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基于情境教学理论的物理模型教学研究
摘 要:情境教学主要是指在一定情境下进行特定场景和色彩情绪的建设,并吸引学生融入到情感中,唤醒学生的情感,使学生的思维得到有效发散。情境教学理论的存在已经具备悠久的历史,它从出现到如今,都受到了较多学者的关注和研究。物理模型教学是解决科学抽象的实际问题之后得到的反映事物本质特点的表征,在高中物理教学中有着非常重要的位置。随着如今新课改的完善,物理教师在教学时,需要在教学中积极运用情境教学理论来帮助学生进行物理模型知识点的学习,这样可以促进学生深入理解,从而提高学生学习效率。
关键词:情境教学理论;物理模型;高中物理
引言
高中物理课程包含的知识点较为丰富,所具备的教学难度较大,如果只是通过单一、重复的方式来进行学习,将会严重影响学生学习的效果,并限制教师教学的质量。物理模型教学主要是在物理概念和规律的基础上进行立体化认知结构形成,在高中物理教学中,物理模型教学是学生学习中最为困难的一部分,也是理论知识和实践问题结合的有效途径。随着如今核心素养教学理念的渗透,教师在教学时,需要在科学思维界定下进行模型的构建,并对学生强调物理模型教学的重要性,此外,教师在教学时,还需要结合实际情况来教学,这样可以促进学生科学素养的提高。
一、高中物理模型教学中存在的问题
(一)忽视模型构建意义,缺少价值认识
在高中物理课堂中,物理模型是物理教学中最为重要的思维工具,也是进行物理知识教学的基本保障,物理模型教学可以促进学生科学思维能力以及解决问题能力的提高。现如今,多数物理教师在教学中,并没有认识到物理模型教学的重要性,且在教学中没有过多对物理模型教学进行介绍,从而导致学生对物理模型缺少正确的认知。受传统教学思维的影响,高中物理教材中关于物理模型教学并没有进行详细的定义和分类,且高考对于物理模型也没有进行要求的提出,教师在教学中,没有主动了解新课标对物理模型和建模表述资料的查询。在高中物理教学中,关于物理模型教学的理论和现实资料少之又少,且多数教师并不关注物理模型构建的意义,也没有正确认识到物理模型教学具备的价值。
(二)模糊物理模型引入过程,感性材料缺少
高中物理教学中进行物理模型的应用本身就对学生的思维提出来较高的要求,如果学生在学习中缺少一定的感性材料,那么学生在进行物理模型学习时,只会处于表面了解,在面对物理模型问题时,无法进行有效解决,从而限制了学生物理学习的效率。此外,营造轻松愉快的教学情境是课堂具备较强趣味性和互动性的关键,将情境教学理论融入到物理模型教学中可以有效促进学生个人认知能力的提高,并改变传统单一、乏味的课堂教学,情境教学理论可以有效促进学生学习兴趣的提高。但如今,影响情境教学理论融入到物理模型教学中的主要问题就是缺少一定感性材料,并且教师在进行物理模型引入中模糊了物理模型映入的过程。教师在教学时,更加注重自身的主观性,而忽视了感性经验对学生模型构建的重要性。
(三)弱化模型建立历程,缺少模型认知
物理模型具备的抽象对学生客观表现的分析有着决定性作用。但是受教师教学进度影响,教师在教学中,并没有主动进行教学情境的构建,并且在教学时,不会引导学生经历模型建立的过程,甚至部分教师在教学时,只是对学生进行模型定义和考试重点内容进行教学。学生在学习中,只是对这一知识掌握了一个大概,并没有正确认识模型。受传统应试教育的影响,教师在教学时,并不会注重对模型构建过程进行教学,在教学中,只是进行理论知识点的讲解和教学,导致学生缺少一定的模型认知。受这些情况的影响,学生和教师对于物理模型的认知都不全面,学生在进行相关问题回答时,受到了较多限制,从而影响了学生学习的效果。
(四)删减模型应用过程,缺少问题解决能力
物理模型教学的真正目标不仅是让学生掌握与模型相关的知识点,还要提高学生应用物理模型解决实际问题的能力。多数高中学生在进行物理模型学习中,经常会出现,无法从情境教学背景中提取模型,尤其是在面对与日常生活和社会发展相关的现实和复杂情况时。造成这种情况的原因是,一方面,教师倾向于将问题中的各种复杂情境抽象化之后呈现给学生,限制了学生信息处理能力的提高,使他们运用教师给予的结果进行学习已经成为较为常见的事情,多数学生在学习中缺少独立分析情境能力;其次,教师引导学生使用解决模型解决问题的意识较差,大多数教师和学生倾向于依赖解题模板。所以,学生在学习中缺少应用模型解决问题的能力,更别说学生将物理模型解决问题的思维应用到实际生活当中。
二、基于情境教学理论下物理模型教学策略
(一)建设情境来进行物理模型引入
物理模型主要是对客观物理的属性以及动态变化过程进行简单模拟,并通过简单描述来进行实施,物理模型也是感性材料和抽象物理理论的结合。从实际来说,具备高效性的物理模型教学需要通过真实、感性的情境来进行引入,良好的情境中需要包含多种不同的科学事实,如果教师在教学时,合理进行情境的建设,那么将对物理模型的引入教学提供较大帮助。
1.明确目标,提高情境精准性
情境主要服务于教学,它主要是为了达成教学目标而进行实施的主要工具。教师在教学时,不能只是注重对情境教学的表面实施,还需要考虑到情境教学对模型教学的重要意义。明确情境目标教学可以使教师通过在实际教学中反复进行选择和创建情境。通过情境教学来进行模型的引入,可以避免学生出现认识误差,从而为学生进行学习提供具备参考意义的感性材料,使学生的思维的得到有效发散,也为教师进行物理模型构建必要性教学奠定基础。
教学情境案例:《电场强度》
教学分析:引入电场线主要是为了更加清楚的向学生讲述电场,同时也为后续进行电势等相关内容的教学提供帮助。它主要是从实验现象抽象模拟来的,是物理教学中最为重要的模型,同时也是减少学生认知难度的关键,在进行这一模型构建中可以从日常生活中进行素材的整理,这样可以促进学生思维的提高。
情境:触摸起电机实验
教师在进行这一教学时,可以邀请学生进行起电机的触摸,之后在根据触摸起电机之后头发为什么竖起来散开的原因进行提问。
在这一过程中,教师需要给予学生思考的空间,当学生思考之后,在根据这一现象进行解释,并引入电场概念,这样可以促进学生认知能力的提高,并使学生参与到物理情境教学当中。
2.取材合理,突出学生主体性
高中物理教师在进行情境创设教学时,需要在课堂教学中突出学生的主体性,并结合学生的实际学习水平来进行难易程度的选择,这样不仅可以促进学生对知识点的掌握,还可以提高学生的自信心。在学生第一次进行物理模型学习时,教师需要较少学生对知识点的认知难度,并充分考虑模型本质的进程,这样可以提高学生学习的效率。除此之外,教师在教学时,需要确保情境教学的本质,减少一些加工痕迹,这也可以提高数据的真实性,从而帮助学生解决现实中遇到的问题。
教学案例:《普朗克黑体辐射理论》
教学分析:微观世界的量化现象本身就是物理学的部分内容,学生在学习中,对于这一方面的知识理解较少,他们的感性认识和知识储备不足。因此,为了帮助学生有效进行理解,教师在教学时,可以结合学生实际生活来进行黑体模型的映入,并结合情境来进行改进。
情境:为什么冬天要穿黑色的衣服?
教师:在寒冷的冬天里,我们穿什么衣服最保暖,其中具备什么原理。
学生:黑色的衣服最保暖,因为黑色可以吸热。
通过进行情境教学,可以帮助学生更为直观地进行学习,从而有效提高了学生课堂学习的效果。
(二)“去情境”阶段的模型提取策略
当学生形成一定模型认知之后,教师需要引导学生对模型进行有效分析,进行模型分析,是物理模型和物理理论教学的互动过程,也是要求学生在这一情境中进行客观观察,从而提高学生的具体化认知。
1.引申类比,推理相似属性
在抽象逻辑思维中类比是其中最为重要的一个类型,也是物理学习中最为典型的一种思想方法。引申类比的教学思路主要是根据不同的物理模型在相似的属性中已知一个或者是一类模型从其他的特定属性进行推理,从而得出一个特定结论。在“去情境”中,教师需要选择多种不同的方式来促进学生思维的开发,这样可以使学生的物理掌握能力得到有效增加。
2.对比变异,掌握关键特征
学生在进行学习时,与实物的差异感知有着较大关系,本文中的策略重点强调改变模型的一种非本质的特征,并以此来展现出模型的关键要素。此外,在这一教学中,教师需要引导学生在进行变异策略学习中的主动性,引导学生主动对比情境中存在的差异,这样才能提高教师教学的效率。
教学案例:《圆周运动》
教学分析:当学生匀速圆周运动模型产生一定感性认知之后,教师可以通过进行故事情境的创设,来引导学生自主进行情境中关键要素的提出,这样既可以帮助学生掌握学习方式和技巧,还可以帮助学生明白模型建立的重要性。
(三)“再情境”阶段的模型应用策略
模型应用是模型知识变成用模能力的关键阶段,并且提高学生解决实际问题也是教师进行物理模型教学的根本。教师进行物理模型教学过程主要是学习迁移的过程,是学生在掌握一定模型知识和建模技能之后的活化。所以,学生在面对不同问题背景时,进行知识迁移是非常有效的,教师在教学时,也需要根据具体的教学目标来进行情境个性化选择。
1.形近易解,相似情境迁移
在进行问题解决中感知情境是其中最为重要的一步,也是第一步。学生在进行物理模型接触时,对物理模型的形成理解并没有达到一定程度。所以,教师在教学时,需要设计较为简单明了的问题情境,主要意思是教师在进行设计时,需要学生容易解答出来,并且具备一定的相似度,这样可以提高学生学习的自信心,使学生愿意进行学习,为学生进行建模规律的掌握也提供较大帮助。教师在进行这一部分教学时,首先需要考虑学生自身对知识点的理解水平,来进行设计,这样可以丰富学生对建模知识的掌握,并满足新课改对教学的需求。
2.同中有变,拓展情境迁移
物理存在的问题各不相同、千变万化,但是在传统物理教学中,非常容易让学生在出现一点变化问题条件下手忙脚乱。物理问题中存在质同形异、形同质异的情况非常常见,并且在新高考和新课改的背景下,相类似的物理问题越来越多,也为学生进行物理知识点的学习带来了新的挑战。因此,高中物理教师在教学时,需要结合实际教学情况来进行情境迁移拓展,并保证同中有变,这样才能帮助学生进行模型的应用和迁移,使学生在情境中可以使用多变的解题方式,也促进学生对于本质属性和非本质属性的判断能力得到提高,加深学生对物理模型使用的范围。
教学案例:《实验:探究平抛运动的特点》
教学分析:在进行这一实验时,学生已经掌握了基础的平抛模型特点和规律,教师在教学时,可以通过分层教学的方式来促进不同阶段学生学习的进步,教师可以在课后设计不同层次的问题,并为学生构建合作平台。
教师:大家是否可以对平抛运动的特点和规律进行总结?
当学生总结之后,教师在进行点评,然后在设置不同的问题,让学生根据小组水平来进行完成,这样可以提高学生学习的兴趣,保证课堂教学的效率。
总结
总而言之,教师在进行物理模型教学时,可以通过多种不同的方式来进行情境教学理念的融入,这样不仅可以帮助学生更加直观地进行知识点学习,还可以提高学生对物理模型的认知,从而使学生的学习水平可以得到有效提高。教师在教学时,需要改变传统教学理念,认识到物理模型教学的重要性,这样才能保证学生进行高效的学习,为学生之后进行物理知识点的学习奠定基础。
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本文系长春市基础教育质量提升工程专项课题 ,课题名称《基于情境教学理论的物理模型教学研究》课题编号SQGCZX2022209
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