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在高中物理教学中真实问题情境的创设策略探究论文

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2026-01-27 14:31:38    来源:    作者:xuling

摘要:文章从高中物理教学中真实问题情境创设的意义出发,提出了相应的原则和策略,旨在推动情境创设理念在高中物理教学中的落实,提高高中物理教学质量。

  摘要:真实问题情境创设作为一种有效的教学方法,对培养高中生的物理素养具有显著作用。在高中物理教学中,创设真实问题情境不仅能够有效提升学生的学习动机和学习兴趣,促进学生对物理学科知识本质的认识,还能培养学生的问题解决能力和批判性思维。基于此,文章从高中物理教学中真实问题情境创设的意义出发,提出了相应的原则和策略,旨在推动情境创设理念在高中物理教学中的落实,提高高中物理教学质量。

  关键词:高中物理;问题情境;教学策略

  《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)强调了情境创设的重要性,指出教师要创设具有启发性、能够促进学生主动学习的情境。当前的高中物理教学存在教学方法单一、缺乏互动等问题。对此,教师可以尝试将抽象的物理知识融入直观、生动且具有启发性的真实问题情境中,让学生在分析、思考、解决情境问题的过程中了解并掌握物理知识,进而提高学生的学习效果[1]。

  一、高中物理教学中创设真实问题情境的意义

  一方面,真实问题情境的创设有助于激发学生的学习兴趣,促使学生保持充足的探索动机。主动学习是深度学习的重要表现,而在传统的高中物理教学中,由于教学内容抽象性较强、教学方法单一等问题,学生往往学习效果不佳,且难以形成自主学习意识。真实问题情境的创设有助于增强教学内容与学生现实生活之间的关联,让学生可以从自己的生活入手探索学科知识,降低畏难情绪,从而逐步增强学习主动性。

  另一方面,创设真实问题情境有助于培养学生的问题意识,提高学生的问题解决能力。新时代背景下,高中物理教学应当与时俱进,培养适应社会发展需要的创新型人才,而问题解决能力则是创新型人才必备的基本素质之一。借助真实问题情境的创设,学生能够在自行发现、提出、解决问题的过程中建立基本思路,并最终实现思维品质、问题解决能力以及实践能力的全面提高,从而落实新时代的育人目标[2]。

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  二、高中物理教学中真实问题情境创设的原则

  (一)真实性原则

  真实性原则要求教师选择的情境素材必须来源于现实生活、科技运用以及科学探究,而非虚构的、脱离实际的假设。教师要确保学生能够在真实的问题情境中感受到物理知识的价值,进而增强学生的学习动机,发展学生的应用意识。真实性原则的实施要点如下:素材贴近生活;问题真实可信;情境探究具有可操作性。例如,在“焦耳定律”的教学中,教师可使用“为什么手机充电时会发热?如何避免过热导致的危险?”等问题来创设问题情境,并向学生展示一些新闻案例,让学生探讨其中包含的科学原理,以此来促进学生对焦耳定律的认识。这一真实问题情境与学生的生活密切相关,且具有启发性,有助于提升学生的迁移运用能力[3]。

  (二)逻辑性原则

  逻辑性原则强调教师创设的真实问题情境必须具有严谨性,能够引导学生建立完整的思维链条,即在探索真实问题情境的过程中,学生可以经历从现象分析,到提出问题,再到假设验证,最后得到结论的思维过程。逻辑性原则的实施要点如下:设计符合情境特征的问题链条,保证问题之间的递进性,避免跳跃式提问;问题情境的提出要符合学生的认知规律,避免直接给出复杂的公式或定理。例如,在“牛顿第二定律”的教学中,教师可基于“为什么电动车的加速比燃油车快”这一情境问题,引导学生展开学习,并基于学生的认知规律,设计递进性的问题:“加速度是由什么因素决定的?电动机和燃油机的动力输出方式有什么不同?为什么电动机可以提供更大的瞬时扭矩?”这样让学生按照由浅入深的方式展开对问题情境的探索,可以提高学生的学习效果。

  (三)丰富性原则

  丰富性原则是指教师创设的真实问题情境要具备多样化的呈现方式(包括物理实验、视频、数据等),同时还要联系多学科知识,避免单一化、枯燥化。丰富性原则的实施要点如下:使用多种形态的资源来呈现情境,包括视频、实验等,以增强情境的直观性;注重物理知识与其他学科知识之间的关联;强调学生在情境探究中的开放性讨论,允许学生从不同的角度提出解决问题的方法;重视课堂生成性资源的开发利用。在创设问题情境的过程中,教师要善于观察学生的好奇心、质疑能力,并根据学生的反馈调整情境内容,进一步丰富问题情境的内涵。
       三、高中物理教学中真实问题情境的创设策略

  (一)立足《课程标准》,锚定问题情境创设方向

  《课程标准》是教师开展教学活动的主要依据,有助于教师把握教学方向,提升教学的精准性。在高中物理教学中,教师要分析《课程标准》,了解核心素养培养的重点,由此来选择适合的情境素材,锚定问题情境创设的方向。在实际教学中,教师应将《课程标准》的要求与学情、教学资源等要素整合在一起,从而进一步优化情境创设思路。

  以“自由落体运动”的教学为例,《课程标准》对这一内容提出了三个教学要点:一是引导学生通过实验的方式探究自由落体运动的规律,促使其认识理想化的模型方法,这一要求涉及对学生科学探究的培养;二是引导学生认识重力加速度的概念,促使其建立匀变速直线运动的模型,这一要求关系到对学生物理观念的培养;三是引导学生研究相关的物理历史,比如让他们通过研究伽利略实验来感受科学探究的魅力,这一要求涉及对学生科学态度的培养。基于上述要求,在创设真实问题情境的过程中,教师不仅要积极引导学生关注生活中的物理现象,还要借助创设问题情境的方式来锻炼学生提炼科学问题、建立物理模型的能力。教师可以采取多样化的真实问题情境创设手段。比如,教师可以选择“某大厦玻璃从80米的高空下落砸坏汽车”的实例来创设问题情境,以此引起学生对相关物理现象的关注,并引导学生展开科学探究、物理建模等学习活动;也可以选择“手机厂商进行手机跌落测试”的素材来创设问题情境,引导学生关注科学技术与社会之间的关系。总之,在创设真实问题情境的过程中,教师要加强对《课程标准》的分析,基于其要求明确教学方向,进而选择合适的素材来创设真实问题情境,促进核心素养培养要求的落实[4]。

  (二)优化创设方式,提升问题情境创设效果在新课程改革背景下,教师要树立创新意识。

  在对《课程标准》有正确认识的基础上,教师要尽可能丰富情境的创设方式,以更好地吸引学生的注意力,促进学生参与教学活动的积极性,提升真实问题情境的创设效果[5]。

  1.利用物理故事创设真实问题情境

  物理学科知识具有较高的抽象性和复杂性,晦涩难懂的公式和定义容易导致学生产生厌烦情绪,阻碍学生的深度学习。对此,为提高学生的学习动机,教师可以充分利用物理知识相关的背景、故事等创设真实问题情境,借助生动有趣的故事来激活学生的思维,引起学生对教学主题的关注。

  例如,在“电磁感应现象及应用”的教学中,教师可利用“法拉第十年探索电磁感应现象”的故事来创设真实问题情境。具体来说,教师可先借助多媒体设备为学生展示图像和视频,并讲述屏幕中的内容:“1831年,法拉第在实验室中发现了一个奇怪的现象:当磁铁快速插入线圈中时,电流计指针会发生偏转。但是他之前尝试了将近十年的时间都没有成功,当时还有人嘲笑他,认为他浪费时间去研究‘磁生电’这种现象是在做无用功。”在讲述了故事之后,教师可按照“从现象到本质再到应用”的基本规律,向学生提出探究性问题:(1)假设我们用缓慢的速度来移动磁铁,电流计指针是否还会发生偏移?如何使用实验的方式来验证自己的猜想?(2)法拉第在十年的研究中可能忽略了什么因素,才导致一直失败?(3)假设可以穿越到1820年,你会如何设计实验来说服当时的人们,让他们可以理解和接受法拉第的想法?之后,围绕这一问题情境,教师可组织学生展开猜想假设、实验探究等活动,让学生在还原科学历史、探索科学家经历的过程中掌握电磁感应原理。借助物理故事,教师能够让学生轻松探索知识,实现寓教于乐。需要注意的是,在借助物理故事创设问题情境时,教师要避免故事过于冗长,将核心情节控制在几分钟之内,并且适当使用图片、视频等资源来补充情节,以促使学生可以更好地进入探索状态。

  2.借助物理实验创设真实问题情境

  物理实验具有可操作性、直观性等特征,能够有效拓宽学生思维的深度和广度,增强学生的科学探究意识。在高中物理教学中,教师可以借助物理实验来创设多样化的真实问题情境,让学生能够从实验现象出发思考物理原理,锻炼动手操作能力和思考能力。同时,借助物理实验创设真实问题情境也有助于培养学生严谨的思维方式,让学生可以更深入地探索物理知识的本质,发展物理学科核心素养。

  例如,在“机械能守恒定律”的教学中,教师可借助物理实验创设问题情境。具体而言,教师可先借助多媒体设备向学生展示有关过山车的视频,并向学生提出问题:“在过山车到达最高点的时候,不需要引擎驱动就可以向下俯冲,这是为什么?它的能量是从哪里来的?”结合过去的学习经验,学生很快得出了“重力让过山车向下滑”的结论。接着,教师继续追问:“如果能量得到了完全转化,为什么过山车不能回到原始的高度?”在引起学生的质疑之后,教师可将学生分成几个小组,为他们提供弧形轨道、钢球、电子秤等材料,让他们借助这些材料模拟过山车的场景,在实验探究中完成对机械能守恒定律的验证。学生需要测量钢球从不同高度滚下时的末端速度,并验证机械能守恒定律的理论值。在学生展开实验探究的过程中,教师可继续提出问题:“消失的能量去了哪里?如何以实验的方式来证明是摩擦导致了能量损失?假设你是一名工程师,你会通过怎样的设计来减少过山车的能量损失?如果直接在过山车轨道上抹润滑油,可能会导致什么风险?”如此一来,教师借助实验创设问题情境,能够让学生在动手操作中构建知识体系,锻炼综合素质,对理论知识形成更加深刻的认识,进而提升课堂教学效果。

  3.结合生活案例创设真实问题情境

  物理知识来源于现实生活,不论是物理定律、公式还是概念,都与现实生活存在密切的关联。在高中物理教学中,教师可以借助生活案例来创设问题情境,进而提升学生发现问题、解决问题的能力。在这个过程中,教师要充分激活学生的已有生活经验,并鼓励学生从生活现象中筛选物理知识,从中提出更多的物理问题,提升物理素养。

  例如,在“动量定理”的教学中,教师可借助生活中的案例来创设问题情境。具体来说,教师可以播放视频的方式向学生展示生活现象,并进行解说和提问:“鸡蛋从高处落下会破碎,但是如果掉在了海绵上,则不容易破碎;汽车都安装了安全囊,当汽车发生碰撞时,安全囊会弹出,减轻乘客受到的损伤。这些现象都说明了什么道理?你是否可以从物理的角度来阐述这些现象?”借助这一生活问题情境,教师能够让学生发现不同物理现象的共性,思考其中的变量,进而引出本节课的学习主题——动量定理。接下来,教师可再从情境出发,引导学生探索动量定理的内涵,让学生结合真实的生活现象来理解抽象的物理知识,从而提升学生对新知识的学习效果。

  四、结束语

  在高中物理教学中,真实问题情境能够增强教学的启发性、趣味性,提高学生的课堂参与程度,让学生乐于思考和探究,进而提升课堂教学质量,更好地实现对学生核心素养的培养。在创设真实问题情境的过程中,教师要处理好课堂预设与课堂生成之间的关联,根据学生的实际反馈,对情境内容、情境问题进行适当调整,使之能更好地适应学生的认知规律,取得更好的教学效果。同时,教师也要形成创新意识,合理使用实验、信息技术等手段,丰富问题情境的内容,从而更好地实现教学目标。


参考文献

  [1]何文斌.高中物理真实情境问题解决的教学实践研究:以高三电磁感应大题复习教学为例[J].数理天地(高中版),2025(6):100-102.

  [2]唐子怡,张丽娜.基于桥梁建造的“力的分解”情境化教学设计[J].物理教师,2025,46(2):44-46.

  [3]岑显焯,刘铧鸿.基于真实情境的问题链设计在高中物理课堂的应用[J].数理天地(高中版),2025(2):127-129.

  [4]张进宝.高中物理教学中创设问题情境的策略[J].家长,2024(31):111-113.

  [5]吴学强.情境化教学在高中物理规律教学中的应用研究[D].延安:延安大学,2024.