论文部分内容阅读
摘 要：传统的中考复习模式效率低下，学生缺乏学习动机，创设“问题情境”是一种常用的激发学生学习动机的教学方式，教师通过问题情境的创设，引发学生产生认知冲突，促进学生利用所学知识解决实际问题，从而激发学生的学习动机，提高复习效率.在问题情境的设计中，还要注重发展学生的高阶思维，在复习课中不光复习相关知识，也要使学生的学科核心素养得到发展和提升.
关键词：问题情境;复习策略;浮沉条件
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）02-0013-03
基金项目：北京物理学会2020-2021年度立项课题“基于物理学史落实物理学科核心素养的行动研究”（项目编号：WLXH202026）.
作者简介：孟岩（1980-），男，北京人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.
1 问题的提出与解决策略
在传统的中考物理复习模式下，学生普遍对简单的知识回忆和重复训练不感兴趣，缺乏高效复习的内驱力，导致学生的复习效率不高.解决这个问题需要教师改变原有的复习模式，提高学生的学习动机和兴趣.学习动机和学习兴趣的激发，主要是依赖于教师的教学内容和教学方法来实现[1].创设“问题情境”是一种常用的激发学生学习动机的教学方式，笔者认为在复习课中也可以采用此种教学方式.“问题情境”中的“境”，是客观环境，“情”则是人的主观心理.创设问题情境，需要教师精心设计一定的环境条件，引发学生产生认知冲突，促进学生利用所学知识解决实际问题，从而激起学生疑惑、惊奇、诧异的情感，进而产生一种积极探究的愿望，引发积极思维[1].
2 浮沉条件复习课的复习策略
在浮沉条件的复习中，重点复习物体上浮和下沉的条件，以及浮沉条件的应用.如果只是让学生直接回忆相关的知识及应用，会降低学生的复习兴趣.笔者在准备这节课时，用学生常见的蔬菜，建构出了一个在水中清洗蔬菜的生活化情境，在这个大情境下又建构出若干个具体的关于上浮与下沉的小情境.“境”的设计要能够引起学生的认知冲突，进而引发学生的积极思考.学生在认知冲突中，利用已经学习过的浮沉条件的知识，分析出看似不寻常的“境”背后隐藏的规律，达到学生的“情”与客观的“境”的平衡.以上环节的设计，涉及到了浮沉条件的记忆、理解和应用，而根据布鲁姆的教育目标分类，记忆、理解与应用属于低阶思维，我们还需要发展学生的高阶思维.于是笔者又设计了第二个大情境，将一个小瓶子放入水中，有的漂浮有的沉底，让学生思考如何使漂浮的瓶子下沉，如何使沉底的瓶子上浮.教师提供的辅助器材是多样的，方法也是相对开放.同时还设置了一些小障碍.此环节的目的是讓学生驾驭知识，并在分析与操作中发展学生分析、评价、创造的高阶思维，通过解决问题的“境”引发学生驾驭知识的“情”，使学生的学科核心素养得到发展和提升.
3 浮沉条件复习课的教学设计
3.1 浮沉条件相关知识的复习
此环节中笔者准备了四个塑料蔬菜模型.有两个外形相同的绿椒模型和红椒模型，绿椒内部放入适量的沙子，使其能够在水中沉底.红椒模型是空心的，使其能够漂浮在水中.一个空心的土豆模型，在其侧面间隔一定的距离开两个直径约3mm的小口，使其放入水中可以漂浮，浸没水中后一个小孔进水，另一个小孔排气，可以快速使土豆模型内部注满水，使其沉底.一个空心的洋葱模型，将其内部放入适量的沙子，使其能够在水中沉底而在盐水中漂浮.
课上，教师首先创设一个生活化情境：刚从超市买回来的蔬菜要在水中清洗一下.然后将事先准备好的四个蔬菜模型分别放入圆柱形大水槽中，呈现出三个具体的问题情境（情境1-1、情境1-2和情境1-3）.三个情境中都设计出可能与学生预测不符的现象，从而引发积极思考.每个情景的操作与设计意图见表1.
教师展示完上述情景后，通过三个问题引发学生的思考：（1）你看到了什么现象？（2）哪个现象引起了你的兴趣和关注？（3）关于这个现象，从浮力的角度出发，你想知道什么？
对于情境1-1的预设，学生可能会提出为什么同样大小的青椒模型和红椒模型一个漂浮而另一个却沉底呢？然后学生通过回忆物体浮沉条件的相关知识，来解释现象.设计本环节的目的是对浮沉条件的基本知识进行复习.对于情景1-2的预设，学生可能会提出为什么漂浮的土豆模型又会沉底呢？通过观察，学生能够回答出因为土豆模型进水改变了自身重力，从而使得其重力大于浮力，导致下沉.接下来教师跟进提问：还有什么方法可以使漂浮的物体下沉呢？此问题为后面的情境埋下伏笔.对于情景1-3的预设，学生可能会提问为什么加盐后洋葱模型会上浮？通过观察，学生能够通过阿基米德原理回答出加盐后增大了洋葱模型受到的浮力，从而使浮力大于重力.接下来教师跟进提问：还有什么方法可以使沉底的物体上浮呢？此问题也为后面的情境埋下伏笔.
在以上问题情境中，情境1-1复习了浮沉条件，学生的思维属于记忆、理解的范畴;情景1-2和1-3中学生应用浮沉条件解释了物体由漂浮到下沉、由沉底到上浮的具体原因，学生的思维属于应用、分析的范畴.同时后两个情境又引导学生意识到使物体上浮或下沉的方法不止一种.接下来就要训练学生利用浮沉条件，从多个角度多个方法使沉底的物体上浮，使漂浮的物体下沉，从而实现学生高阶思维的发展.
3.2 应用浮沉条件解决实际问题
教师给每组学生准备一个大水槽和一个白色带盖的塑料小瓶.一部分小瓶放入液体中会漂浮;一部分小瓶放入液体中会沉底.每组学生分配的小瓶随机，同时给学生准备了若干其它辅助器材，让学生想办法让沉底的小瓶上浮，让漂浮的小瓶下沉.提供的器材有：塑料自封袋、金属块、盐、水、密度计等.设计的情境与预设的学生操作见表2.
在情境2-1中，让沉底的小瓶上浮，有增大V排、增大ρ液和减小物体重力等三种方法.此问题是个相对开放的问题.但在器材（1）中，瓶盖无法打开，所以不方便采用减小重力的方法.而在器材（2）中，小瓶中放入铜柱，使得其平均密度远大于盐水的密度，无法采用加入食盐的方式使其上浮. 在表3中，情境2-2，让漂浮的小瓶下沉，有减小V排、减小ρ液和增大物体重力等三种方法，此问题也是个相对开放的问题.但是在器材（3）中，没有合适的减小液体密度的方法，所以不方便采用减小ρ液的方法.而在器材（4）中，由于瓶身较硬，不易发生形变，所以不方便采用减小V排的方法.
以上這两个情景中的问题均为相对开放的问题，但同时笔者又设计出一些困难，使得每组学生只能用三种实际方法中的两种来解决问题.这样设计的目的是让学生在遇到无法实现的条件时，能够客观地评价理想方法的可操作性，能够有意识地转变思路，创造出其它具体可行的方法.以上环节的设计，给学生提供了运用知识的机会，和创造性解决问题的条件，发展了学生分析、评价和创造的高阶思维.让学生在这种解决问题的“境”下，亲身体会到人类掌握知识、驾驭知识的“情”.
以上两大问题情境只是课堂教学中的重要环节之一，教师可以继续设计一些实验或应用训练与实验探究，除了探究浮力大小与液体密度和排液体积的关系等常规实验外，还可以通过创设问题情境，激发学生探究新的规律.比如探究物体所受浮力大小与物体形状的关系，这个实验需要学生分析出在改变形状的同时如何保证排水体积不变.再比如探究物体所受浮力大小与液体温度的关系，这个实验如果选用同种液体，在改变温度的前提下，液体的密度也会随之改变.如何在改变液体温度的前提下又要让液体密度不变呢？这就需要学生借助已有知识，深入思考，从而利用加盐的方式使得两杯温度不同的水，其密度却相等.而判定密度是否相同又用到了密度计，关于密度计，又可以通过创设问题情境，设计出一系列问题和实验.关于应用训练，可以让学生分析潜水艇、深潜器上浮和下沉的原理和具体操作.通过以上环节的设计，可以构成一节或两节完整的浮力复习课.
4 结束语
初三总复习的时间大约占据了整个初三第二学期的时间，在这一个学期的复习中，如果只是采用传统的复习模式，不仅学生学习低效，学生的思维也没有得到更好的发展.在平时的新授课中，我们可能为了教学进度而没有对学生的思维进行更加深入的训练.而初三总复习这段不算短的时间内，我们是大有可为的.通过创设“问题情境”的方式，引起学生认知的冲突，激发学生学习动力，让学生在利用所学知识解决实际问题的过程中，达到高效复习的目的.同时为学生提供发现问题、运用知识的机会，和创造性解决问题的条件，发展了学生的高阶思维，渗透了学科核心素养，使学生亲身体验到人类驾驭知识、运用知识的自豪感.学生除了巩固知识以外，还收获了自信，更收获了思维上的飞跃.
参考文献：
[1]程琳.核心素养下教育心理学在物理教育中的应用[J].知识文库，2018（14）：160.
[2]田成良.指向真实问题解决的中考物理单元复习——以《机械与功》为例[J].中学物理教学参考，2020，49（05）：32-36.
[3]张咏梅，胡进，田一，李美娟，王家祺.学生发展核心素养应用路径的实证研究——以北京市义务教育阶段学业标准为载体[J].教育科学研究，2018（01）：15-24.
[4]尚洪汉.真实问题情境驱动下的高中物理教学案例——以“单摆”为例[J].中学物理教学参考，2020，49（14）：8-9.
[5]左祥胜.问题驱动模式下高中物理学习进阶研究——以人教版高中物理选修3-1“多用电表的原理欧姆档”为例[J].中学物理，2020，38（09）：39-41.
[6]张玉峰.以大概念、大思路、大情境和大问题统领物理单元教学设计[J].中学物理，2020，38（05）：2-7.
（收稿日期：2020-09-02）
关键词：问题情境;复习策略;浮沉条件
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）02-0013-03
基金项目：北京物理学会2020-2021年度立项课题“基于物理学史落实物理学科核心素养的行动研究”（项目编号：WLXH202026）.
作者简介：孟岩（1980-），男，北京人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.
1 问题的提出与解决策略
在传统的中考物理复习模式下，学生普遍对简单的知识回忆和重复训练不感兴趣，缺乏高效复习的内驱力，导致学生的复习效率不高.解决这个问题需要教师改变原有的复习模式，提高学生的学习动机和兴趣.学习动机和学习兴趣的激发，主要是依赖于教师的教学内容和教学方法来实现[1].创设“问题情境”是一种常用的激发学生学习动机的教学方式，笔者认为在复习课中也可以采用此种教学方式.“问题情境”中的“境”，是客观环境，“情”则是人的主观心理.创设问题情境，需要教师精心设计一定的环境条件，引发学生产生认知冲突，促进学生利用所学知识解决实际问题，从而激起学生疑惑、惊奇、诧异的情感，进而产生一种积极探究的愿望，引发积极思维[1].
2 浮沉条件复习课的复习策略
在浮沉条件的复习中，重点复习物体上浮和下沉的条件，以及浮沉条件的应用.如果只是让学生直接回忆相关的知识及应用，会降低学生的复习兴趣.笔者在准备这节课时，用学生常见的蔬菜，建构出了一个在水中清洗蔬菜的生活化情境，在这个大情境下又建构出若干个具体的关于上浮与下沉的小情境.“境”的设计要能够引起学生的认知冲突，进而引发学生的积极思考.学生在认知冲突中，利用已经学习过的浮沉条件的知识，分析出看似不寻常的“境”背后隐藏的规律，达到学生的“情”与客观的“境”的平衡.以上环节的设计，涉及到了浮沉条件的记忆、理解和应用，而根据布鲁姆的教育目标分类，记忆、理解与应用属于低阶思维，我们还需要发展学生的高阶思维.于是笔者又设计了第二个大情境，将一个小瓶子放入水中，有的漂浮有的沉底，让学生思考如何使漂浮的瓶子下沉，如何使沉底的瓶子上浮.教师提供的辅助器材是多样的，方法也是相对开放.同时还设置了一些小障碍.此环节的目的是讓学生驾驭知识，并在分析与操作中发展学生分析、评价、创造的高阶思维，通过解决问题的“境”引发学生驾驭知识的“情”，使学生的学科核心素养得到发展和提升.
3 浮沉条件复习课的教学设计
3.1 浮沉条件相关知识的复习
此环节中笔者准备了四个塑料蔬菜模型.有两个外形相同的绿椒模型和红椒模型，绿椒内部放入适量的沙子，使其能够在水中沉底.红椒模型是空心的，使其能够漂浮在水中.一个空心的土豆模型，在其侧面间隔一定的距离开两个直径约3mm的小口，使其放入水中可以漂浮，浸没水中后一个小孔进水，另一个小孔排气，可以快速使土豆模型内部注满水，使其沉底.一个空心的洋葱模型，将其内部放入适量的沙子，使其能够在水中沉底而在盐水中漂浮.
课上，教师首先创设一个生活化情境：刚从超市买回来的蔬菜要在水中清洗一下.然后将事先准备好的四个蔬菜模型分别放入圆柱形大水槽中，呈现出三个具体的问题情境（情境1-1、情境1-2和情境1-3）.三个情境中都设计出可能与学生预测不符的现象，从而引发积极思考.每个情景的操作与设计意图见表1.
教师展示完上述情景后，通过三个问题引发学生的思考：（1）你看到了什么现象？（2）哪个现象引起了你的兴趣和关注？（3）关于这个现象，从浮力的角度出发，你想知道什么？
对于情境1-1的预设，学生可能会提出为什么同样大小的青椒模型和红椒模型一个漂浮而另一个却沉底呢？然后学生通过回忆物体浮沉条件的相关知识，来解释现象.设计本环节的目的是对浮沉条件的基本知识进行复习.对于情景1-2的预设，学生可能会提出为什么漂浮的土豆模型又会沉底呢？通过观察，学生能够回答出因为土豆模型进水改变了自身重力，从而使得其重力大于浮力，导致下沉.接下来教师跟进提问：还有什么方法可以使漂浮的物体下沉呢？此问题为后面的情境埋下伏笔.对于情景1-3的预设，学生可能会提问为什么加盐后洋葱模型会上浮？通过观察，学生能够通过阿基米德原理回答出加盐后增大了洋葱模型受到的浮力，从而使浮力大于重力.接下来教师跟进提问：还有什么方法可以使沉底的物体上浮呢？此问题也为后面的情境埋下伏笔.
在以上问题情境中，情境1-1复习了浮沉条件，学生的思维属于记忆、理解的范畴;情景1-2和1-3中学生应用浮沉条件解释了物体由漂浮到下沉、由沉底到上浮的具体原因，学生的思维属于应用、分析的范畴.同时后两个情境又引导学生意识到使物体上浮或下沉的方法不止一种.接下来就要训练学生利用浮沉条件，从多个角度多个方法使沉底的物体上浮，使漂浮的物体下沉，从而实现学生高阶思维的发展.
3.2 应用浮沉条件解决实际问题
教师给每组学生准备一个大水槽和一个白色带盖的塑料小瓶.一部分小瓶放入液体中会漂浮;一部分小瓶放入液体中会沉底.每组学生分配的小瓶随机，同时给学生准备了若干其它辅助器材，让学生想办法让沉底的小瓶上浮，让漂浮的小瓶下沉.提供的器材有：塑料自封袋、金属块、盐、水、密度计等.设计的情境与预设的学生操作见表2.
在情境2-1中，让沉底的小瓶上浮，有增大V排、增大ρ液和减小物体重力等三种方法.此问题是个相对开放的问题.但在器材（1）中，瓶盖无法打开，所以不方便采用减小重力的方法.而在器材（2）中，小瓶中放入铜柱，使得其平均密度远大于盐水的密度，无法采用加入食盐的方式使其上浮. 在表3中，情境2-2，让漂浮的小瓶下沉，有减小V排、减小ρ液和增大物体重力等三种方法，此问题也是个相对开放的问题.但是在器材（3）中，没有合适的减小液体密度的方法，所以不方便采用减小ρ液的方法.而在器材（4）中，由于瓶身较硬，不易发生形变，所以不方便采用减小V排的方法.
以上這两个情景中的问题均为相对开放的问题，但同时笔者又设计出一些困难，使得每组学生只能用三种实际方法中的两种来解决问题.这样设计的目的是让学生在遇到无法实现的条件时，能够客观地评价理想方法的可操作性，能够有意识地转变思路，创造出其它具体可行的方法.以上环节的设计，给学生提供了运用知识的机会，和创造性解决问题的条件，发展了学生分析、评价和创造的高阶思维.让学生在这种解决问题的“境”下，亲身体会到人类掌握知识、驾驭知识的“情”.
以上两大问题情境只是课堂教学中的重要环节之一，教师可以继续设计一些实验或应用训练与实验探究，除了探究浮力大小与液体密度和排液体积的关系等常规实验外，还可以通过创设问题情境，激发学生探究新的规律.比如探究物体所受浮力大小与物体形状的关系，这个实验需要学生分析出在改变形状的同时如何保证排水体积不变.再比如探究物体所受浮力大小与液体温度的关系，这个实验如果选用同种液体，在改变温度的前提下，液体的密度也会随之改变.如何在改变液体温度的前提下又要让液体密度不变呢？这就需要学生借助已有知识，深入思考，从而利用加盐的方式使得两杯温度不同的水，其密度却相等.而判定密度是否相同又用到了密度计，关于密度计，又可以通过创设问题情境，设计出一系列问题和实验.关于应用训练，可以让学生分析潜水艇、深潜器上浮和下沉的原理和具体操作.通过以上环节的设计，可以构成一节或两节完整的浮力复习课.
4 结束语
初三总复习的时间大约占据了整个初三第二学期的时间，在这一个学期的复习中，如果只是采用传统的复习模式，不仅学生学习低效，学生的思维也没有得到更好的发展.在平时的新授课中，我们可能为了教学进度而没有对学生的思维进行更加深入的训练.而初三总复习这段不算短的时间内，我们是大有可为的.通过创设“问题情境”的方式，引起学生认知的冲突，激发学生学习动力，让学生在利用所学知识解决实际问题的过程中，达到高效复习的目的.同时为学生提供发现问题、运用知识的机会，和创造性解决问题的条件，发展了学生的高阶思维，渗透了学科核心素养，使学生亲身体验到人类驾驭知识、运用知识的自豪感.学生除了巩固知识以外，还收获了自信，更收获了思维上的飞跃.
参考文献：
[1]程琳.核心素养下教育心理学在物理教育中的应用[J].知识文库，2018（14）：160.
[2]田成良.指向真实问题解决的中考物理单元复习——以《机械与功》为例[J].中学物理教学参考，2020，49（05）：32-36.
[3]张咏梅，胡进，田一，李美娟，王家祺.学生发展核心素养应用路径的实证研究——以北京市义务教育阶段学业标准为载体[J].教育科学研究，2018（01）：15-24.
[4]尚洪汉.真实问题情境驱动下的高中物理教学案例——以“单摆”为例[J].中学物理教学参考，2020，49（14）：8-9.
[5]左祥胜.问题驱动模式下高中物理学习进阶研究——以人教版高中物理选修3-1“多用电表的原理欧姆档”为例[J].中学物理，2020，38（09）：39-41.
[6]张玉峰.以大概念、大思路、大情境和大问题统领物理单元教学设计[J].中学物理，2020，38（05）：2-7.
（收稿日期：2020-09-02）