生活情境教學之“一錘定理”

葉麗萍 葉晴瑩 蘇超 陳智慧 吳志明 陳水源

摘? ?要：中學物理教學需充分挖掘生活情境，幫助學生理解抽象的物理原理、運用物理知識解釋生活現象。基于物理生活情境教學，論文以生活常見的情境——錘子為例，研究錘子在各種情境中所涉及的物理原理，并介紹了融入物理教學的意義。通過情境教學培養學生探究能力、模型構建能力，并提高學生的學習興趣。

關鍵詞：生活情境；物理教學；錘子

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中“注重課程的時代性，關注科技進步和社會發展需求”的課程理念，說明物理教育要貼近學生的真實生活，并注重與生活實際的聯系。新課標在教學建議中指出在教學設計和教學實施中重視情境的創設^{[ 1 ]}。而最直觀的情境來源于生活，所以物理教育生活化既是新課改的要求，也是教育實施的具體化。

首先，杜威在實用主義“教育即生活”中指出教育是從個人實際的生活經驗出發^{[ 2 ]}，最好的教育就是在生活和經驗中學^{[ 3 ]}。他在五步教學法中也指出情境是教學的第一階段^{[ 4 ]}。其次，陶行知提出“生活即教育”并認為生活含有教育的意義、教育以生活為中心、生活決定教育，教育改造生活^{[ 5 ]}。教育要解決生活中的變化，而生活瞬息萬變，因此生活中的每個場景和生活方式均含有教育的意義。最后，建構主義學習理論認為教學是引導學生從原有的知識經驗中生長出新的知識經驗的過程，要求學生在真實或類似真實的情境中學習^{[ 6 ]}。因此，在物理教學中要充分應用生活情境，結合學生的認知規律、“教育即生活”“生活即教育”、建構主義學習理論的理論依據以及相關物理知識的教育目標，通過教學設計，幫助學生把生活中模糊的經驗認知，慢慢轉化為嚴謹的物理學中的概念認知，在生活與物理學中搭建起自己的橋梁^{[ 7 ]}。本文以生活中常見工具——錘子為例，從錘子所涉及的不同生活情境出發，結合教學設計，發現生活情境在物理教學中可以培養學生科學探究、科學建模等能力。并且生活情境教學可以加強生活與教學之間的聯系， 縮短知識點與學生之間的距離，讓學生在解決實際問題過程中獲得創新思維的發展。

1? 與錘子相關的物理情境

錘子是敲打物體使其移動或者變形的工具，最常用來敲釘子、拔釘子、敲擊物體等等。錘子有各種各樣的類型，例如敲擊錘、羊角錘、橡膠錘、球頭錘、鴨嘴錘等等。人們揮動錘子時會快速帶動手柄末端的沉重錘頭以獲得足夠的力量。教師可以合理應用錘子的各種場景讓學生感悟生活中的物理，培養學生應用物理的能力。錘子所涉及的生活情境以及物理原理如圖1所示。

實際生活情境中使用錘子的場景還有很多，下面舉例說明錘子的各種使用情境如何融入中學物理教學，突出生活情境教學的優勢。

2? 錘子情境下的案例分析

2.1? 案例一：生活情境教學，培養學生科學探究能力——以“動量定理”為例

“動量定理”是人教版選擇性必修一第一章第二節的內容。它既是對動量的進一步探索又為動量守恒定律奠定基礎，具有承上啟下的作用。動量定理知識點本身也是牛頓第二定律的另一種表現形式，側重于力在時間上的累積，既可以用于恒力情況也可以用于變力情況。學生在學習動量定理時難以厘清為何要推導力與動量的關系，以及如何靈活運用動量定理來解釋真實生活情境。本案例將從生活情境出發，在真實情境中引導學生進行自主探究得到動量定理的相關要素，進一步得到相關結論，突出科學本質，培養學生探究能力，最后再次回歸到生活情境中解決生活問題，形成“生活—物理—生活”的閉環。

物理知識點本身與生活實際情境聯系緊密并且物理學科的實踐性也強，需要學生靈活運用物理原理解釋生活現象以及解決生活實際問題。在圖2所示的教學中，從教師教學角度看，從用不同的錘子敲瓷磚產生對比強烈的效果入手，調動學生的原認知并引導學生觀察此生活現象提出“為什么不同的錘子敲瓷磚卻產生不同的效果”問題。再通過將瓷磚換成釘子進行演示實驗，讓學生進行經過發現錘子影響釘子釘入深淺這個問題到提出猜想、制定實驗方案、動手實驗、得出結論整個實驗探究的整個流程，培養學生發現問題并提出物理問題、在考慮多因素時利用控制變量法制定實驗方案以及學生的證據意識、在交流與討論中進行科學表訴與解釋的能力。接著根據這些因素有目的地進行理論推導，培養學生科學推理、邏輯論證的能力；最終得出動量定理的規律以及意義，豐富學生運動與相互運動的物理觀念。最后回歸生活情境，引導學生對生活情境進行模型建構，利用動量定理解決實際問題，培養學生物理為生活服務的意識。

從學生學習角度看，學生從常見的生活情境中進入學習狀態，學生的思維過程流暢無阻礙。并且學生可以動手參與整個實驗探究過程，逐步探究科學本質，學生課堂參與的積極性以及物理學習興趣都能提高，同時在整個教學流程中，學生始終圍繞著真實生活情境，讓學生感悟到在生活中學習物理，物理又回歸生活。

2.2? 案例二：從真實情境中構建物理模型——以“變力做功”為例

變力做功是人教版必修二第八章第一節“功 功率”中的一個拔高知識點，它是對做功的進一步探究，也是更加貼近生活實際情境的物理原理運用。學生在以往的學習中更多的接觸到的是恒力以及恒力做功，對于變力以及變力做功這些概念比較陌生，也無法直接套用恒力做功的計算去解決實際生活中的變力問題。本案例將從街邊“十元三錘”挑戰實際情境出發，引導學生進行物理模型的構建，幫助學生掌握變力做功問題。

物理模型是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的重要手段和方法，物理模型的構建應基于實際的生活情境^{[ 8 ]}。在圖3所示的教學中，從教師教學角度看，從實際的生活情境中提出問題，并進行情境復現，給學生更加直觀的印象。逐步引導學生對情境進行分析，幫助學生進一步理解變力做功過程，形成能量轉化的物理觀念。再提煉關鍵信息、構建物理模型，從數學角度對模型進行分析論證，培養學生嚴謹思維習慣，并且提供學生進行批判性思考的機會。再利用不同的方法對模型進行一致性分析以及利用模型解決實際問題，培養學生構建物理模型要經歷的“情境—構建物理模型—論證物理模型—物理模型分析應用”的完整思維過程。

從學生學習的角度看，從學生感興趣的“十元三錘”挑戰與變力做功的知識出發，這兩個認知原來是相互獨立的，通過情境的層層剖析，構建物理模型，將這兩個認知進行構建重組，這一過程符合建構主義的知識觀，在學生原有認知的基礎上進行知識的構建。同時也在利用模型解決問題的推導過程中培養了學生的科學推理的科學思維。

3? 總結

論文從一個簡單的生活工具——錘子入手，對不同情境中的錘子及其涉及的物理原理進行分析描述，并在此基礎上進行了“動量定理”“變力做功”2個相關教學流程設計，對其生活情境的教學效果進行了分析。研究說明在物理教學過程中結合學生的生活經驗，靈活運用情境，可激發學生原有認知，搭建新舊知識的橋梁，逐步滲透物理觀念，提高學生的科學探究能力、論據意識、科學表述能力和應用物理原理解釋生活現象的能力。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：2，52.

［2］ 杜威.杜威教育論著選[M].趙祥麟，王承緒，譯.上海：華東師范大學出版社，1981：375.

［3］ 杜威.民主主義與教育[M].王承緒，譯.北京：人民教育出版社，1990.

［4］ 譚琳.赫爾巴特四步教學法與杜威五步教學法之比較[J].教育實踐與研究（小學版），2008，159（11）：4-7.

［5］ 李小靜.基于“生活即教育”的發展性任務在初中化學教學中的應用[J].化學教學，2021，413（8）：52-55.

［6］ 陳威.建構主義學習理論綜述[J].學術交流，2007（3）：175-177.

［7］ 朱海濤.高中物理：用情境教學培養學生的核心素養[J].人民教育，2022，883（24）：65.

［8］ 秦黎.注重物理模型構建? 提升科學思維能力：以“電場線”教學為例[J].物理教學，2022，44（12）：11-14.

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