核心素養導向下高中物理教學情境創設的策略分析

摘 要：教育改革的推進使高中物理學科的教學重心由知識導向轉變為素養導向。在這一背景下，高中物理教師需要重視學生核心素養的培養，以情境創設為主要方法，引導學生在真實的情境中發展和提升核心素養。文章主要提出了核心素養導向下高中物理的六大情境創設策略，分別為物理學史情境、故事情境、信息技術情境、實驗情境、問題情境與生活情境，旨在提高高中物理教學質量。

關鍵詞：素養導向；高中物理；教學情境；創設策略

《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂，以下簡稱《課標》）指出，學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。基于《課標》的相關要求，結合當前物理學科高考以情境為主的考查方式，高中物理教師應在物理教學中堅持情境教學法，通過創設教學情境，提高學生物理成績，激發學生學習興趣。

一、核心素養導向下高中物理教學情境創設的原則

（一）誘發性原則

誘發性原則主要指教師在創設物理教學情境時，應堅持情境是物理知識的載體這一觀念，借助情境激發學生的求知欲望，促使學生為解決問題形成一個合適的思維意向。在教學中，教師需要結合學生的認知基礎、思維方式、學習能力與生活經驗，創設具有誘發性特征的物理教學情境，引導學生結合自身的認知經驗和思維習慣探索新的知識，打破原有的認知結構，將新知識納入原有的知識體系中，形成新的認知結構[1]。

（二）針對性原則

物理教學情境創設的核心目的在于提升教學效果。然而，受到學生間能力、水平、基礎等的影響，其在知識的接受程度與學習效率方面也存在不一致，因此需要教師結合學生學情特點創設針對性的教學情境。除此之外，針對性原則還強調，教師應創設與教學內容密切相關的教學情境。為此，教師需要細致研讀教材與《課標》的相關要求，保證創設的教學情境具有針對性。

（三）科學性原則

科學性原則強調，在教學中，教師應創設以科學事實為依據的情境，所選擇的情境創設素材必須是正確的、科學的以及符合客觀認知規律的。物理是一門具有較強科學性、客觀性的學科，物理學中的概念、原理、規律、方法與思想是科學家們經過長時間的探索、實驗、驗證和總結而得來的，極具嚴謹性，不可隨意更改。因此，在創設教學情境時，教師需要堅持科學性原則，既要保證選擇的情境素材具有真實性和科學性，也要注重教學語言應用的精確性，以及教學實驗操作步驟和流程的規范性[2]。

（四）趣味性原則

興趣是學習的重要動力來源，若想讓學生在物理領域取得長遠的發展，以及提升學生現階段的物理成績和能力，教師需要遵循趣味性原則，盡可能創設生動、有趣的教學情境，激發學生的物理學習興趣。高中生正處于認知觀念形成的重要階段，這一階段的學生不僅有著強烈的探索欲望，樂于探索各種未知的現象和規律，也樂于在生活中驗證學到的物理知識。教師可以利用高中生的上述特點，創設引人入勝，與生活實際相關的情境，點燃學生的學習熱情，營造良好的學習氛圍。

二、核心素養導向下高中物理教學情境創設的策略

（一）創設歷史情境，感受科研精神

物理學史中蘊含著豐富的教育教學價值。教師可以創設以物理學史為基礎的歷史情境，充分發揮物理學史的教育教學價值，培養學生科學、嚴謹的學習態度，發展學生科學態度與責任核心素養。在課堂教學中，教師可以為學生講述物理學家們探索物理知識的過程，為學生提供思考物理現象和物理問題的歷史情境，讓學生在真實的歷史情境中經歷知識的“物理化”過程，使其感受到物理學發展的不易以及物理科學家們的科學探究精神[3]。

例如，魯科版高中物理選修三《能量的轉化與守恒》一課的教學中，教材中首先介紹了19世紀人們開始研究能量守恒定律的原因：法拉第發現的電磁感應現象實現了將機械能轉化為電能，人們開始思考不同形式的能量在轉化過程中是否存在數量上的對應關系。接著，通過“邁爾的發現”“焦耳的研究”“亥姆霍茲的貢獻”還原了能量守恒定律的發現過程：1842年，邁爾在論文《論無機界的力》中，從“無中生有，有中生無”和“原因等于結果”等哲學觀點出發，提出了能量守恒的思想；1840—1879年，為驗證能量守恒猜想，焦耳用了近40年的時間，先后進行了400多次實驗，為能量守恒定律提供了不容置疑的證據；1847年，亥姆霍茲在理論的基礎上，概括和總結了能量守恒定律。教師可以在正式教學開始前，向學生介紹上述能量轉化與守恒定律的發展歷程，以此為基礎引入后續課堂教學內容。

能量守恒定律從發現到驗證再到完善，經歷了漫長而曲折的過程，在這個過程中，多位科學家付出了不懈的努力和堅持，不僅向學生展示了科學研究和探索的艱辛，也體現了科學家嚴謹的科學態度。通過引導學生回顧能量守恒定律的發現過程，有利于學生理解物理學探索的本質，汲取科學家們嚴謹求實、堅持不懈的精神，有效培養其科學、嚴謹的探究態度。

（二）創設故事情境，激發學生的學習興趣

創設故事情境有利于激發學生的學習興趣，能夠幫助學生更好地理解和記憶知識。在課堂教學中，教師可以選取與教學內容有關的故事素材，利用故事情境激發學生的好奇心和求知欲，提高學生的課堂活動參與度[4]。

例如，魯科版高中物理選修一《光的折射》一課的教學中，光的折射主要指光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向會改變的現象。學生在初中階段已經學習過光的折射現象，本節課是對初中階段所學基礎知識的拓展與延伸，除需要學生能夠體會生活中光的折射現象以外，還要求學生理解光的折射定律，知道折射率的概念以及折射率和光速的關系。在教學時，為喚醒學生對于初中階段所學知識的記憶，教師可以創設故事情境引入“光的折射”這一主要教學內容。具體而言，課堂教學開始前，教師可以講解《封神榜》中，商紂王打獵時看到了蘇妲己在河邊戲水的海市蜃樓幻象，要求李靖前往西岐尋找的故事，并詢問學生海市蜃樓幻象的產生與光的哪一現象有關，引導學生回顧初中階段所學的知識。

《封神榜》作為中國古代經典的神話小說，學生或多或少對其中的故事和主要人物有所了解，以此為基礎創設簡短的故事情境，能夠有效引導學生注意力回歸課堂，提升課堂教學的質量和

成效。

（三）應用信息技術，創設視聽情境

應用信息技術創設多媒體情境，通過展示圖片或視頻，給予學生動態和靜態的視覺與聽覺沖擊，不僅能夠為學生直觀展現各種物理現象和原理，使學生得以充分理解知識，還有利于激發學生的學習熱情，讓學生充分融入多媒體所營造的學習氛圍中。在創設基于信息技術的多媒體情境時，教師需要精心選擇素材，可以使用網絡中的教學資源，也可以利用幾何畫板等軟件制作動態模型，利用錄屏軟件等制作微課教學視頻。

例如，魯科版高中物理必修二《萬有引力定律的應用》一課的教學中，本節課包含一個經典的衛星變軌問題，理解這一問題能夠為后續學習人造衛星相關知識奠定良好的基礎。在本節課之前，學生已經學習過了勻速圓周運動等內容，知道衛星繞著地球在繞地軌道上做勻速圓周運動時，遵循“越高越慢”的規律，但部分學生在學習本節課內容時，難以理解為何衛星由低軌道到高軌道在經歷了兩次加速后，在高軌道上的運行速度相對于低軌道上的運行速度會變慢。為解答學生的疑問，教師可以制作衛星變軌的動態視頻學習資料，讓學生直觀地觀察到衛星變軌的過程。衛星在低軌道上進行第一次加速時，速度會增加，進入橢圓轉移軌道，這個橢圓轉移軌道的近地點位于原來的低軌道上，而遠地點則位于目標高軌道上。第二次加速時，衛星到達橢圓轉移軌道的遠地點，通過加速進入高軌道，然而由于高軌道相較低軌道距離地球更遠，因此衛星受到的重力作用也就更弱，相對于低軌道上的運行速度會變慢。

通過將衛星變軌的過程分解并以視頻的形式展示給學生，讓學生直觀地觀察到衛星速度的變化，有利于學生掌握衛星變軌問題的原理，以及加深對萬有引力定律的認識。

（四）創設實驗情境，促進探究實踐

實驗是物理教學中的關鍵環節，教師可以在實驗教學中創設教學情境，通過情境化的物理實驗教學創建積極的互動環境。常用的物理情境主要包括類比情境、質疑情境、問題情境、探究情境等。教師需要結合不同的教學內容針對性地創設教學情境，引導學生在實驗中自主探究與學習，有效發展學生科學探究能力。

例如，魯科版高中物理必修三《靜電的產生及其微觀解釋》一課的教學中，本課主要教學內容為“靜電的產生”與“產生靜電的微觀解釋”。摩擦起電是常見的使物體帶電的方式之一，為幫助學生更好地認識這一原理，教師可以設計一個簡單的“靜電章魚”實驗，創設探究情境。教師需要準備塑料絲、PVC塑料管和動物皮毛作為教學材料，并將數根塑料絲的一端捆在一起后固定在支架上，塑料絲自由下垂。接著，在課堂教學中，教師需要用動物皮毛反復摩擦PVC塑料管，并向學生解釋摩擦起電的基本原理。操作完畢后，將摩擦過的PVC塑料管緩慢地靠近懸掛的塑料絲章魚，學生會觀察到塑料絲的“觸手”開始彼此排斥和分散開來，塑料絲彼此遠離，形成類似章魚觸手張開的形態。結合這一現象，教師可以提出問題引導學生感受靜電：“為何塑料絲彼此會排斥和分散開來？帶靜電的物體相遇后會發生什么？你還知道哪些與靜電章魚相似的物理現象？”在此基礎上，教師還可以要求學生以小組為單位，自主設計能夠證明靜電原理的實驗，進一步探究生活中的靜電現象。

通過“靜電章魚”實驗，學生能夠直觀地觀察到摩擦起電的過程，以及在靜電的作用下，塑料絲上的電子因攜帶同種電荷而相互排斥，認識到物理規律是依存于實驗探究而得出的，這能夠為后續電荷守恒定律等問題的學習奠定良好的基礎。

（五）創設問題情境，培養學生的思維能力

思維活動通常由問題展開，而問題又是引導學生思考與探究的重要方式，因此，教師可以在物理教學中創設問題情境，借助問題發展和提升學生的思維能力。學習是不斷發現問題和解決問題的過程，學生在解決問題的過程中，將完成對知識的自主建構，并在猜想問題和驗證猜想的過程中獲得思維能力的提升與飛躍[5]。

例如，魯科版高中物理必修一《速度變化規律》一課的教學中，本節課的主要教學目標之一為讓學生理解何為勻變速直線運動。所謂勻變速直線運動，主要指物體加速度保持不變的直線運動，具有加速度的大小和方向都不變的特點。基于勻變速直線運動的概念和特點，教師可以設計如下問題鏈：

1.某汽車駕駛員在駕駛汽車時做變速直線運動，時刻（t/s）0，5，10，15，20時，對應的速度（km/h）

分別是10，20，30，40，50。結合記錄的數據，你發現了什么？

2.如何判斷物體是否在做勻變速直線運動？依據有哪些？

3.物體的加速和減速是由哪些因素決定的？勻加速直線運動和勻減速直線運動之間的相同點和區別有哪些？

通過自主探究上述問題，學生能夠理解和認識到何為勻變速直線運動，特點有哪些，以及如何判斷物體在做勻變速加速運動或者減速運動。

（六）聯系生活實際，創設生活情境

物理學科與學生的生活之間有著緊密的聯系，通過在課堂教學中聯系生活實際，創設生活化教學情境，有利于引導學生將所學的物理知識應用于實際生活中，有效培養學生的物理應用意識。在教學中，教師應積極挖掘生活中的物理教學素材，從貼近學生日常生活的角度出發，為學生構建生活化的物理課堂，讓學生感受到物理學習的實際意義。

例如，魯科版高中物理必修一《重力與重心》一課的教學中，本課的主要教學目標之一為讓學生理解重力的概念以及認識到日常生活中的重力現象。基于這一教學目標，教師可以在為學生簡要講解重力的概念后，出示一張建筑工人在建筑施工時，使用重垂線檢測墻壁是否垂直的場景，要求學生思考，為什么重垂線能夠用于檢測墻壁是否垂直。學生需要結合所學的重力相關知識展開自主探究，理解和認識到，重垂線利用了重力，始終指向地心，因此可以作為垂直方向的參考，如果重垂線與墻壁平行，則表示墻壁是垂直的，如果不平行，則墻壁不垂直。接著，教師可以引導學生思考，在日常生活中，還有哪些場景中應用到了重力的概念，深化學生對重力的認知。

通過為學生創設日常生活中應用物理知識的情境，引導學生展開自主探究，既有利于提升學生對重力的認識，也有利于學生認識到物理學科與生活的聯系，形成以物理的眼光觀察世界的意識。

結束語

綜上所述，文章主要針對核心素養導向下的高中物理情境教學原則與情境創設策略展開探討。高中物理教學中，教師在創設情境時，應堅持誘發性、針對性、科學性和趣味性原則，為學生營造良好的物理學習氛圍，調動學生的課堂學習積極性。此外，教師可結合具體的教學內容與目標，通過創設故事情境、實驗情境等，激發學生的求知欲和好奇心，使學生更加積極主動地參與課堂學習，提高學習效率。

參考文獻

[1]鞠曉玲.核心素養導向下高中物理教學中問題情境的創設[J].數理天地（高中版），2023（12）：82-84.

[2]戴輝.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的探索[J].高考，2021（33）：95-96.

[3]張彩霞.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的研究[J].數理化學習（教研版），2021（2）：9-10.

[4]肖敏.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的探索[J].中學課程輔導（教師教育），2020（14）：65-66.

[5]夏立兵.核心素養導向下高中物理教學中問題情境創設的探索[J].高考，2020（16）：96-97.