基于真實情境的習題課教學模式探究

摘" "要：基于真實情境的習題課教學模式以真實情境引入，經歷習題探究、模型建構、變式應用環節，能將物理學科核心素養的培養落實于習題教學活動中。以“追及相遇問題”為例，闡述了基于真實情境的教學模式下如何設計并開展習題課教學。在本課例的教學實踐中，學生在真實情境中發現物理問題、構建物理模型，鍛煉了學生的科學思維，培養了學生實際應用和變式探究的能力。

關鍵詞：真實情境；習題課；教學模式

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2024）1-0006-3

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》建議，為發展學生物理學科核心素養，教師在教學設計和教學實施過程中應重視情境的創設。課標命題建議，試題的情境要具有一定的問題性、真實性、探究性或開放性［１］。為了評價學生的物理學科核心素養，應盡量創設類型多樣的、具有一定復雜程度的、開放性的真實情境作為試題的任務情境。可見，創設真實情境不僅應落實在物理概念、規律的教學及實驗教學中，也應落實在習題教學中。

１" " 物理習題課教學現狀

在習題課教學中，教師常以講、練傳統習題為主，這割裂了物理知識與實踐活動的聯系。傳統習題是經過人為簡化，抽象出的純物理問題。它去除了問題的背景，簡略了問題形成過程，通常直接給出已知條件及問題。這類習題頻繁地出現在習題課上，雖能考查純物理知識的應用，但也增加了學生理解的難度，限制了學生物理思維的發展。

情境認知與學習理論認為：知識不是抽象的，而是一種高度基于情境的實踐活動，是情境性的社會實踐，是個體與環境交互作用過程中建構的一種交互狀態［２］，情境認知強調知識必須在真實情境中呈現，以激發學生的認知需要。不同于傳統習題，基于真實情境的習題創造性地將物理知識融合到真實情境中，將傳統物理習題回歸問題的原始狀態。可見，這類習題能將物理知識與實踐活動緊密聯系，有效考查學生對知識的理解和實際應用，提高了物理習題課的教學效果。

２" " 基于真實情境的習題課教學模式

基于真實情境的習題課教學模式要求教師要創設真實情境，引導學生從情境中發現和提煉問題，進而驅動學生主動探究、解決問題。在實施中，可具體分為如下四個基本環節：創設真實情境—探究基于真實情境的習題—構建基本模型—開展變式應用。

第一步，“創設真實情境”。創設的真實情境是學生熟悉的情境，可以是學校、家庭乃至社會中的情境。創設的方式多種多樣，可以是生活情境的再現、模擬，也可以使用常見的器材、教具開展實驗情境。對于無法在教室開展的情境，可用視頻、圖片等替代。

第二步，“探究基于真實情境的習題”。教師將物理概念、規律等知識與真實情境進行有機融合，設計基于真實情境的習題，在課堂上開展習題探究。在習題探究的過程中，教師應適時引導學生將真實情境中的問題抽象概括出主要因素，舍去次要因素，抽取要素間的關系。

第三步，“構建基本模型”。學生往往已經習慣理想模型問題，一旦遇到真實情境的問題往往不知所措。這就需要教師引導學生將真實情境中的問題進行抽象概括，形成包含事物本質的、簡化的物理模型。

第四步，“開展變式應用”。通過改變習題的已知條件、設問方式等，開展變式應用。教師應適時啟發學生思考，激發學生的探究欲，指引探究方向。實施中可采取相互討論、小組協作的形式開展變式應用。

3" " 基于真實情境的習題課的教學案例

下面以“追及相遇問題”中初速度大者（勻減速）追初速度小者（勻速）這類題型的教學片段為例，具體闡述如何在基于真實情境的習題課教學模式下設計并開展習題課教學，供大家參考。

第一步，“創設真實情境”。

“追及相遇問題”這節課，教師可以創設學生兒時愛玩的追逐游戲，也可以創設一些常見的生活情境。比如，通過多媒體播放一起高速追尾事故，轎車司機因錯過高速路口，在高速上減速后緩慢行駛，導致后方貨車緊急剎車避讓不及與其追尾，如圖1所示。這一真實情境巧妙引入，學生從情境中發現問題：為什么后車會撞上前車？如何才能避免兩車相撞？教師順勢引導學生理解追及相遇問題的實質（同一時刻到達同一位置）及兩個重要關系（時間關系、位移關系）。

第二步，“探究基于真實情境的習題”。

因高速追尾的實際過程太過繁雜，筆者在此情境的基礎上設計相關追及相遇的題目：初速度大者（勻減速）追初速度小者（勻速）。

例題" 在大廣高速上，一輛貨車以v1=25 m/s的速度正常行駛，突然發現同車道前方x0=48 m處有一輛轎車違規以低速同向勻速前進，其速度v2=5 m/s，于是貨車緊急剎車，剎車引起的加速度大小為4 m/s2，問兩車是否相撞？

教師引導學生從真實情境中提煉關鍵信息：貨車及轎車的初末時刻、初末位置及運動性質，找出追及相遇問題中的時間關系及位移關系。對兩個關系的呈現，可以采取傳統的列公式表示的方法，訓練學生對運動學公式的應用，也可以采取畫v-t圖像的方式直觀表示，鍛煉學生形象思維的應用。

可見，處理追及相遇問題要抓住兩個關系、一個條件：①兩個關系是時間關系和位移關系；②速度相等，是兩物體距離最大、最小，恰好追上或避免相撞的臨界條件。解決問題時要注意二者是否同時出發，是否從同一地點出發。

構建初速度大者（勻減速）追初速度小者（勻速）基本模型如下：

當v1=v2時，A未追上B，則 A，B 永不相撞，此時兩者間有最小距離。

當v1=v2時，A恰好追上B，則是避免相撞剛好追上的臨界條件。

當v1=v2時，A已追上B，則A，B相撞。

第四步，“開展變式應用”。

變式：在大廣高速上，一輛貨車以v1=25 m/s的速度正常行駛，旁邊車道前方x0=48 m處有一輛轎車違規以低速同向勻速前進，其速度v2=5 m/s，貨車因故障緊急剎車，剎車引起的加速度大小為4 m/s2，問兩車是否相遇，若相遇，相遇幾次？

相比例題，本題僅改變了轎車的行駛車道，由與貨車同一車道改為旁邊車道，題目由是否相撞問題變成了相遇幾次問題，這就要求學生繼續研究初次相遇后兩車的運動情況，進而判斷是否會二次相遇。在采取公式法解題時，因相遇后運動較為抽象難懂，教師可以手持兩輛車模型模擬兩車的空間位置關系，并結合時間關系及運動情況幫助學生理解。亦或者采用圖像法幫助學生理解，相比公式法，圖像法更直觀。

通過變式應用，完善基本模型，完善后的模型在解決初速度大者追初速度小者相撞或相遇問題時，具有普遍適用性。

完善后的模型：

初速度大者追初速度小者：

當v1=v2時，A未追上B，則A，B永不相遇（撞），此時兩者間有最小距離。

當v1=v2時，A恰好追上B，則A，B相遇1次，也是避免相撞剛好追上的臨界條件。

當v1=v2時，A已追上B，則A，B相遇2次（相撞）。

4" " 小" 結

本文分析了物理習題課教學的現狀，闡述了基于真實情境的教學模式下開展習題教學的必要性及可行性。介紹了基于真實情境的習題課教學模式的基本流程，并以該模式下“追及相遇問題”的習題課設計為例，說明了該模式在高中物理習題課教學實踐中的可操作性及價值。本課例從真實情境到模型建立再到變式探究，逐層深入，落實了物理學科核心素養，有助于學生科學思維的鍛煉，構建了科學高效的習題課課堂。

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］王文靜．情境認知與學習理論研究述評［Ｊ］．全球教育展望，２００２，31（１）：５１－５５．

［３］姚留兵．高中物理習題教學需要“新鮮”情境［Ｊ］．中學物理，２０１４，３２（９）：４７．

［４］朱世軍．基于物理真實情境的習題教學實踐研究［Ｊ］．高中數理化，２０２０（４）：３９－４０．（欄目編輯" " 趙保鋼）

收稿日期：2023-08-28

基金項目：廣東省教育科研“十三五”規劃課題“物理習題的變式教學實踐與研究”（2020YQJK456）。

作者簡介：古煥標（1978-），男，中學高級教師，主要研究方向為中學物理教學。