关于圆周运动教学中物理情景创设的一点思考

物理学科常常从外在的现象出发，通过观察、分析、探究和总结事物运行和发展的规律。而教学需要符合学科的发展特点，所以在高中物理教学中往往需要将所研究的现象或过程进行形象的描述也就是创设情境。2013年底，我应邀前往苏州市吴江区参加“苏州市普通高中科研协作会”，并开设了一节《圆周运动》的展示课。由于时间紧、任务重，加上对学生情况的不了解，如何准备好一个高效率又不乏新意的教学方案，让人颇费了一番思量。最后我选择了以情境创设作为突破口来表达我的教学观。

一、由教学内容和教学对象促成的教学方法

圆周运动一课以概念学习为主要知识目标，但在教学中帮助学生经历从感性认识现象到理性分析规律的过程显的更为重要。为使学生能够更好的体会这一过程，最终掌握科学分析圆周运动实例的方法，相关物理现象的展示非常重要。教材提供了包括砂轮、雨伞、飞天轮等多个实例来向学生展示丰富多彩的圆周运动。由于不清楚学生的具体情况，不了解他们对生活中圆周运动的认识程度有多深，所以我放弃了这些多样但却彼此孤立的物理模型，转而通过一个以旋转木马为核心实例，创设出一系列物理情境的方式来引导学生的观想，推动课堂教学的展开。

很多学生体验过旋转木马这个游乐项目，同时它也在生活和影视作品中频繁出现，是一个被人们所熟悉的圆周运动实例。这降低了学生观察和理解的难度。同时为了在课堂上更为清晰的展示，我制作了一个简易的模型（图1），并以此为基础帮助学生逐步创设物理情境，领会知识要点。圆周运动一节中的知识主要分为线速度、角速度、连动装置三部分。与此对应，课堂物理情境也分为三步展开。

第一步感受木马的奔驰。让学生通过回忆来谈谈乘坐旋转木马上内外两侧木马中的哪个能给人更强烈的奔驰感觉。结合实物模型中的外侧a马和内侧b马的演示，以哪个移动较快这一问题来引导学生理解线速度的相关概念。

第二步讨论木马的超越。(图2)在第一步中外侧的a马线速度更大的结论上进一步以a马能否超越b马为核心问题，激发学生讨论，促进学生发现转动问题的特殊性，总结并理解角速度的相关概念。

第三步木马底盘如何运动。通过底盘橡皮绳连动装置的演示，引导学生运动线速度和角速度的知识对连动装置运行特点进行讨论，揭示其线速度与角速度关联特点。

事实上将三部分知识点依托于同一个情境不是简单的拼凑，而是逐步递进，形成一个连贯的、系统的思维流程。从而让学生更深刻的理解旋转木马的运动特点，做到一理通而万事明，并最终掌握圆周运动的规律。

二、发展的情境引导高涨的热情

爱因斯坦曾经说过:当科学结论以完成的形式出现在大众面前时，他们是不会感受到探索的喜悦的。反而言之，当我们帮助学生经历这样一个过程后，他们就会体会到思想的深刻和科学的魅力，从而爆发出不一样的热情。展示课结束后与学生的交流使我有两点印象深刻。

首先是学生思考的热情。在引出角速度的超越问题讨论中，出现了观点的碰撞。有同学认为外侧马从二维坐标的角度来看可以在短时间内实现超越。这种不同角度对超越一词的理解反映了学生一种内在的积极自主思考的意愿，无疑会加深学生对相关知识的理解。

其次是学生应用知识的热情。关于线速度方向问题，我在教学设计中是以对比瞬时速度方向的方法来得到沿切线方向这一结论的。有同学据此对教材中的砂轮模型中火花散射的现象提出质疑，提出不少火花并未严格按理论中的切线方向飞出。对于学生观察和运用理论知识热情感到惊讶的同时我也深刻认识到了他们在情境中积极感受获取体验的主动性是真实存在的。

虽然学生提出的有些问题看似简单，对解题可能也没有帮助，但这些都是他们思考的结果，也正是这样的思考会促进他们在课堂外继续认识和了解物理世界。

三、关于情境创设的一些认识

情境认知理论认为知识具有情境性。这一点在本课的这个教学设计方案中得到了充分体现。从概念的引出到讨论的激发，再到规律的推导均依托于物理情境的发展来揭示和进行。这些情境的创设体现出了以下一些特点。

1.静不如动

教材中使用图片来举出圆周运动的实例。但静态图片在向学生展示事物发展过程时不够全面。比如静态图片展示圆周运动时很难具体表现出物体绕圆心转动的具体特点。所以在条件允许时，课堂上最好能有动态的现象演示，可以帮助学生更好的创设出准确的情境。

2.假不如真

圆周运动的物体很常见，但作为知识规律的载体，往往需要学生更全面的从不同角度观察和分析。所以在课堂上展现一个真实生动的模型非常重要。从这一点上讲演示实验的效果要好于视频动画，更好于图片展示。

3.繁不如简

圆周运动拥有太多的实例，但在情境中使用的物理模型不是越多越好。一个实例能说明的问题就不应使用多个实例。太多的模型会破坏情境的连续性和整体性。学生完成观察认识世界的任务更多的是在课堂外。在短短的课堂时间里更为关键的是点透一点，实现一理通而百理明。

从本质上来说动态的连贯的情境创设就是将物理知识以一种更直观、更形象、更容易被把握的方式展现给学生。这种教学方法的背后折射出的则是降低物理学习的门槛，尊重学生需求和认知特点的教学理念。

（作者单位：江苏省常熟中学）