物理課堂上，教師要讓課堂煥發新的生機和活力，讓學生能夠高度集中注意力，樹立學好物理課程的信心.為此，教師要合理運用情境教學法，讓知識點的講解活靈活現，幫助學生感受物理課堂的魅力，有足夠的毅力鉆研物理知識[2].如果教師在復習過程中只是簡單羅列相關概念或公式，采取一個知識點搭配幾道例題的傳統復習模式，不利于學生理解相關物理觀念的本質，阻礙了學生理解能力、創新能力、實驗探究能力的鍛煉.因而教師有必要通過對真實材料的剪接、修飾，通過設計任務與問題，培養學生知識獲取、思維認知、實踐操作等方面的能力.

2 課時教學設計流程框架及主要教學活動

福廈高鐵是中國首條跨海高鐵線路，它的成功建設及運行，標志著我國交通技術的顯著提升，在討論高鐵運行時間，分析其路線走向，以及簡單介紹車速檢測原理后，以通過供電塔時的周期性遮光特點，和進出站時的平穩感受等內容進行整理分析，幫助學生了解福廈高鐵相關“原始物理問題”的具體情境內容，有意識滲透并篩選出所需“大情境”的物理信息.

2.1 復習內容與實際情境的對接

在復習中串聯學科核心價值與能力素養取向的是情境載體，本課復習的情境載體選取了2023年8月全線貫通的我國首條跨海高鐵——福廈高鐵，通過介紹福廈高鐵的建設歷程、運行數據、技術應用等資料，作為打通各概念或規律的主線線索，通過對相關材料進行適當的截取與簡化，設計成相關問題和情境鏈的模式，在貼近生活的實際情境中有機融入對物理概念和公式的復習，能夠吸引學生注意，加速學生對核心知識的理解程度，提高學生學以致用的遷移創新能力，同時宣揚了我國高鐵技術的先進性，融入德育理念.

2.2 主要教學活動

復習課標內容 經歷質點模型的建構過程，了解質點的含義.知道將物體抽象為質點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質點.

情境引入，導入主題 播放新華社“中國首條跨海高鐵背后的力量”短視頻.

設計意圖 通過視頻使學生對福廈高鐵有一個基本認識，使學生感受我國交通技術的進步.

子情境1 福廈高速鐵路（Fuzhou-Xiamen-Zhangzhou High-speed Railway），又名福廈漳鐵路，是一條福建省境內連接福州市與漳州市的高速鐵路，中國首條設計時速350km的跨海高鐵，中國“八縱八橫”高速鐵路網主通道之一，“沿海通道”的重要組成部分.福廈高鐵北起福州市，南至漳州市，全長277.4km，沿線設8座客運車站，如圖2所示.

問題1 估算高鐵列車（ CRH1B型電力動車組，16節車廂10動6拖，編組總長度：426.3m）從起點到終點的時間.

問題2 新建福廈高鐵全線橋隧比高達84.3％，求上述列車通過一直線短隧道（隧道長度437.7m）的時間.

設計意圖給出真實情境數據，培養學生的信息獲取能力，同時使學生在計算過程中認識到質點模型的成立條件是相對的，是由所研究的問題所決定的.

復習課標內容 知道什么是參考系，體會不同參考系下對同一物體的運動描述可能是不同的.

子情境2 15國記者在中國高鐵上挑戰立硬幣——《京報網》.

問題 在“運動”的車廂中為什么會有一枚“靜止”的硬幣？

設計意圖 讓學生意識到生活語言和科學語言的區別.

復習課標內容理解位移概念，會和路程相區別，會計算平均速度和平均速率.

子情境3 福廈高鐵北起福州市，南至漳州市，全長277.4km，列車從漳州出發至福州南，全程運行時間大約為1h30min，高德地圖測距顯示，漳州至福州的直線距離為241.9km，如圖3所示.

問題 請估算高鐵列車的平均速度、平均速率.

設計意圖 通過在實際情境中的比較、計算，進一步理解位移的矢量性及平均速度、平均速率的區別.

子情境4 高鐵自身帶著速度傳感器，高鐵上常見的速度傳感器主要有以下兩種：（1） 光電速度傳感器，就是通過一個測速齒盤轉動，遮擋光源，然后進行記數，通過計算遮擋次數與測速齒盤齒數之間的比例關系，可以折算出速度；（2）霍爾速度傳感器，就是使用一個電磁鐵，由于車輪旋轉帶動電磁鐵旋轉，使得穿過霍爾元件的磁場變化，進而輸出正弦波信號，最后折算出速度.

小明同學某次乘坐高鐵列車在靠窗的位置上，見到窗外陽光明媚，并且列車正在經過高鐵供電網區段，他詢問工作人員后得知供電網相鄰支柱間距為50m，于是他把智能手機放在車窗邊沿，打開手機的光傳感器功能（記錄手機接收到的光照度隨時間變化的關系圖像），手機傳感器繪制的圖象如圖6所示

問題 請根據上述文字和圖表信息，估算此時列車的運行速度.

設計意圖 對光電門測速的原理進行了變化遷移，考查學生對圖像的理解能力和對真實的物理科學研究過程的適應能力.

復習課標內容 理解加速度的物理概念，會計算加速度，并結合加速度概念的建構，體會物理學中的抽象思維.

子情境5 考慮到舒適程度，中國高鐵開出10min以后時速才能達到300km以上，布加迪跑車號稱百公里加速只要2.83s.一般而言正常人能承受的加速度上限是4g，相當于過山車運動時產生的加速度.專業的賽車手可以承受5g的加速度，大多數人此時都會眼前一黑.經過訓練的飛行員可以承受9g的加速度，這已經是人體所能承受加速度的極限了.

問題 請估算高鐵和跑車各自的加速度約為多少？

設計意圖 通過對比高鐵和跑車的啟動過程，比較二者的速度變化快慢，進而理解加速度的物理意義.

教學活動總結 情境教學的應用可以為學生創設一個良好的自主學習環境，讓學生不再被動、機械地進行物理學習，從而不斷促進學生的可持續發展.為此，廣大高中物理教育實踐者要及時更新自身的教學理念，并運用多種創新的方式進行情境教學模式的構建，豐富高中物理教學方式，讓學生更愿意進行物理學習，從而能夠更好地完成高中物理課堂教學任務[3].在進行本節內容的復習時，選取了福廈高鐵這個“大情境”，從真實的“大情境”出發，通過“大情境”主線與課堂教學環節的有機融合，根據本節課標的復習要求，進行合理分解，以“子情境”作為問題載體，輔以“知識問題化、問題情景化”的復習教學路徑，將質點、參考系、位移、路程、平均速度、平均速率等概念或公式融合進各貼合相關概念和規律的“子情境”中，將“機械運動”中零碎、淺層的知識內涵和外延系統化、結構化，有助于將學生的學習應用遷移至各自具體情境之中.

3 結語

作為深化新時代高考內容改革的實施路徑，高考評價理念從“知識立意、能力立意”向“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”轉變，要求學生能夠在復雜的、新穎的試題情境下綜合運用所學知識和技能處理問題，在物理教學中可以通過問題情境創設、實驗情境創設、生活情境創設等多種情境創設的方式創新教學，讓學生在物理課堂中能夠始終保持較高的學習熱情，從而在教學中取得良好的教學效果[4].因而教師如何引導學生將關注點從“解題”向“解決問題”轉變，從“做題”向“做人做事”轉變，在真實問題的解決中促進物理學科核心素養的達成，本文嘗試提供了一種基于情境的高三物理復習教學示例.

參考文獻：

[1]程力，李勇.基于高考評價體系的物理科考試內容改革實施路徑[J].中國考試，2019（12）：38-44.

[2]謝金明.情境教學模式在高中物理課堂上的運用[J].數理化解題研究，2022（09）：100-102.

[3]陳先亮.高中物理教學中情境教學模式的構建策略[J].文摘版（教育），2021（07）：100-101.

[4]張盼盼.情境教學模式在高中物理教學中的實踐探究[J].試題與研究，2021（14）：165.