基于真實情境的問題鏈創(chuàng)設

【摘要】《義務教育物理課程標準（2022年版）》強調(diào)在教學過程中創(chuàng)設真實情境的重要性。教師創(chuàng)設基于真實情境的問題鏈能推動初中物理教學各個環(huán)節(jié)的順利實施，讓學生明白物理知識的學習一直貫穿著問題的解決。教師通過問題設定引導學生自主探索和歸納總結解決問題的思路與方法，以此提高學生的探究和解決問題的能力，符合新課標中“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。【關鍵詞】真實情境；問題鏈；復習課；策略復習課是中學的重要課型之一，教師若能在“溫故”的基礎上創(chuàng)設真實情境引發(fā)學生繼續(xù)探究的興趣，通過問題鏈引導學生延伸思維，進入深度學習，并自主地參與到知識的再建構過程，使原本零散的知識結構系統(tǒng)化、網(wǎng)格化，復習課才能真正起到“知新”的作用，同時也能讓學生在解決問題的過程中提升學科核心素養(yǎng)。一、目前初中物理復習課存在的主要問題復習課是教師幫助學生對已學知識進行系統(tǒng)歸納與整理，從而深化學生對已學知識的理解運用的課型。由于復習時間短、內(nèi)容多、綜合難度大等原因，很多復習課都是教師講解，將學過的內(nèi)容進行羅列和堆砌，相當于把學過的知識再講一遍。因此，學生大多覺得復習課單調(diào)乏味，沒有新的內(nèi)容可學，積極主動性較低。此外，很多教師還會讓學生通過大量做題來鞏固所學知識，以求在講、練的過程中復習相關知識。這樣的教學方式雖然可在短時間內(nèi)提升學生的解題水平，但是一旦遇到新情境探究題或開放性的題型，學生就難以應對，尤其將跨章節(jié)的相似知識放在一起考查時，學生更是手足無措。這樣的教學方式還會導致學生的學業(yè)負擔過重，思維得不到提升。如何使復習課在“溫故”的基礎上引起學生繼續(xù)探索的興趣，促使學生思維的廣度和深度再進一步，主動參與知識再建構的過程，并能實現(xiàn)學科育人的目的，成為教師們需要思考的問題。在實際教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)將情境教學法融入物理復習課中，創(chuàng)設真實的情境，通過問題鏈引線搭橋，以問題引導教學，可以激活學生的思維，活躍課堂氛圍，進而提高初中物理復習課的教學效率。此外，基于情境教學的復習課對于高效建構學生的知識體系，促進學生技能的形成、過程的體驗以及情感的培育等都有一定的積極作用，學生的物理學科核心素養(yǎng)也能得到相應提升。二、真實情境下創(chuàng)設問題鏈的價值杜威最早在教育學意義上運用“情境”一詞，提出思維起于直接經(jīng)驗的情境，并把情境列為教學法的首要因素。即學生的思維還處于初級階段，對一些抽象知識難以理解，需要教師在教學過程中創(chuàng)設基于直接經(jīng)驗的情境，學生融入情境，從而能更好地理解知識，啟迪思維。杜威主張“做中學”，既是從生活中學，也是從經(jīng)驗中學。情境教學法是指在教學過程中有意識地引入或創(chuàng)設生動具體的場景，激發(fā)學生學習和參與活動的興趣，主動參與到知識的建構中，使學生的心理機能得到發(fā)展的教學方法。以圍繞課堂目標達成的基于真實情境的問題鏈為主線的教學，不僅避免了乏味的機械重復式復習，也避免了“題海戰(zhàn)術”的高耗低效，還激發(fā)了學生學習的主動性和探究意識?！读x務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）和之前版本的課標相比，最顯著的變化之一在于新課標在每個主題下新增“情境素材建議”模塊，并在教學建議中明確指出“倡導情境化教學”“突出問題教學”［1］。認真研讀新課標，特別是分析新課標中情境素材的類型及內(nèi)容特點，可以讓教師更好地利用物理情境素材提出的建議，結合當今社會實際情況和所教學生的特點，豐富教學內(nèi)容，使教學更接地氣。所謂“問題鏈”，即教師基于教學目標，圍繞教學重難點，以學情為出發(fā)點巧妙設置的一連串問題。問題鏈可以一環(huán)扣一環(huán)地將教學過程貫通起來，以此激發(fā)學生的好奇心，讓學生帶著問題主動思考，進行知識的回憶和鞏固，從而有效提高課堂教學效率。問題鏈在復習課中的運用不僅可以調(diào)動學生的學習積極性，有利于良好學習氛圍的形成，凸顯以學生為主體的復習方式，還可以實現(xiàn)學生學習能力的強化和良好學習行為的養(yǎng)成，有利于學生形成團隊協(xié)作精神，強化學生的創(chuàng)新能力。［2］筆者在試卷分析時發(fā)現(xiàn)，學生出錯的原因往往是對問題的情境不熟悉或者難以從情境中把物理模型抽象出來。這就要求教師在復習課上多創(chuàng)設真實的情境，讓學生多熟悉一些與生產(chǎn)、生活密切相關的工具、過程等，增強學生對物理原理的情境的認識，使得復習具體化、形象化、生活化、問題化和思維化。精心創(chuàng)設真實情境，創(chuàng)設按順序解決的問題鏈，以問題引導教學，可以引發(fā)學生的情感共鳴，豐富知識的附著點和生長點，讓學生在真實情境與問題解決中真正理解知識、提升能力、發(fā)展思維，從而提高初中物理復習的教學效率。1.創(chuàng)設真實情境的問題鏈，有助于激發(fā)學生的學習熱情新課標指出物理是一門以實驗為基礎的自然科學課程，科學探究是物理學科四大核心素養(yǎng)之一，因此教師在教學方式上應多采用探究式，培養(yǎng)學生的質(zhì)疑思維，使學生掌握科學探究的方法，養(yǎng)成科學思維的習慣。初中生的認知以感性認知為主，因此在復習課的教學設計中采用探究式的體驗活動，可以有效調(diào)動學生的學習積極性。例如在中考專題復習“力學實驗——浮力與密度”時，教師設計“調(diào)制雞尾酒”的真實情境貫穿復習課的始終。與以往的復習方式不同，課程一開始教師就提供足量的綿白糖、水、玻璃棒、膠頭滴管、不同顏色的食用色素（4瓶）和一次性透明塑料杯（5個）給學生，并設置主干問題——“調(diào)制4色‘雞尾酒首先要配置出4杯什么樣的溶液？”，真實的情境立馬吸引了學生，激發(fā)了學生的學習熱情和探究興趣。接著拋出一系列子問題：（1）如何配置出4杯顏色和密度都不同的溶液？（2）現(xiàn)有4杯事先配置好的不同密度和顏色的溶液，接下來你如何調(diào)制“雞尾酒”？（3）若要測溶液的密度，實驗原理是什么？（4）需要哪些測量工具？（5）具體如何操作？利用主干問題下分支出的子問題形成問題鏈，圍繞“調(diào)制雞尾酒”的主題開展分組探究并交流實驗結果，不僅調(diào)動了學生復習物理知識的熱情，而且深化了學生對浮力與密度等知識的理解與運用。同時，在問題解決中教會學生理性分析，使其在探究的過程中主動學習物理知識，領悟科學探究方法，發(fā)展科學探究能力。2.創(chuàng)設真實情境的問題鏈，有助于學生的能力進階教師以真實情境下的問題鏈為依托組織教學內(nèi)容，可以讓學生主動地參與知識再構建的過程，使原本零散的知識結構系統(tǒng)化、網(wǎng)格化，幫助學生形成清晰的知識脈絡并厘清內(nèi)在的聯(lián)系，進而實現(xiàn)能力進階。例如在中考復習“力學實驗——浮力與密度”時，調(diào)制雞尾酒的關鍵在于液體密度的不同，但液體密度未知，則需要測量，測量過程中沒有量筒不能直接測量液體體積時該怎么辦？或是測量過程中沒有天平不能測量液體質(zhì)量時又該怎么辦？教師可以引導學生將此時的特殊方法測密度與之前學過的特殊方法測電阻聯(lián)系起來，于是等效替代的思路就建構起來了。教師在教學過程中要適時地引導學生通過與他人交流合作，對方案進行評估或評價不同方案的可行性并提出改進意見，這樣有助于重組和優(yōu)化學生的認知結構，學生的關鍵能力才得以提升?；谡鎸嵡榫车膯栴}鏈將所要復習的專題設計得有梯度、有廣度、有深度，對于學生高階思維的培養(yǎng)和能力進階都有很大的幫助。3.創(chuàng)設真實情境的問題鏈，有助于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是要從提高學生的解答試題的能力轉(zhuǎn)向提高解決問題的能力，所以復習教學要改變以往去問題化、去情境化的模式，落實在具體情境中解決問題、生成問題的教學。［3］創(chuàng)設真實情境，研究貼近社會生活的對象，容易激發(fā)學生的學習興趣。例如，在“電功率”的單元復習課中，教師可以將生活中遇到的真實情境設計成問題，讓學生利用所學的物理知識去解決。例如，小明爺爺住的小區(qū)樓道有一盞“220V25W”的白熾燈壞了，需要更換同樣規(guī)格的燈泡，但小明家中只有額定功率銘牌模糊不清的兩個燈泡（額定電壓相同），請幫小明想出比較二者額定功率大小的方法。這個問題情境具有一定的開放性，可以調(diào)動不同學習層次的學生都動腦思考，學生可以在自己的認知水平基礎上找到解決問題的辦法，還可以根據(jù)教師的引導或借鑒同組伙伴的方法，相互探討，形成積極的學習氛圍。學生在解決生活問題的過程中汲取思考和解決物理問題的靈感，提高了應用物理知識的能力，形成了自身的物理觀念，進而促進物理學科核心素養(yǎng)的形成。三、問題鏈創(chuàng)設的實踐策略在初中物理復習課中，教師可以根據(jù)不同章節(jié)的需要，在創(chuàng)設出不同特點的真實情境后，考慮實施教學的具體形式，如任務驅(qū)動式、項目式等。也就是以某一個或幾個起核心作用的知識點為基礎，采用“情境—問題—活動”的模式，在學生的最近發(fā)展區(qū)中創(chuàng)設基于真實情境的問題鏈，激發(fā)學生的自主性，幫助學生對已學知識進行深度融合。當然，問題的設置應圍繞復習內(nèi)容展開，應具有預見性、層次性、探究性、合作性、邏輯性。1.設置任務驅(qū)動，形成問題鏈任務驅(qū)動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法，它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念。［4］具體來說，就是以真實情境為驅(qū)動，讓學生在經(jīng)歷探究式任務完成的過程中，通過自主協(xié)作，在討論、交流中完成子任務，在循序漸進的子任務完成中實現(xiàn)大任務的完成。如“簡單機械”的復習課上，教師首先播放我國火神山醫(yī)院建設的視頻，讓學生感受中國的基建速度。接著提問“視頻中用到了哪些簡單機械？”，引出本節(jié)復習課的主題。然后，教師再次創(chuàng)設火神山施工現(xiàn)場的真實情境，布置任務：依次通過工人直接搬運以及分別使用斜面、杠桿、滑輪（包括定滑輪、動滑輪以及滑輪組）將2000N的貨物搬上1.5m高的貨車。在以上4項大任務完成的過程中，每項大任務中又有小任務需要解決，如通過計算說明工人直接搬運或是使用某機械時至少需要多大的力才能將貨物搬上貨車，通過計算結果評估該方案是否可行并提出改進意見。學生在完成任務的過程中，理解了簡單機械，即杠桿的平衡條件，定滑輪、動滑輪、滑輪組及斜面的作用原理，并在解決實際問題和方案評估的過程中，進一步發(fā)現(xiàn)：既省力又能改變用力的方向的機械，通常是組合使用的，比如建筑工地上提升重物的起重機。教師在真實情境下采用任務驅(qū)動形成問題鏈，不僅優(yōu)化了運用簡單機械的工作特點和原理解決提升貨物問題的復習課的教學設計，幫助學生樹立用已學知識解決實際問題的意識，而且通過簡單的計算和對方案進行評估、改進等活動培養(yǎng)了學生的反思與評估能力。2.設置項目式學習，形成問題鏈項目式學習是以建構主義理論為指導，以小組合作方式規(guī)劃和解決項目任務的學習方式。美國巴克（Buck）教育研究所把以課程標準為核心的項目學習描述為一套系統(tǒng)的教學方法，既是對復雜、真實問題的探究過程，也是精心設計項目作品，規(guī)劃和實施項目任務的過程。項目式學習讓學生通過參與一系列任務來解決真實世界中的問題，包括設計、計劃、決策、執(zhí)行、交流等，在任務中獲取知識和技能。項目式學習通過真實的項目探究活動提高學生解決問題的能力，提升學生的學習參與度、學習興趣及合作意識，有利于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)和關鍵能力。如在“浮力”復習課上，教師利用當時的熱點事件，“長賜”號巨型貨輪擱淺造成蘇伊士運河大堵塞來設置項目式學習。教師在復習課之前就布置搜集該事件相關資料的任務，包括該事件發(fā)生的進程及帶來哪些方面的重大影響等。課上，首先展示部分學生搜集到的資料并播放相關新聞視頻，接著明確任務——幫助這艘巨型貨輪脫困。教師根據(jù)學習小組提出的解決方案，引導學生進行分析評估。教師對學生提出的3個解決方案（即挖泥、加水、卸貨）設置以下幾個問題：（1）為什么想到這個方案？（2）方案的理論依據(jù)是什么？（3）方案改變了哪些物理量？（4）是否符合生活的實際？教師通過模擬參與復雜任務來解決問題的項目式學習，引導學生自主地回顧、歸納基礎知識［問題（1）和（2）設置的目的］，進而應用知識解決實際問題［問題（3）設置的目的］，最后通過定性分析或定量計算進行提升訓練［問題（4）設置的目的］。在此項目式學習的真實情境下形成的問題鏈很巧妙地將學生提出的3個解決方案（即挖泥、加水、卸貨）分別對應到“浮力”一章的3個重點知識（即浮力產(chǎn)生的原因，影響浮力大小的因素，浮沉條件）的復習中，培養(yǎng)了學生運用知識解決問題的能力。3.設計單元學習活動，形成問題鏈單元學習活動是在單元教學設計理念指導下的基本教學開展形式，是指以學生學習興趣和內(nèi)在需要為基礎，以學生主動探究為基本特征，以實現(xiàn)學生學科核心素養(yǎng)發(fā)展為目標的實踐活動。［5］教師可以將物理復習課設計成單元學習活動，設計時梳理出整個單元的知識體系，明確單元學習主題、目標，創(chuàng)設與單元目標一致的真實問題情境，并在具體活動中將需要復習的舊知識可視化，設計單元學習活動問題鏈，以此激發(fā)學生的興趣，引發(fā)學生主動思考。如在中考第一輪基礎知識復習時，教師可以把“光現(xiàn)象”和“透鏡及其應用”、“內(nèi)能”和“內(nèi)能的利用”、“力”和“運動和力”、“電流和電路”和“電壓、電阻”、“歐姆定律”和“電功率”分別整合為復習單元，通過整合的方式促進學生思維能力的提高。將“力”和“運動和力”這兩章合為一個復習單元時，筆者以制作水火箭流程為載體設計復習單元的學習活動，要求學生運用所學知識提升水火箭的發(fā)射高度。在制作水火箭之前，教師要求學生課下完成“力”和“運動和力”的大單元思維導圖，然后明確復習課的主要學習活動是制作水火箭并使其升空，教師由此提出以下問題：水火箭為何能夠升空？如何能讓發(fā)射瓶氣密性更好？如何能讓水火箭的外形更美？如何能讓水火箭的發(fā)射架更穩(wěn)定？如何可使水火箭發(fā)射得更高？這一系列問題在無形中讓學生回顧了力的初步概念，了解了三種常見的力（重力、彈力