著力核心素養創建物理情境

黃建延

摘 要：高中物理難學，難就難在學生無法理解并構建物理情境。本文通過畫圖、視頻、多媒體教學三方面來闡述如何構建物理情境。

關鍵詞：核心素養;創建;物理情境

在教學中，經常有學生來找我解答物理問題。通過給學生答疑過程，發覺學生通常對題目所創設的物理情境無法理解和想象。通俗的說就是無法讀懂題目所表達的物理意思，自然就無法下筆解題。還經常遇到學生（特別是女生）會無比困惑的對你說：“老師，你上課所講的我都能聽懂，也能理解?？墒且挥龅阶鳂I，我就做不出來！”這種情況我相信所有的物理老師都遇到，而且是普遍現象！其實，學生學習物理有這樣的困難，最根本的原因是無法理解并構建物理情境！在教學中，有意識的引導學生創設物理情境，對學生學好物理有很大的幫助。經過多年的教學，結合現代信息技術的設備，從畫圖、視頻、多媒體教學這三方面來說說。

一、畫圖

物理教學中，少不了要畫圖。而利用畫圖幫助學生創設物理情境是最簡便的方法。在畫圖中有四種形式的圖，分別是簡易圖、三視圖、受力分析圖、運動軌跡圖。

（一）簡易圖 簡易圖能用簡潔的線條畫出人或動物運動的趨勢或情況，形象而生動。在教學中，經常有學生看到我畫出的簡易圖而贊驚嘆。通過學生發出的驚嘆聲成功的引起學生興趣或好奇，這對后面的教學有很大的幫助，也為引導學生創設物理情境成功了一大步。

例如：小車與木箱緊挨著在光滑的水平冰面上，現有一人站在小車上用力向右迅速推出木箱。關于上述過程，下列說法正確的是（ ）

A.人和木箱組成的系統動量守恒

B.小車與木箱組成的系統動量守恒

C.人、小車與木箱三者組成的系統動量守恒

D.木箱的動量增量與人、小車的總動量增量不相同

在講解這類題，我是先根據題意，幫助學生在腦海中形成一個場景：一人站在小車上去推冰面上巨大的木箱。學生在老師的引導下，容易在腦中生成這樣的一個場景。但這還只是一個比較模糊抽象的物理情境，然后用簡易圖畫出腦海中想象出的場景，這就將抽象變為具體。如右圖所示。這就是用簡便的線條將這道題所表示出的物理情境非常生動形象的展示在學生眼前。學生在高中學習物理就是缺乏將文字所描繪的物理情境自己構建出來。用簡易圖將題目所描繪的物理情境畫出來，學生容易上手，也容易接受掌握。

（二）三視圖 所謂的三視圖就是立體圖轉化為平面圖（俯視圖、剖面圖、側視圖）。在上安培力、洛倫茲力和電磁感應這些章節時，學生很難將題目文字或圖片轉化成所需要構建的物理情境，所以在學習這些知識點的時候，學生看到題目腦袋大，頭暈眼花，從心里就抗拒它！在教學中，可以展示教具，讓學生直觀的感受同一個物體從不同角度去看是不同的樣子。就像宋代著名詩人蘇軾寫的《題西林壁》：“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中?！痹趯嶋H教學中，我經常用身邊的東西，比如學生的筆、水杯、書這些容易獲得的實物來幫助學生如何用不同的角度觀察物體，同時幫助學生將看到的用簡易圖畫出來。例如：平面圖就比立體圖來得直觀，對后面的受力分析就有很大幫助。而從立體圖要變成平面圖就需要教師在教學過程中不斷引導幫助學生形成空間與平面的轉化，將抽象的物理情境具體化。

（三）受力分析圖 學習物理受力分析是基本技能，畫受力分析圖也是基本功。通常學到知識越多，意味著物體受力情況也越復雜。而將復雜的受力情況用具體的圖畫出來，這也是創設物理情境的一個必不可少的好方法。

例如：三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中相反。則下列說法正確的是（ ）

A.L1所受磁場作用力的方向與L2L3所在平面垂直

B.L3所受磁場作用力的方向與L1L2所在平面垂直

C.L1L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1：1：3

D.L1L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為3：3：1

講解這類題，我一般是先從學生那里拿來三支筆（這樣做是讓學生明白身邊的學習用品是可以幫助自己建立空間思維），然后立在黑板上，讓學生看是不是像題目所畫的圖形那樣，通過直觀的觀察，學生頓時明白！然后再告訴學生這就是剖面圖。從空間思維轉化成平面思維，進而再逐一對每根導線進行受力分析。如圖所示，這樣畫出的受力分析圖一目了然，學生接受起來也容易，既鍛煉了學生的解題能力，又對創設物理情境，構建物理思維循序漸進。

（四）運動軌跡圖 在教學中，學生要養成用工具畫圖的習慣是需要教師在平時教學中不斷強調和強化的。這就需要教師在平時教學中要注意畫圖一定要用工具畫圖，用實際行動來引導和影響學生。講解帶電粒子在復合場中運動這類知識的時候，如果不作出粒子的運動軌跡，是無法將題目的物理情境通過圖形創設出來，也就更談不上解題了。

例如：如圖，在屏蔽裝置底部中學位置O點放一醫用放射源，可通過細縫沿扇形區域向外輻射速率為v=3.2х106m/s的a粒子。已知屏蔽裝置寬AB=9cm，縫長AD=18cm，a粒子的質量m=6.64х10-27kg，電荷量q=3.2х10-19C.若在屏蔽裝置右側條形區域內加一條勻強磁場來隔離輻射。磁感應強度B=0.332T，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環境中。

1.若所有的a粒子均不能從條形磁場隔離區的右側穿出，則磁場的寬度d至少是多少？

2.若條形磁場的寬度d=20cm，則射出屏蔽裝置的a粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少？

這類題目雖然有難度，但是可以通過這類題畫出粒子的運動軌跡，讓學生感受如此高大上的題也是可以解出來的。如右圖乙所示，粒子的運動軌跡圖來創設物理復雜的情境不再是海市蜃樓。

二、視頻

現在教學的條件越來越好，每個班級有配套的電腦、投影儀、顯示器，網絡信號全程覆蓋，所以在創設物理情境更加的方便快捷。圖片、動畫，影視資料等等更能直觀的展示出所需的物理情境。

（一）圖片和動畫

圖片比文字更能吸引人的注意力?，F在的教科書也是增添了許許多多的圖片，顯得五彩斑斕，讓課本不再枯燥而沒有吸引力。2020年將使用的普通高中物理新教材就增添了許多的圖片，這樣變動非常符合核心素養下為創設物理情境更直觀。例如，新教材必修第一冊第一章第三節練習第三題中就增添了子彈頭穿過撲克牌時的照片（如左圖所示）。第六題龜兔賽跑寓言故事則增添了一組動畫圖片，超萌可愛而生動具體，非常符合學生心理特點。

（二）影視資料

在所有的方法中，影視資料是最能完整反映出整個物理過程，有些物理現象和物理情境是學生無法想象，而影視都能展示出來。在教學中通常會用影視資料將某個有趣的物理現象或物理實驗播放出來，在最初給學生留下深刻印象，對物理情境的創設有很大的幫助。初印象深刻的作用就體現出優勢。

三、多媒體

現代化信息技術已經深度融合在平時的教學中，有些很難用語言描繪，很難想象的物理情境可以借助現代化教學來完成。通常會用到實物投影儀展示，視頻播放，還可以現場直播。上個月在福建莆田一中舉辦的普通高中物理新教材培訓的時候，我有幸參加并觀摩了兩節省級公開課。其中莆田一中的歐劍雄老師上的《加速度》這堂課令人耳目一新。他在公開課上做得探究實驗的展示臺跟平時看到沒有什么區別。通常展示演示實驗只有一小部分學生能夠觀察到實驗現象和實驗數據，這是因為實驗現象和實驗數據的可觀距離是有限的。結果在公開課上歐劍雄老師做了一個小變化：他讓一個學生用他的手機將他做得實驗（包括儀器數據變化）全程拍攝下來。同時手機與教室的多媒體相互鏈接，將手機屏幕的一切同時在教室的大屏幕播放出來，讓全體學生（包括教室后面觀摩的老師）都能清楚看到整個實驗過程。這其實就是我們經常在電視節目中看到的現場直播，效果非常好！