93/95高中物理課堂輔助概念理解或微探究的情境創(chuàng)設及其效用的實踐結題報告上海市位育中學伍秀峰2025.7.30一、研究目標立德樹人，基于培養(yǎng)人的總體目標出發(fā)，從物理學科角度培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，提高課堂教學效果?；诙嗝襟w、實驗等方面素材積累，情境下問題鏈及對應的學生課堂反饋的實踐資料，歸納不同水平學生可能的思維模式以及學習興趣相關的傾向性；藉由生活情景和模型抽象，分析學生應用所學解決問題能力培養(yǎng)的得失，進而在本人教學范圍內總結可能比較普適的情境化教學策略，以實例驗證一定的教學理論或規(guī)律，以期此創(chuàng)新經驗的積累能在將來的課堂教學具有積極的參考價值。本報告主體內容為經驗型資料積累（附件）。二、研究背景新教材的理念不同于傳統(tǒng)教學中以題代講，其核心目標在于對人的培養(yǎng)，雖然短期內暫時無法完全對標人本素養(yǎng)，但區(qū)域內教學教法也在基于學科素養(yǎng)發(fā)生深刻改變。情景+問題的教學并不新鮮，但以前的多為模型化、題型化的操作，可能在大量重復性訓練后，顯著提高學生的熟練度，但舊版本教材知識體系殘缺較多，物理框架不全，基于提高分數(shù)而訓練往往并不會有效地提升思維能力和解決真實問題的能力。而真實情景往往也比較復雜，“真問題”本人也尚在探索中，使用起來實際上對教師和學生的要求更高，甚至使用不當會有副作用，具體、重點案例研究。當前暫時沒有太多文獻或資料，是長期大致跟蹤一個學生群體，描述在各個時期課堂上典型的情境創(chuàng)設及其實踐的效果和反思，更不用說這樣做的長期效果。情景的選擇很重要，問題的適切性與指向性是否契合課堂核心內容？從不同學生對情境的反應看是否都能起正面的效果？教師在具體運用過程中是否自身會出漏洞？這些都是值得基于實踐進行探討的問題。等級考命題方向和方式的轉變、教學內容和課堂模式的改變、數(shù)字化賦能、人工智能的應用，種種方面綜合起來雖然拓展了教學方式，但也提升了開展優(yōu)秀課堂教學的難度，基于教參可以發(fā)現(xiàn)，受到教材篇幅的限制，我們可以補充一些教材以外的內容，目的之一是鞏固或完善知識體系，之二是鍛煉學生思維能力，有一定的必要性，但補充多少、怎樣的情境，以及鑒于當前導向下選修物理學生群體的心理狀態(tài)及個人能力的差異，具體怎樣實施確實是一個挑戰(zhàn)。探究的思維層級要求更高，教材中已有不少的學生實驗活動，但也大多限于實驗活動，且不乏“偽探究”（實質是假想驗證），由此，是否可以嘗試將一些情境問題包裝為帶有探究意味的活動，借此提升學生的問題解決能力？應當也是值得一試的。三、研究方式1、結合多渠道的多媒體資料、實驗資料等，切片分析自編或創(chuàng)設情境問題，并付諸實踐。2、大致回顧并簡要記錄課堂上學生的反饋情況，成為第一手資料。3、基于積累的資料，從目標指向、難度把控和可行性、分層教學、學科（科學）思想、育人目標、學生興趣和態(tài)度等方面，多角度例證歸納、分析，尋找規(guī)律，形成研究報告。4、在研究報告中應還附有：學生課堂體驗的描述（思維連貫性、興趣、毅力），學生邏輯嚴謹性和解決問題能力是否得到了提升（學生的作業(yè)實錄等），物理知識體系是否得到完善，教師選材、創(chuàng)材水平是否提升，教師在資料準備過程中本體能力是否提升，學生認知水平、情境問題鏈、課堂時空把握的適配性（有效性），對學習態(tài)度不盡相同的學生是否存在雙刃劍效果，等各種探討。四、研究報告1、情境創(chuàng)設的方式（1）基于教材或空中課堂等的已有的情景，選用相似的情景，改編或者增加設問，以期達到更多的目標。例如情景1，利用頻閃照片提問質點相關的問題，已不是什么新鮮事，教材中也在練習題里除了一道平移且旋轉的扳手的題目，并給出了質心的軌跡，但這個例子也是典型的只能用質心作為替代扳手研究整體運動軌跡的點，這種軌跡描述上的替代觀點其實并沒有足夠地展現(xiàn)，因此這里不再問質心而換其他點討論，實質上就是突出質點在此方面的功能（也是質點與質心的區(qū)別之一），有可能潛在地幫助學生更順利、更準確地理解模型建立，以及基于更豐富且稍微復雜一點的情景，鍛煉學生的邏輯分析、表述能力，總體上服務于概念理解，可能帶有一點綜合應用。本類包括情景/情境：1、2、4、6、10、11、12、15、18、19、20、30、33、35、36、37、41、44（失誤情境）、47、49、51、61、67、74。（2）基于教材練習，或者以往的練習、試題，尋找數(shù)據、表格，或者圖片、視頻等多媒體資料，或者自行拍攝實驗視頻作為情景，編制問題形成教學情境，以期達成學以致用、加深認識，提高學生證據意識和辯證思維等方面的目標，也包括求真務實的科學態(tài)度。例如情境5，其原題核心可能僅是勻減速運動物體速度的位移表達形式，但在早先的教學中，學生最多也就是當做一個公式變換的數(shù)學運算做完了事，實際上沒有感到任何的實用價值，而現(xiàn)在放在高一，可以訓練學生的模型建構、圖像識別（坐標）、辯證思維，外加勻變速公式的應用，而且鑒于是真實的資料，且在教學中也容易引發(fā)思維沖突，應當能讓學生在體會物理規(guī)律的價值的同時提升他們的學科素養(yǎng)。情景48是有關用歐姆檔檢測二極管的，事實上在我們現(xiàn)行教材編輯出版之前，這個“實驗題”已經是有的，當然我也不清楚最早的編題者是隨手一編，還是用機械式多用表真實實驗數(shù)據（我沒有嘗試過）編題，但我們使用的都是電子表，其顯示就沒有出現(xiàn)過歐姆檔正向接二極管時的“電阻很小”的情況，我個人當然知道這種有爭議的問題絕不會出現(xiàn)在最終試題中，但還是帶學生真實檢驗了一下，目標就是求真務實，而并非局限于本學科。組情境72和73，內涵上都存在思維碰撞的火花，是以我在高三又就此編制了練習題。情境72原本只是教材上一個全反射邊界條件的計算題，但其實學生沒有太明顯的實際生活體驗（也許有些同學在學習之后會去生活中嘗試一下），那么學生也聽說過光路可逆原理的，這里給出水下向上的攝影照片，情景毋庸置疑，并提出有一定挑戰(zhàn)性的問題，事實上還是在激發(fā)學習興趣和動力。情境73實際上也就是個光纖的問題，但還是當年有一個學生提醒我我的答案出了問題，由此在新課教學中我就拿玻璃磚當場演示了“外介質為空氣的光纖的完全不漏光”的現(xiàn)象，進而在高三我將其變成一個論述題加深認識，總體都是針對了基于理論基礎和實驗現(xiàn)象的辯證務實思想。情境58的“反思”部分，是24年等級考的情境6旋轉磁鐵發(fā)電，“產生正弦交流電”這個題在外省市也是出現(xiàn)過的，不過大家可能都沒有多想過還有一個題是“傳感器測條形磁鐵旋轉時的磁感應強度來求圓周運動周期”，而其B-t圖像正如我實驗數(shù)據所示，那么這怎么可能產生正弦交流電？但我又發(fā)現(xiàn)把磁鐵變短就近似可以，但理論分析過難我只能留在發(fā)表的文章里，但這段對比實驗的視頻我也是在高三放給學生看，相信教師自己的求真態(tài)度和研究精神或多或少還是能感化一些學生的，雖然題目本身不會再考，但如果能長期地這樣讓學生耳濡目染，應能讓其獲益良多，而不僅限于考試分數(shù)層面上。而結合著題目以及另外一些資料，想綜合性地在原有理論基礎上讓學生歸納一個更高的、考試要求之外的視角觀點，則是非常困難的，在情境65中艱難地最后在高三給學生說了一句“楞次定律本質上還是體現(xiàn)了能量守恒”，可見一斑。本類包括情景/情境：5、10、12、13、17、21、22、24、25、28、31、32、34、39、40、48、55、58、65、72、73、75、76、77。針對概念引出或深化，自編情境。此類方式基本上使用生活中或者實驗中的真實現(xiàn)象，目標在于以中學生能夠理解的程度，用比較真實的情景引發(fā)學生思考，進而演繹歸納一些結論，建立物理概念。一般來說多數(shù)的難度適中，甚至還比較簡單，畢竟是引出概念，而另外一些則是綜合性較高、難度較大的課堂活動環(huán)節(jié)，很多只能是教師帶著學生一步步走下去，甚至有些不適合于學生能力一般的課堂。這些創(chuàng)編情境可能多數(shù)也是我有感而發(fā)，并不標準，也不是全都嚴謹，但一般可以激發(fā)學生的思維活動，具有挑戰(zhàn)性的問題也確實能鍛煉學生的邏輯推理能力及其嚴謹性。如情境3，如何用加速度判斷加速減速是高中學生第一個難點，尤其再引入人為規(guī)定的矢量的正負后，更具干擾性。這里實際上是利用結果來推斷原因，輔以速度及其變化量的矢量，基本上可以比較輕松地處理掉學生的思維誤區(qū)，而實際上情景只是利用圖片制作的虛假情景，但相比單純用文字和公式的表述，這里的景、圖就是更加輕松地讓學生能夠自行歸納正確結論。另外有些也是針對概念正確認識的，主要是簡單地利用現(xiàn)象提高認識程度，比如情景14，學生總是用質量大來說慣性大，這是用結果說明原因，那么我們就需要構造對比情景；情境53，糾正磁場方向用“N極受力方向”表示的錯誤（發(fā)表在《物理教學探討》）；情境54中安培力的兩個垂直的判定（發(fā)表在《物理教學》）；情境62，對碰撞現(xiàn)象的認識和簡單分析；情境68，對影子邊緣模糊是否是光的明顯衍射現(xiàn)象的體現(xiàn)的探討等。情境9是當年我準備摩擦力比賽課的原始備選內容之一，雖然當時沒有用上，后來我也以此發(fā)表了文章在《物理教師》上。憑心而論，實際上用傳統(tǒng)實驗增加物體重力，測幾個數(shù)據點就行，為了防止學生墮入把重力當正壓力的誤區(qū)，再做幾道題就可以了，所以這里明顯就是我自己有感而發(fā)地給學生展示，一是比傳統(tǒng)實驗更快更有吸引力，二是求真務實，真的用雙蹤實時顯示數(shù)據來表達了滑動摩擦力隨正壓力的變化，用事實來表達公式，作為傳統(tǒng)實驗的補充環(huán)節(jié)，既提升了學習興趣，也深化了概念的正確認識?，F(xiàn)在傳感器測量較為快捷，雙蹤顯示的即為兩個物理量的瞬間對應關系，我當年做這個實驗用的還是“牛頓第三定律”的軟件界面，現(xiàn)在軟件更新了會更加方便，如電學元件的U-I關系圖、情境58的反思（發(fā)表在《物理教師》）、情境63（發(fā)表在《物理通報》）等，相比傳統(tǒng)實驗更加快捷，規(guī)律表達可能也更加準確，甚至做到傳統(tǒng)實驗做不到的。利用實驗或生活現(xiàn)象，換個角度或者作更深層思考，演繹更多結論。如情境30的“最速降線”實驗，它本身只是科普一下這個現(xiàn)象，但恰好實驗者拍到了四個小球基本飛出桌面后落在同一點的現(xiàn)象，拿來講“重力做功”與路徑無關就非常合適了，還能讓學生回顧平拋的知識，鍛煉綜合分析問題的能力。事實上單純推導結論和引用這個情境，對將來的做題并無影響，但僅是理論推導對我來說總是感覺會讓學生的認知缺少點什么，在此之前我都只能是用瀑布現(xiàn)象，有點空口無憑地說“沿各個路徑下來的水珠速度一樣大”來說事，現(xiàn)在這個實驗直接解決了問題。這類情境由于需要更多聯(lián)想及更綜合的分析，對學生來說難度可能就會明顯提升了，如情境45利用“靜電飛花”導出電勢能概念，只能一步步讓學生按照設定好的問題來走，但還算比較好理解（后半段就是個類比分析），而情景也起到了引起思考興趣的作用；情境57，針對之前演示實驗的不準確解釋，引出“渦流”概念及模型。而情境60和情境78，一個是導出渦旋電場、電磁場理論，另一個是分析β粒子的來源（還不帶真實科學理論），就相當困難了。個別的出于概念或者方法的引出有極大困難，不得已使用即使在中學生認知里也是結果反推原因（理論）的方式，如情境56，楞次定律的得出在歷史上具有偶然性，學生直接歸納能力等同于0，如果按傳統(tǒng)的四步實驗去總結，還不如先讓學生記下楞次定律然后去推測或者驗證，那么這里為了體現(xiàn)感應電流產生磁場的“抵抗”，是先給出了后續(xù)才會學習的安培力的來拒去留的力學現(xiàn)象，再結合古代思想，配以相對合適的階梯型問題活動鏈，才相對順利地導出了楞次定律，是有難度的，而其背后的能量守恒觀念，直到高三最后我覺得也沒能讓學生理解，見情境65。其實從做題角度來說，有沒有這個情景最終也沒太大差別，但個人的教學觀點一般是沒有證據，不談理論，希望對學生將來的思考方式、價值取向起到積極的作用。本類包括情景/情境：3、7、8、9、14、16、23、26、27、29、30、38、42、43、45、46、50、52、53、54、56、57、59、60、62、63、64、66、68、69、70、71、78。2、較長期的學生表現(xiàn)反饋簡述由于在高二時重新分班，高三進一步調整，故高一教授的大半學生高二下以后不再是我教，所以能夠拿出來觀察三年的樣本不多，這里只能摘錄一些學生在三年里從練習表現(xiàn)上的反饋（由于沒有記姓名，可能有些只是摘錄到高一的反饋）?？傮w來說，由于當前上海市的考分所限，要想學生在物理學科上多花精力、為國儲才，現(xiàn)狀是比較悲觀的，這一點從同學們在高一時的認真狀態(tài)，到了高三的疲憊和偷工減料表現(xiàn)，清晰可見。由于當前新教材的習題中存在不少需要表述邏輯思路的，就更容易顯現(xiàn)，當然這種題到了高三就極少了。而到了最終的等級考，雖然25年還是相對簡單的，但主要還是比拼的思維靈活程度和長期以來訓練的嚴謹性，而媒介就是對基本概念、方法和技能的考查，但忌諱死做題，由此男女同學的過程中表現(xiàn)（比如校內、區(qū)內的檢測）一般來說差距明顯，但到了市級考試難度降低后差距就縮小了，甚至還有意外拿A+的，當然也有對等的沒拿到A的。在等級考前的三個月，一般來說心態(tài)平穩(wěn)跟緊課內步伐的同學，所得效果都還可以，還有一些沒有緊跟課堂內容但自身頭腦較好的（似乎是很快就明白，就不再深究的），大概得到了A；頭腦相對還算靈活，但這段時間過度專注于解決模擬卷或其他來源的較困難題目的，而對課堂講授的細節(jié)覺得過于簡單的同學，基本沒有獲得應有的成績，當然也不排除連續(xù)測驗分數(shù)波動影響學習狀態(tài)的同學，尤其是一些女同學，如果沒能及時回到按部就班的復習流程上，等級考的負面效果就是很明顯的。以下，就以學生的練習截圖來說明問題。（1）高一階段的認真典型：①：左邊這位同學實際上寫的漢字不多，但基于數(shù)學工具，無論是代數(shù)表達還是圖景表示，都是比較到位的，雖然會偶爾犯小錯誤，但很容易改正，我僅教過其高一，了解到其高三等級考效果不錯。而右邊上下兩位同學，一個喜歡嚴謹?shù)乇硎?，另一個喜歡數(shù)學工具表述，最終都還是不錯的，但這里也值得提醒，高一新生有可能提前學習過一些運動學內容，所以針對右邊的畫圖問題，并不困難，所以即使畫的很認真的同學到高二后也有可能落后，但一般來說愿意主動這樣多思考一點多做一點的同學都還不錯，這應當與我經常在情景分析中順帶多分析一點有關，但對于學習底子薄弱或者態(tài)度一般的同學來說，就會“學習重點”不突出，會有些混亂（畢竟情景比模型是更混亂的），這里沒有留下這類同學的作業(yè)記錄。②：“吹牙簽”題目的啟示：左方兩位同學，一個是文字表述，另一個直接公式運算（雖然缺少了很多的近似和假定），分析思路都是相對正確和簡單直接的，他們在后面的學習中也是相對順利的，但右邊這位同學似乎在暑假就知道了很多東西（一知半解），描寫了很多，也有不少是正確的，但實際上有點沖淡了這題的直觀本意，實際上更像是學生在展示自己的淵博知識，過于真實地去解釋問題，但很可惜，這樣的話學生就會有些過度自信，長期影響就是解決問題的思路會逐漸混亂，而且還不舍得花時間去解決自己的基本概念和技能的問題，忽略所謂的“低級失誤”。這類同學要么是憑借自己的才智真的拿到了好成績，要么就是不斷地混沌下去，很可惜上述的右邊同學屬于后者，雖然高二以后他就不是我教的了，但這里面會不會也與我總是使用真實情景，把問題復雜化有關呢？③：許同學高一許同學高三許同學高一許同學高三方同學高三論心態(tài)的重要性：上圖的許同學和方同學是我?guī)耆甑?，實際上單純看物理學科，個人覺得此二人思維能力是差不多的，都挺好，也是從高一以來都比較聽話地按我課堂講授的方式解決問題，從圖中的表述可見一斑，但是其中方同學全科目總體是不如許同學的，所以從對自己要求出發(fā)，心態(tài)也更緊張一些，從二者的答題表現(xiàn)，他們都是需要按部就班思路清晰才能保證正確率，而逐漸地到了高三更加緊張的階段，方同學相比許同學就顯現(xiàn)出更多的低級失誤，而許同學在公式表達方面則是更加準確了一些；雖然他們都不算最聰明，但也都沒有會不會的問題（基于上海市范圍的檢測內容），而在等級考中也并沒有如此多的文字表述需求且相對簡單，因而許同學雖然在高三也頻繁在測驗中有失誤，但其平和的心態(tài)還是支持到了拿A+，方同學則是A（實際上有個別思維表現(xiàn)不如方同學的拿了A+，存在一定運氣成分），而另外相比之下，我的課代表單就物理水平是高于他們的，卻存在長達一年的心態(tài)不穩(wěn)（有其他學科等方面的因素）和上課犯困的情況，最終也只拿到了A。④：經過較長時間的潛移默化的思維訓練，我們要相信學生的解決問題的能力是在進步的，尤其在數(shù)學始終是學生學習的重中之重的情況下，正?；蛘咻^好的學生的數(shù)據分析能力是足夠的，只是有些物理語言他們組織不好而已，還有些數(shù)學工具用得未必完善，需要我們去引導。這里的彈簧振子周期數(shù)據分析已經具有一定的思維量，認真花時間完成的同學在后期的學習中絕大多數(shù)不會遇到過大的困難，但也不能一概而論，上面也說過有些同學是知道一些公式的，所以這里的圖作的好未必將來能拿到好成績，但如果知道公式卻能忍著不用，看透題目的意圖認真完成的話，高三的表現(xiàn)都挺好，也就是高一的苦功夫都是有價值的。④：既肯認真表述，又能概念清晰，還能考慮全面的同學畢竟是少數(shù)上圖左邊的同學對文字問題進行了模型化示意圖處理（情景化），并自定了物理量，且以密度大小為基準點從頭開始論述，用恰當?shù)奈淖峙浜瞎酵耆_地表述，而且也很清晰重力勢能的正負代表高低這一概念，顯然跟他本身的物理素養(yǎng)和學習習慣有關，也不是教師能夠左右的，可惜高二及以后不再是我教，所以后面的例子中這類同學就極少了（原本就很少）。同理的右邊這位同學也是，愿意將汽車0~50km/h的加速是否勻加速對比額定功率進行前期討論（當然后面的動能定理訓練過少，多數(shù)同學都做不出也很正常，到了高三也是，后面有講）。聽聞這兩位同學最終等級考都考得不錯，愿意思考且正確的，功夫花的都是值得的。顯然上圖中左邊的同學其實更加愿意模仿教師步驟（但沒畫受力分析），不過看起來更加像是“只要把數(shù)字算對就可以了”的情況，對功的正負、動能變化量的正負似乎一點都不關心，或者說是非常缺乏重視度，也可能是這方面訓練得較少，但相比而言右邊的同學顯然是喜歡少寫字、少表述的一類人，卻能把握所有的關鍵點，可見這個物理情景在其腦海里是十分清晰，功能關系雖然抽象，但要點對他來說掌握得比較快，所以認真和理解能力兩全是最好的。聽聞還是右邊的同學最后考得好。這一組上圖左方同學顯然是模仿教師十分到位的同學，但事實上她的物理思維能力只能說還可以，我?guī)У礁呷诨卮鹌鋯栴}時還會發(fā)現(xiàn)隔三差五的思維堵點，而右方同學對“人造重力”的“支持力感”的表述顯然思維是比較活躍的，其實這已經超出了我在課堂情境分析上的描述，是不錯的，如果不出意外，經歷長期情境問題思維訓練的同學，最終都會有不錯的成績，即使考得一般，也在可以接受的幅度范圍內，不過我是沒想到左方這位課堂回答問題也經?？さ耐瑢W意外地拿到了A+，她究竟理解了多少？還是正好考試比較適合她？我也有些迷惑了。（2）高二更加抽象化的例子：①：電場力做功、電勢能概念一出，正負號的問題就很普遍，左圖可見，上課時引出概念的過程中，還是有不少同學認真學習了這部分功能關系的，但還有大量的同學弄錯，說明這部分的課堂環(huán)節(jié)耗時不足，也說明如此抽象的概念，用不用情景其實差不多，最主要是靠多一點的標準化動手練習才好，而右圖中既有能量，也有動力學分析，這樣的綜合內容不太可能有情景可看的，能夠寫全的同學鳳毛麟角，寫得還不錯的都不算多，反思過來實際上與高一的相關分析的練習量不足有關，所以這里也是提出一點擔憂，論實事求是地講物理，使用真實情景創(chuàng)設情境教學是必然的，但從課堂時間來說，可能還需要更加合理的分配，就像上述的“沖淡主題”的話，對于中等水平的學生來說就不是什么好事了。②：基于記憶的理解程度和準確度問題：這位同學的表述，顯然是記錄一些“等厚干涉”的原理，肥皂膜的截面畫的還不錯，但是表述并不十分準確，她高一并沒有像我課堂上那樣分析過更多的情景，因而我的上課節(jié)奏對其來說是比較快的，所以這種需要課標之外的內容“程差”來解釋的物理現(xiàn)象，對其來說是比較困難的，因此我在這類問題上會較少地自行添加教材以外的情景，但要想講清楚又得涉及教材以外的內容，所以只能處理為學生能理解多少算多少，畢竟考試要求上這可能就是一個記憶性的知識點。但從這個回答可見，這一類的學生是真的需要一定量（或者說足量）的練習才能鞏固和內化，就像她寫的“厚度變化率”，顯然就是還未理解，即使只是記憶了一個結論。這些同學尤其依賴學習時間和平穩(wěn)心態(tài)，像圖示這位同學在考前兩個月就已出現(xiàn)迷茫情況，但也未與我溝通和解決問題（可能是時間精力不足），所以最終分數(shù)還不如另一位平常表現(xiàn)更一般的同學，相當可惜，她的其他科目考得都還可以的。③：長期借助情景教學的兩個典型學生特點：（圖示的不一定是我高一帶上來的，但也經過了至少一個學期的我的教學）學生愿意不懂就問，即使可能只是課堂上沒來得及理解或者沒注意的，比如常規(guī)電壓表顯示有效值這件事情，但過一段時間又會忘記一些，畢竟我們這類課堂內容是相當多和復雜的，教授時基本上證據理由需要面面俱到，很難描述出哪個點是課堂重點，這也是很大的劣勢，但對水平較好的一批同學沒什么負面影響，甚至能讓他們對物理概念更加清晰（如上圖描述變壓器的同學）。學生在定性的討論分析占據較多時間后，像非純電阻電路這樣的一種簡單的“計算概念”，由于在課堂上沒有足夠多的時間來練習和鞏固，并且這也是比較抽象的沒有什么情景可言的問題，所以學生非常容易代入初中的知識造成失誤，也就是教學中偏重情景削弱訓練時，學生對無法情景化的概念理解及相關運算能力是偏弱的。④：太難的情境問題鏈的效果不如當作知識點識記：上圖中有關電磁場的理論，顯然左邊這位同學答得已經不錯了，基本理解了課內要求的電磁場定性理論，但到了右邊這題，顯然他將電磁場理論中的“電場”與“電流”混淆了，另外也有同學說得深一點，但還是與驅動電子運動的“電場”相混淆了，這顯然我也不是沒講，但也沒有什么好辦法去解決，畢竟這絕對屬于一個認識上的難點，而實際上課堂時間不允許我們拓展那么多和那么長時間讓學生去充分理解“電流就代表變化的電場”這件事，此題我講評后也不指望學生能理解，但我給同學們的建議是，不如把題目翻譯一下，是什么，形成了什么，能產生怎樣的磁場？從更表面一點的角度去解決問題。所以其實我也早就發(fā)現(xiàn)了，某些過難理解的情境問題，可以給一部分學生拓展視野、提高認知水平，但對于大多數(shù)人，我還是應當在高談闊論之后，再選一個更具象化的角度，幫學生翻譯和記憶，畢竟考試也不考那么深，沒有必要為難學生。⑤：記憶力好、心態(tài)平穩(wěn)、長期嚴謹和全面地分析問題，外加平常練習始終認真對待的同學，即使物理能力不是拔尖，也能通過對教師的模仿，逐漸將自己回答問題的方式變?yōu)楹芨叩乃剑吘刮覀儺斍暗念}目還沒有那么困難和復雜的問題，像這位剛才提到的許同學，能在這個小題中，把邊邊角角各種相關因素都寫出來并正確，與他長期的課堂思考和課后鞏固是不可分割的。但是這樣的學生極少，所以前面我也說了，最終的等級考分數(shù)主要還是看思維的靈活和精準度，輔以學習的認真程度，其實后者是為前者服務的，但在相同的認真度下，很少有人能打破思維方式的壁壘，造成“超常發(fā)揮”的。所以在后面附件中一開始我就說，增加更多情景后，對自覺認真的學生有裨益，而不能自覺轉入學習狀態(tài)的同學，則很可能是看熱鬧，外加課堂節(jié)奏加快，兩極分化是增大的。（3）在高三尋找問題及表現(xiàn)：①：抽象的就是困難的實際上學生在牛頓定律寫的還不錯，但到了功能關系，表面上看起來是公式亂寫，或者說還有“功轉化成能”的思想在里面，實質是學生對功和能概念的混淆，這也很難解決，畢竟高中階段我們也是先教授了功這樣一個可以定量的物理量后再教授能的，學生有不正確的概念認識也很正常，但如果能夠每一次都嚴格按照教師的列等式要求來寫的話，動能定理的方程不至于那么困難，個人感覺，實際上一是高一沒有花大時間來解決概念標準度的問題，二是學生在面對無法情景描述的抽象問題時，再探討計算，則他們腦海里第一想法就是把答案算對就行，這就是個計算題算法隨意，而其文字表述本身就艱深難懂，學生也不太想花時間在上面，由此混亂導致公式寫法的混亂，加上可能還有同學在教輔資料等其他渠道看到的解題過程，我們一線教師在提高學生解題步驟的規(guī)范性上深感壓力。而與之相反的，從高一就認真學習教師寫法的同學，確實經歷了公式與內心想法的別扭、多寫文字等的折磨，但到了高三基本就不需要再在這類題上面讓教師擔憂，當然這樣的學生我見到的也不多，如果上智力不錯、心態(tài)平衡、學習步伐穩(wěn)健，領悟到一定的精髓后，步驟簡潔卻都能幾乎寫得不漏，就像下圖（這題練過一次較差，隔了相當時間再拿出來檢測的），我的另外一個課代表胡同學，甚至偶爾發(fā)現(xiàn)我做錯的題，同時不清楚了立即就問我并能快速解決，順理成章地拿到了A+。事實上學生能把邏輯思路表述得嚴謹和完整，主要還是依賴對教師的模仿+自身理解，我們教師本身也是如此。而下面這位梁同學則是有很強的記憶力和分析能力，從來沒有問題問我，也順理成章拿A+，課堂反映也是極其快速準確，以致于我一般不太叫他回答問題。所以我覺得成績最終還是靠學生本體，我只能引路，而且只是盡量讓學生感覺課堂上有點物理的東西，而不只是考試的東西。②：總有學生被訓練的愿意多思考了在情境73中我提到了教材上這道“光纖導光”題目一開始我是做錯了的，后來就是被上述的寫了變壓器原理的那位特別喜歡寫字的同學糾正了的，說明從高一開始，愿意跟著一起思考的同學，只要理解力還過得去，一定是在情境式教學中會有收獲的。而現(xiàn)在這道題我出在高三（講題也能成為一種情境），其實倒不是特別關注兩次折射定律的運算，而是想看看有多少人具有較高的思維完備性，在利用邊界光線計算后，還能寫出一些探討的論述，當然能寫出一點的都不多，而這位同學雖然有寫錯的地方，卻已經是寫的很全的了，我們也沒有時間和精力正規(guī)地訓練學生的論述能力，但經過較長時間的情景分析，一定程度提升了學生的邏輯嚴密性和完整性后，還是能有一些同學知道要寫出一些計算以外的東西的，也算是微有成果。而下面的同學則已經有點科學探討的意味了：③：不難的問題百密一疏，較難的、生疏的問題下手即失誤乃是常態(tài)。上圖我記得不是很清楚是不是還是那位許同學，但這也是很多比較認真學習的同學的情況：其實物理并非其強勢學科，即使是經歷了較長時間的鍛煉，有相當比例的比較認真的同學在表述上已經學得有模有樣，但仍可見其思路邏輯稍有混亂，容易百密一疏，這種現(xiàn)象很普遍，真不是不會，卻會做錯（我這里展示的應該還不算做錯，只是有些不明確），以致于高三后期我們還是在大力地糾正學生的林林總總的漏洞（當然對于不同水平的同學，漏洞的尺度也是不同的），教學生沉下心來重視大小失誤，盡量避免意外失分，而我一般很可能就是將典型的學生所寫且值得探討的，拿出來展示給大家進行分析，無形中也就形成了一種題目情境。但是我也反思過一定程度的糾結表述，又會缺少了關鍵性正確思維的訓練，實際上鑒于我們學生的水平，絕大多數(shù)學的是千瘡百孔，此時也只能遇到一個，解決一個，還不一定能引起重視。如果剛才電磁感應的表述叫百密一疏，這里的兩道題則就是在具有一定難度的情況下，真的不熟練（汽車功率題的表現(xiàn)）或者不會了（電磁彈射題的表現(xiàn)），具體表現(xiàn)就是入手點就不正確，概念不是足夠的清晰，而且這里展示的都算是比較好的同學，其他同學的表述可以想象。但這個對學生是否影響較大？要看情況，汽車功率那道題其實就是練習不足，本身并不難，但也就像上述我說的，專注于情景教學往往會讓學生做題練習不足，這就正常了，高三多練幾次就行，但其實這種題套路較明顯，考的概率是較低的。而電磁彈射這題本身教材中并不涉及，源于外地題，我們同學沒有經歷過類似的強化訓練就是會覺得過難的，但個人覺得既然教材中也不出現(xiàn)，那么僅作為提高學生分析能力的拓展型問題即可，不用過于糾結要會到什么程度。④：我愿意多思考，學生也會逐漸發(fā)揮想象力，這就是不錯的效果！我再順勢進一步分析或類比，與同學們共同挖掘可以對應的更多的物理規(guī)律。典型例子如下，這里不再作更多描述?？蓞⒖记榫?6等。這兩位同學，一位比較依賴模型程式化，另一個思維稍微開闊一些但概念也不是那么清晰，最后后者考得意外地好（可能因為卷面簡單？），而前者就比我預期的范圍還要低了，一是理解的靈活度問題，還有則是前面說過的高三下學期的心態(tài)和方向迷茫的問題。由于本人十分注重物理內容的“真實”，因此耗費課堂時間也較多，內容也更加繁雜零散，缺少習題練習而解答題等的表述卻是要求更高，所以實際上對學生的要求是很高的，那么學生也會感覺困難就像下面這位同學的中肯描述。⑤：用學生的評價正視我的問題。這位同學是我高二才開始教的，說的正是我三年來教學的薄弱之處，但實際上即使是區(qū)區(qū)一個證據意識，也是在新課教學中要大大地占用時間的，所以魚與熊掌很難兩全，我課堂上具體怎么解題講得確實是較少的，這就是這位同學所說的“術”，我想下一輪我可能確實要課堂上做點題了，不過做什么題我還是會保持自己的見解。同學們評語寫的比較早，這位張同學成績出來后也拿到了A，不知他作何感想，我也有點迷茫了。五、簡要總結（9點）由于具體的實踐經歷和經驗已經散布在上述的報告和下文的附件78情境反思中，所以這里僅作極簡的總結歸納。1、自行創(chuàng)設或者改編教材情境，需要教師首先有查詢資料、辨別真?zhèn)?、辯證認識、邏輯組織等方面的準備，自己逼著自己進一步的學習和學以致用，肯定是提高了創(chuàng)編者本身的科學素養(yǎng)。2、實施者需要有一定的或者說較高的課堂把控能力，因為很多情境開放分析會逐漸偏離當前教學主線，所以一般來說自編的才最適合按自己思路來走完教學流程。3、本文并未明顯提及“探究”相關內容，但其實這類創(chuàng)編情境可以說已是無形中融入了一定的探究思想，三年實踐，個人認為沒有必要刻意追求所謂“高階思維”的探究活動，順勢而發(fā)才是最有效的方式。而這三年對我來說真正的“探究”，可能也就是我自己去探究，發(fā)表了4篇文章以表達一些具體問題的觀點。4、教師須逐漸觀察和了解學生，包括表情判斷等，需有一定能力在適當?shù)臅r候發(fā)揮共情作用，同時對情境問題本身應相當全面地了解，在仔細傾聽學生表述的同時，盡可能先找到學生思維的閃光點，恰當且不明顯地表揚，然后再給出調整或者討論的意見，由此學生群體能有一定的獲得感，才能保持積極性。5、難度把控上見仁見智，雖然當前新教材已經比二期課改的內容豐滿很多，但知識體系還是殘缺的，這一點存在不可克服的客觀困難，不過基于學生水平，通過有限的、不太深入的“超綱內容”的探討，最終讓學生基本正確地理解課標要求的內容，還是值得去做。三年實踐表明，只要情境創(chuàng)設恰當，問題不是高不可攀，這種課本上看不到的東西，所有學生都是愿意聽一下的，最多有人看熱鬧，有人看門道而已，附件中的情境除了極個別的，都可以使用。6、對于學習能力較好、主動性較高的同學，這種教法能有效地提升其看得見和看不見的能力，比如模型遷移、嚴密邏輯、看待問題的普遍方式等，對于能力一般的學生，則要慎重考慮時間利用率的問題，因為“更多的思考”可能對他們效果不太大，而增加常規(guī)的練習和訓練，畢竟我們最后還要看考試分數(shù)的。7、具體的情境問題鏈最好保持在三個問題以內，除非是非常有趣或者有分析價值的，過度的刨根問底，卻沒能引起學生興趣，讓他們沒有獲得感的話，會立即讓他們從學物理變成感覺在做題。8、連高三的講評習題也可以變?yōu)榻虒W情境，所以情境創(chuàng)設并不困難，存在一條邏輯適恰的主線就可以了，而剩下的問題是素材：空口語言聯(lián)想生活現(xiàn)象、真實生活中常見或不常見的圖片和視頻、實驗視頻和數(shù)據、當場利用粗糙器材的演示（粗糙器材，極易重現(xiàn)，才能顯得規(guī)律普遍）等都可以使用，而個人觀點的使用原則，就借用我發(fā)表的文章的一段話：“數(shù)字化（多媒體等）的資源取材便捷、廣泛，可以輕松構造教學情境；數(shù)字化實驗技術不僅操作快捷，還能做到很多傳統(tǒng)實驗手段無法完成的測量或展示，通過高度可視化有效果促進學生思維能力的培養(yǎng)，功能強大。但在實際應用中應注意以下3點：一是教學目標、問題設置和所選資源需要適配；二是在有條件讓學生親身體驗或教師親自演示時，應盡量避免用數(shù)字化資源替代；三是即使實驗用到數(shù)字化技術，也應給學生留出合適的數(shù)據處理時間。隨著我們對數(shù)字化技術與教學平衡點的不斷探索，數(shù)字化技術對教學效率和效果的提升作用會越來越顯著”。9、包括附件，本報告出現(xiàn)了幾十次“興趣”一詞，相信已經很凸顯我大量地使用多媒體、數(shù)字測量技術等手段的原因，相比課本，更真實的圖片更有說服力，靜態(tài)的圖片有動態(tài)的視頻支撐肯定更佳，三年來我的學生在課堂上八成時間是抬著頭的（這也導致了練習量不足），學生的興趣其實是我最大的目標。反思一下，講臺下的學生將來能成為像科研工作者等與物理強相關的從業(yè)人員嗎？答案絕大多數(shù)是否定的，所以我們教師追求物理知識的真理，而在學生就是探索世界、發(fā)現(xiàn)和解決問題的一般方法，我能做的，就是在幫助學生盡量不失分的同時，把唯物主義、辯證思想以一種同學們還能聽得下去的方式展現(xiàn)出來，希望對他們人生之路能有些許作用，這也是我能夠理解到的一點教育者的情懷。附件：2022級高中物理教學自編（創(chuàng)）情境、情景問題與反饋上海市位育中學伍秀峰總綱：1、絕大部分屬于教材、常規(guī)流程以外的自編情境，難度參差不齊。2、絕大部分以提起學生興趣為主要目的之一。3、因人而異，因時而異，因勢而異，過度使用會適得其反。4、因人而異，自覺和不自覺的學生，效果很可能是相反的。5、我都隨便嘗試講講的而已，有的很困難也不一定準確或正確。6、懂得順勢而為很重要。7、不談計算，看看還能談什么。共78頁，好與不好的共探討。8、三年來真正用過的情景/情境遠遠多于此，課不是那么好上的。9、反饋中的“層次”僅指學生可能做出的應答水平，并非學生本身水平，學生的回答層次還與課堂環(huán)境、心態(tài)等諸多因素強相關，即使物理水平確實一般的學生，也會有他/她的過人之處。我曾對同學說：“你確實沒考及格，但現(xiàn)在所學和將來用的差別很大，你有耐心，如果條件允許，你也還能保持熱情，將來從事物理相關的工作，甚至科研，都沒問題。大師不好說。”情景1：滑雪運動員在空中轉身540°設問1：是不是轉動的物體一定不能看作質點？是不是很小的物體才能看作質點？舉例？設問2：取運動員身上哪個點作為研究整體軌跡而替代他的質點？頭部行不行？手掌行不行？目標：在描述真實情景的過程中，簡單理解質點的概念。效果：層次1：學生對設問1的回答也是含糊不清、缺少底氣，確實沒有思考過類似問題，只能等教師一步步提示和舉例。而對設問2卻基本會回答“重心”這個聽說過的詞，到了頭部是否可以又會出現(xiàn)障礙，沒有主動去粗略描軌跡的意識。層次2：學生在設問1能夠舉出一些例子，但具體問題具體對待的最終結論可能還是要靠教師引導。設問2簡要說明理由沒有太大困難。反思：雖然是針對真實現(xiàn)象和真實問題，但其實也是在作理想化處理，對于“看作質點要視研究的問題而定”的結論，討論過程中也可以觀察出不同水平的學生的思維遷移、發(fā)散能力是不一樣的，空間想象能力也會看出一些差別?？赡軓倪@點開始，就要培養(yǎng)學生勤聯(lián)想、勤動手的良好習慣了。情景2：攝影師高速拍攝出膛的子彈設問：已知兩次拍攝的曝光時間相同，哪顆子彈更快，為什么？目標：在一個稍微有些復雜的真實情境中，應用瞬時速度的概念。提升學習興趣，拓展視野。效果：層次1：學生以步槍和手槍的區(qū)別（猜測或者是既得常識）來說步槍子彈快（也可以算合理的解釋）?；蛘邔W生說相同時間內步槍子彈離開槍口更遠（正中預設問題）。層次2：學生能夠關注到子彈糊影的問題，并大致地定性地判斷步槍子彈快，但是難以和曝光時間相結合進行分析。層次3：學生清晰地知道曝光時間和糊影長度之間的關系，并正確地確定研究的時間和位移，對問題加以解釋。反思：起到了不錯的活躍課堂的效果，多數(shù)情況學生的反應是包含常識和層次2的分析，也起到了了解曝光含義、選擇研究過程的作用（生活應用、做題），可惜當初教學水平、遷移能力還不足，如果能夠再用一些時間作出一個比較夸張的減速的位移時間圖像，將此情景再轉化為形象的數(shù)學語言描述，可能能更加深化學生對過程的認識和瞬時速度概念的理解。情境3：簡單視頻播放+假想數(shù)據列表嘗試問題：是不是加速度為負的，物體一定是在減速？設問1：根據加速度的定義式，計算三者的加速度并用箭頭標注其方向。設問2：是不是加速度為負的，物體一定是在減速？如何根據加速度判斷加速減速？目標：基于真實情景抽象出運動模型，用數(shù)學表達的方式輔助理解加速度的概念，糾正慣性思維的觀點。效果：層次1：學生對設問1的活動需要花一定的時間，并且?guī)в幸蓡柕氐贸鼋Y果，甚至可能是在教師提示下一步步得到結果，可能還有些不太理解結果對應的含義。對設問2能夠指出反例，但無法順利或快速地進一步歸納結論。層次2：學生對設問1毫無疑問地快速作出解答并做好標注，可能會對結果有疑問，但簡單交流能夠輕易理解結果的含義。對設問2也能在較短時間內舉證并歸納出合理的規(guī)律。反思：雖然是針對真實現(xiàn)象提出的假數(shù)據問題，但也是在對現(xiàn)實情境理想化的基礎上，針對較困難概念作出的一種比較能將情景、數(shù)據、概念結合的情境設置，其實效果還不錯，但實際上當時沒有紙質學案之類，學生也缺少動筆記錄的過程，這個歸納結論的過程走的很順，但可能學生也就當結論記得了，隔了一段時間后就難以再和情景主動聯(lián)系，而可能在練習題中逐步演變成為純數(shù)學的運算觀點了，這一弱點在后來的牛頓定律的具體分析中會再度體現(xiàn)出來，相當可惜。情景4：如圖，飛機上發(fā)射導彈設問：加速度的大小和速度大小有沒有什么關系呢？能不能舉例說明，比如速度很大，加速度較小或較大的例子？目標：基于真實情景及衍生想象，加深加速度概念的定性認識。效果：層次1：學生對設問要先思考和理解一下“加速度小”的含義，然后再舉出一兩個例子。層次2：學生很快就舉出兩個或以上的例子，并說明分別對應哪種情況。層次3：在層次2的基礎上，學生能夠模糊地解釋現(xiàn)象中如何體現(xiàn)加速度大小。反思：基于此情境之前已有現(xiàn)實情境來建立加速度概念，多數(shù)情況下學生并不會用此圖中情景作為答案，但是中等水平同學都能想到用高鐵或飛機描述高速低加速度的情況，也就是此圖片情景基本失效，或是因為圖片作為靜態(tài)實景，且非生活常見，以此為基礎讓學生想象動態(tài)情況，不如直接讓學生聯(lián)想和討論生活現(xiàn)象，或者藏一張生活常見的情景圖，在適當?shù)臅r候展示出來并進一步發(fā)散思維。而高速或者低速時，高加速度的現(xiàn)象學生的回答還是模棱兩可，尤其運動員起跑瞬間的理解更是抽象，沒動卻要想象他要動，且是很快地加速，這種從位移抽象到速度再抽象到加速度的思維對學生來說是很困難的，一些學生到了高三也只是記得了起跑的加速度大這個結論而已。而這個可能需要借助現(xiàn)代測量工具從數(shù)學語言角度來加以驗證和說明。情境5：汽車制動測試圖像，兩種縱坐標共用一個橫坐標。設問1：大家通過觀察簡單說一說車的速度是怎么變的？設問2：但是根據藍線，車的加速度變化不大，這里有沒有矛盾？設問3：如果是勻變速，速度的圖線能否對應上數(shù)學表達式？目標：讓學生在踩坑的過程中培養(yǎng)良好的識圖、運用概念的習慣；鍛煉數(shù)學語言、數(shù)形結合的能力。有新穎性和挑戰(zhàn)性。效果：層次1：學生幾乎都下意識地說減速得越來越快，提出了設問2才意識到橫坐標的問題，沒有能力自主研究設問3.層次2：學生比較謹慎，注意到該圖的一些提示，在設問1能夠模糊地提出橫坐標的問題而無法下結論。層次3：學生能自主分析完設問2，給予充分時間可以得出設問3的數(shù)學表達式。反思：沒有一定時間的專門針對圖像的訓練，拿出不常見的圖像作為數(shù)學描述，是可以考察學生的思維能力水平的，本情境作為工具應用、情境辨識、概念理解都有一定的功能，也是學生在用所學知識近似分析簡單的生活現(xiàn)象，有新穎性和研究價值，但是可惜當初實踐時，沒有放足夠時間給學生自主探討，設問3的內容被教師很快地提點著順帶過去了，損失了情境的部分功能。情境6：軟板演示（有慢鏡頭顯示板恢復的方向）+圖片討論設問1：木塊放在軟板上，為什么會受到支持力，方向為什么是向上的？設問2：卡車停在水平地面上，支持力和壓力分別來自誰的形變？設問3：物塊放在斜面上，壓力和支持力分別來自誰的形變？方向如何？目標：基于彈性形變的認識后，從產生原因角度幫助學生理解彈力的概念，從具象到想象再到歸納。演示實驗凸顯形變及其恢復方向。效果：層次1：學生幾乎都是常識性地說出力的方向，不太確定地說出對應的形變物體，也可能不正確，沒有進一步對“形變恢復”的分析。層次2：學生能夠比較正確地指出形變物體，簡單以“形變要恢復”指向彈力產生的原因。層次3：學生能自主分析到形變恢復的方向，并在一定的引導下歸納接觸面上彈力方向特點。反思：實際上絕大多數(shù)學生想象力還是有的，尤其是用演示中夸張的具象化形變進行引導后，對于肉眼不可見的形變學生心中都有一定的數(shù)，但真正比較理論化地表述出來，對不同思維水平的學生來說差異較大，可能是因為這不僅是一段有些長度的分析表述，而且還用剛學知識，更有存在研究對象的轉換問題，導致學生在分析彈力成因的過程中會有一些障礙。實際上最后憑借大量訓練，中等程度學生對彈力的產生及方向會沒有多大障礙，可能最終也能自己用“形變恢復”的理論來解釋彈力的產生，某種程度上說明本情境還是在學生腦海里留下了一些印象，但最終效果還是淪落為學生識記結論、為受力分析之類的建模服務了。情景7：“制陶”靜態(tài)圖片（輔助增加gopro視角視頻）活動：畫出手指與陶罐間的摩擦力方向，并說明原因目標：對摩擦力概念學習后的反饋，對相對運動理解的反饋，培養(yǎng)學生從靜態(tài)圖片想象動態(tài)情景，以及可能存在分類討論的意識。引起學生討論的興趣。效果：層次1：學生簡單地畫出了陶罐所受摩擦力的方向，并在引導下能聯(lián)系到陶罐相對于手指的運動方向。層次2：學生能夠比較正確地畫出一對滑動摩擦力的方向，能夠主動說到相對運動，但是手指相對于陶罐的運動需要提示，學生可能會說到圖片中存在的旋轉方向的可能性。層次3：學生能自主提出旋轉方向的可能性，并選擇其中一種（也有根據經驗指出應有的旋轉方向的）作出一對摩擦力方向，并比較清晰地用手指相對于陶罐的運動來進行解釋。反思：中等水平的學生在限定旋轉方向的情況下對陶罐受到摩擦力的方向還是沒問題的，畢竟它相對于手指的運動和它本身的運動方向是一致的，但思考到手指本身不動，那么相對于陶罐的運動就需要逆向的想象，也有相當多的學生是用作用力反作用力關系來說明手指所受摩擦力方向的，說明相對運動的想象能力確實是學生沒有太多的思維儲備，這時再用視頻來轉換視角進行說明，是可以起到良好的效果的。而能否對旋轉方向引起一定程度的討論，也是比較簡單的觀察學生思維水平的一個內容。雖然最終學生在多物體受力分析時，用的更多更快的還是作用力反作用力推理另一個摩擦力，但真的問相對運動，還是不少人能說出一點來，總歸是起到了一定的效果。情景8：正常緩慢加速的坦克靜態(tài)圖片及活動板實驗視頻設問：畫出坦克與地面間摩擦力的方向，并說明原因，以及是動摩擦力還是靜摩擦力。目標：對于有一定復雜程度的情景，設置有一定挑戰(zhàn)性、容易引發(fā)探討的問題，進一步理解相對運動趨勢及摩擦力的概念。效果：層次1：學生畫出坦克受摩擦力向后，地面的隨意畫，動靜摩擦力的區(qū)別無法確定（模棱兩可）。層次2：學生能指出正常情況下“不打滑”，所以是靜摩擦力，對坦克（履帶）受的摩擦力方向有可能畫對，根據相互作用力作出地面受摩擦力方向，但對于相對運動方面的解釋存在疑惑。層次3：學生能明確指出研究點在于履帶，并主動分析出其相對于地面的運動趨勢方向，由此得出靜摩擦力方向（更好的學生可以聯(lián)想人走路的向后蹬腳）。反思：無論是引發(fā)學生探討的興趣，還是落實摩擦力概念及培養(yǎng)學生具體情景中的建模分析能力，都是可以較好地達成預期的目標的一個情境，進一步認識選擇研究對象、分析相對運動的過程在摩擦力分析中的重要性，在探討中讓學生在互相交流中進行學習，起到了不錯的效果。最后輔以演示實驗——可滑動的板上的玩具遙控坦克的加速運動，驗證靜摩擦力的說法及用運動狀態(tài)的改變驗證地面受到的摩擦力方向，達成比較完整的一次情境分析。此后，大多數(shù)學生在類似的情景中都可以比較正確地理解相對運動趨勢的方向，進而分析靜摩擦力。當然更多的真實分析我也在高三出過一次題，關于動量定理的，可惜學生涉及到多物體系統(tǒng)的模型分析還是比較欠缺的，題目如下：（5）但事實上B板還是受到了來自下方滑輪的一些阻力的，其方向為______________，在這種情況下，開動坦克一會后突然斷電，坦克A與板B在很短時間內即變?yōu)橄鄬o止，此時板相對于桌面的速度為__________________（選填“水平向右”、“水平向左”或“無”）。情境9：“雙傳感器實時顯示摩擦力和正壓力”演示實驗（或視頻）操作：下方力傳感器顯示的拉力等于秤砣所受的滑動摩擦力大小，上方用皮筋連接秤砣測量皮筋拉力，通過初態(tài)調零、反號操作，使之顯示出秤砣所受支持力的大小，保持秤砣靜止，不斷地在拉動下方紙板的同時上下移動上方傳感器以改變正壓力，雙蹤實時顯示正壓力和摩擦力的值。（當初條件有限，是借助驗證牛三的軟件界面操作的，現(xiàn)在會更方便）設問1：根據我們的學生實驗，當材料相同時，是不是越重的物體受的滑動摩擦力越大，或者說重量不變的話，物體受滑動摩擦力大小就不會變？設問2：現(xiàn)在有實驗圖像了，大家觀察一下摩擦力和正壓力大小上有何關系？哦，怎么驗證成正比呢？目標：確立重力和正壓力的區(qū)別，確定滑動摩擦力大小和正壓力的時刻對應的關系，提高學生的學習興趣、科學思維嚴謹性。效果：有趣就行反思：2019年我執(zhí)教了一些“摩擦力”的比賽課，其準備過程比較坎坷，雖然最終呈現(xiàn)的也就那么點內容，但是前期準備相當豐富，其中就包含這個f=μN的實驗，但基于當時的教學目標（定性和學生活動）沒有用上，后來我就此撰寫文章并發(fā)表，覺得在時間允許的情況下還是值得讓學生感受一下的，雖然教材里絕無此段（因為這是我想的），而讓學生操作又會漏洞百出，但顯然這里是含有一些從物理學角度看來需要達成的目標的，即使學生不能感悟，最終也就記了公式會做題，但仍然值得演示一次。情境10：演示實驗，一根長繩和兩桶純凈水設問1：有沒有可能用一根繩子，同時將兩桶水拉得滑動起來，還要求比較輕松？設問2：究竟是誰在拉桶？手指的力如何產生了怎樣的效果呢？目標：在有挑戰(zhàn)性的實際應用中，體會力的分解及學以致用。在一個稍有復雜的情境中，從選擇研究對象，到定性效果判斷，再到平行四邊形定則的應用，讓學生在較高的興趣中體會物理知識對生活現(xiàn)象的解釋與指導。效果：層次1：學生經過一番討論，各種嘗試后，有人能想出如圖方案，對于設問2這種研究對象轉換+模型建構，需要教師一步步引導才能最終得出沿繩方向的分解可以有效用來分析問題的結論，并且還得檢視一下大部分同學的平行四邊形是否畫的正確。層次2：學生比較快就在腦海里經過多種方案并確定了如圖所示的做法且進行嘗試。對于設問二，雖然研究對象可能會有些模糊，但是比較容易得出適合的分解方向的結論。平行四邊形正確與否還是需要檢查。能夠根據分解示意圖說明一部分“輕松拉動”的理由。層次3：學生能比較明確研究對象及其受到的力起到的效果，輕松地作出力的分解示意圖，且比較正確地說明“四兩撥千斤”效果的原因。反思：本活動重要目的之一就是引發(fā)學生探索的興趣，效果還是不錯的，只是對不同思維水平的同學，以及認真程度不同的同學，最后的結論在過一段時間后落實在類似情景的研究、做題上效果不盡相同，可能這方面應當設置學案等工具，讓學生一開始就耐心地從研究對象開始逐步寫下一點東西，會有更好的效果。力的分解其實是一種數(shù)學運算，在此只是為了方便解釋生活現(xiàn)象而選擇了最直接的分解方式，其實最終學生還是使用受力分析更普遍。情境11：演示實驗，定滑輪、繩結組、質量比為5:4:3的鉤碼組。設問1：這里好像是個直角，理想情況下應該不應該是直角？這個角又可能是多少度？為什么？設問（活動）2：以節(jié)點為研究對象，我們可能會用到怎樣的物理原理和數(shù)學工具來理論推理呢？目標：共點力平衡的概念、平行四邊形定則的運用。效果：層次1：學生很容易一口回答出設問1，問其原因就是非常熟悉數(shù)學中的邊長3/4/5的三角形，再問問不出，教師一步步引導設問2，才能最終有一些人能相對完整地表述原理。層次2：設問1基本同層次1學生，但能有人提出可能需要進行對節(jié)點的受力分析，而設問2受力分析沒有太大問題，但平行四邊形畫法會部分出錯，也比較容易找出直角三角形，依據所畫不難解釋，但在完整表述原理的過程中包括原理在內會有疏漏的地方。沒有發(fā)現(xiàn)層次3的學生。反思：本活動重要目的之一就是引發(fā)學生探索的興趣，效果還是不錯的，只是對不同思維水平的同學，以及認真程度不同的同學，最后的結論在過一段時間后落實在類似情景的研究、做題上效果不盡相同，可能這方面應當設置學案等工具，讓學生一開始就耐心地從研究對象開始逐步寫下一點東西，會有更好的效果。力的分解其實是一種數(shù)學運算，在此只是為了方便解釋生活現(xiàn)象而選擇了最直接的分解方式，其實最終學生還是使用受力分析更普遍。情景12：演示實驗，一個物體靜止在傾斜的長板上，緩慢增加傾角，物體某一時刻開始打滑滑下。設問1：（活動）給你一個量角器，能否大致測出二者間的摩擦因數(shù)？是何種摩擦因數(shù)？設問2（可選）：假定板無限長，則傾角從0增大到90°的過程中，物塊所受摩擦力大小是如何變化的？目標：模型建構、平衡概念、平行四邊形定則等的綜合運用。效果：層次1：學生難以對設問1自主地進行建模分析，并想到“剛好打滑”的臨界點，需要教師一步步引導才能做出來。對于設問2，可能能回答出靜摩擦力減小的結果（順延設問1的公式描述）。層次2：學生經過討論可以在一段時間內自主地建模、受力分析、列公式等，有可能會想不到“剛好打滑”的臨界點，不過問題不大，可能能表述這是靜摩擦因數(shù)。對于設問2有部分同學可以想到會變成滑動摩擦力而減小。層次3：學生自己把設問1比較完整地做出來了，對于設問2可以有正確的函數(shù)表達，甚至可以衍生出圖像表達、動靜摩擦力存在突變的細節(jié)等。反思：本活動重要目的之一就是學以致用、用以固學，實質上是在做題，但學生可能會更有興趣接受這個有挑戰(zhàn)性的任務，所涉及的知識技能相對比較簡單，而且很常見，所以只要不是囫圇吞棗過去，那么經過高二、高三若干次類似模型的建構，這種受力分析、正交分解解決問題的思路對學生來說不是太大問題，由于本質上是做題，而且重復操練次數(shù)很多，所以到高三與不做此實驗光紙面做題的同學相比差別不大，可能最多也就是給學生留有一個曾經探討和解決這個實際問題的印象。情境13：【前期鋪墊：用夾子把重物夾在了繩上某點，且兩繩關于豎直線對稱時，利用繩與豎直線夾角已求出拉力大小與重力間的關系】我們如果向上移動P點，顯然兩繩不再對稱，拉力會有變化。那么現(xiàn)在我們把夾子換成一個假定光滑的動滑輪（器材），也向上移動右端點呢？設問方式1：你們覺得可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？我們來演示一下，哦果然如此，兩繩還是關于豎直線對稱，那么繩上拉力變了沒有，為什么？設問方式2：已知，跨過光滑的滑輪兩側的輕繩上的拉力大小總是相等的，向上移動右端點的過程中，繩的總長L、懸掛點的水平間距D都是不變的，則繩上拉力會如何變化，為什么？目標：模型建構、共點力平衡條件、理論與實踐相結合的綜合性問題研究。兩種設問方式剛好是相反的步驟，方式1基本上在于讓學生知道此現(xiàn)象，學會畫受力分析，并再次用平行四邊形定則作出解釋，最終教師引入數(shù)學原理。方式2則是希望學生能先從物理規(guī)律、數(shù)學原理入手，推測可能的實驗現(xiàn)象并作出解釋。效果：層次1：學生能夠說出滑輪會活動，猜測平衡時可能兩繩仍然對稱，拉力可能不變，其他什么也做不了。層次2：以設問方式2先行展開一定的討論，能猜測到兩繩與豎直線夾角是不變的，能夠主動地或者經提示地以此夾角表示出繩上拉力與mg的關系，記得了滑輪兩邊拉力大小相等的結論，但無法將幾何角度和“拉力等大”、L、D的關聯(lián)性找出，不過也算達成了目標，最后靠教師演示確定結論，教師引導能建立夾角與L、D的數(shù)量關系。未見到層次3水平的，先用對稱性以數(shù)學方式解釋了夾角問題，進而分析拉力不變的學生。反思：本活動也不是什么考試的熱點，只是在提升學生學習興趣的同時，進一步鞏固共點力平衡的運算能力，以及認識這種滑輪模型，并用以致學，由于這里面邏輯思路中有較多的數(shù)學關系，所以不要求學生能夠非常詳細、嚴密地作出解釋，更多的就是理論+驗證。實際上這個情境也在功能關系中出現(xiàn)過，考的不多但是能讓學生上臺操作，拓展視野且比較有趣。情景14：設定情景：用不太大的力拉船，船也會逐漸移動起來，假定用等大的力拉輪胎，輪胎卻沒動。設問1：這是否能說明輪胎的慣性大于船，為什么？設問2：如何比較兩只船慣性的大小？目標：理解牛頓第一定律中關于慣性的概念，建立以運動狀態(tài)改變來表征慣性的分析方式。承上啟下。效果：層次1：學生出于生活經驗否定設問1，理由就是輪胎的質量小，無法聯(lián)系運動狀態(tài)改變的難易程度，經過提示可以達到理解輪胎不動是因為受摩擦阻力影響較大的原因。對設問2則還是先說質量大小，難以自行設想一個運動過程進行分析。層次2：學生先說到不能這樣比較，因為輪胎受較明顯摩擦阻力影響而不動而不是因為慣性大，但慣性的大小還是只能落在說質量大小上，由此引入設問2，一般來說學生可以模糊地描述一種帶有控制變量意思的運動情景。層次3：學生很明確對于不動的物體是無法描述其慣性大小的……最后還能在運動過程的表述中落實到加速度這個物理量上（基本沒見到這層次學生，可能是前面課堂流程過快，沒有足夠理解“運動狀態(tài)改變的難易程度”）。反思：本活動是利用對真實情景的分析，鞏固牛頓第一定律的理解，也算一種有挑戰(zhàn)性的問題活動，學生其實起初都并不覺得存在思路上的障礙，所以能引起興趣進行相對持續(xù)的思考和討論，在高三觀察，一樣的問題具體的正確分析思路已經只剩不多的學生能大致說清楚了，不過簡單提點下大多數(shù)學生還是能比較順利地從力和運動狀態(tài)改變的角度回顧分析，而高一沒有做過這樣對比分析的同學是要再理解一段時間的，總體具有一定效果。情景15：直升飛機攝影圖片。（牛頓第三定律的應用拓展）設問：這架直升機能是靜止在原地的嗎，為什么？目標：牛頓第三定律、牛頓第二定律的應用，研究對象的分析與模型建構，可能性思維的拓展。效果：層次1：學生憑感覺否定靜止，但單純的對飛機本身的受力分析也存在困難。層次2：學生能憑感覺對飛機受力分析，說明合力不等于零，來否定靜止，可能能先說到向右下方推出空氣而受到朝左上的空氣反作用力（用上了牛三），可能能依據力學結果猜測飛機是向左運動，憑經驗可能猜測飛機也可能是在轉彎。層次3：學生很清楚地聯(lián)想電風扇等實際經驗，從空氣的動向說明對空氣作用力的方向，進而自覺地在示意圖中作出這個力，并結合反作用力對飛機受力分析，依據合力方向，比較謹慎地說明向左加速運動是可能性之一等內容。反思：利用視覺感官較好的圖片，可以以美感調節(jié)學生的心理情緒，借此再提出有一定開放性的問題，學生會更有興趣結合生活經驗思考下去，再結合教師的理論輔導，是能夠讓學生體會學習的價值的。其中的難點之一是要想比較全面地、邏輯連續(xù)地說明飛機的受力情況，其實第一步要對空氣進行常識性研究，也就是存在研究對象的轉換。不同的研究對象有可能使用不同的研究手法，這在高三都會是多數(shù)學生感覺到困惑的地方，雖然多物體系統(tǒng)的分析不多，但卻是很好的鍛煉學生選擇規(guī)律的一種途徑。這個情景問題直到高三都可以繼續(xù)使用，包括圓周運動內容的應用等方面，實際上飛機的受力分析形式跟很多題目重復，因此這個情景總體出現(xiàn)次數(shù)不多，每次出現(xiàn)就應好好一步步畫完分析好。情景16：跳板跳水視頻，在跳板上的三個瞬間的截圖，已知第一張人為靜止狀態(tài)。設問0：你可以突然讓自己顯得很重嗎？設問1：該過程中人與板都是接觸的，是不是板對人的作用力始終與人的重力等大，有什么證據？設問2：那么在失重和超重的情況下，把人看作重心處的質點，其運動情況是怎樣的呢？目標：超重失重概念的建立，牛頓第二定律的應用，研究對象的模型建構，運動與相互作用觀念的運用。效果：層次1：學生憑觀察形變程度對設問1可以做出回答，對于設問2只能是猜。層次2：學生可以進一步針對設問2，開始著手選擇人為研究對象而受力分析，經提示研究加速度，一般可以研究出加速度的方向，說出一部分運動的可能性（也可能是憑經驗說的）。層次3：學生很清楚地通過形變表述設問1，通過對人受力分析得出加速度，并清楚地說出可能的運動情況。反思：這個情景其實對學生來說是較常見也容易進一步想象的，直接從具象化的角度顯示超失重現(xiàn)象，再去挖掘規(guī)律，問題0只是提起學生的興趣。由此引入超失重概念比較容易，而且也會比較順利地遷移到看不見形變的“蹬地起跳”的情景中。當這個部分充分研究后，電梯中的實驗就比較簡單了，可以作為先分析后驗證來作為反饋環(huán)節(jié)，進一步加深印象。但通過長時期的觀察，可能是因為學生本身的差異，速度變化的分析到了高三還是有人會失誤，比如說認為人往下掉時，一接觸板就會減速這樣的想法，后來我們認為，這和學生喜歡背結論，而不愿花時間從受力建模開始慢慢分析有關，顯然在高一以后者方式著手學習的同學到了高三沒有任何問題，還有一些雖然答案對但似乎還是背了結論，另外一些仍然做不對的可以說是一言難盡，顯然類似的分析我們會經歷很多次，也許他們思維模式難以糾正的原因來自之前若干年的學習，也有可能學生認為物理就是做題，沒必要花那么多時間下去，個人觀點這樣的話就沒有必要糾結這類對他們來說有些“復雜”的過程分析了。情境17：播放地鐵加速時，懸掛物與豎直線出現(xiàn)夾角的視頻。牛頓定律活動：如果測得這個夾角近似為5°，忽略空氣阻力，求列車的加速度？功率活動：上次我們測得了加速度，那么已知單節(jié)車廂質量，總共八節(jié)，假定阻力恒定，若加速時間持續(xù)了12秒，則機組輸出的最大功率是多少？與標稱額定功率有差距，可能什么原因？目標：模型建構、運動和相互作用觀念的綜合運用。效果：層次1：學生需要提示才選擇對懸掛物體受力分析，然后可能是想當然地正交分解拉力求解加速度。對功率問題可能轉到車的受力分析也需要教師進行引導，加上運動分析、材料分析，難度顯高了。層次2：學生可以比較自主地對懸掛物進行力學分析，并說出正交分解或者二力合成在方向上的依據。對功率問題一般可以做下去，但有人會在牽引力、合力的表達上出問題。層次3：學生選擇研究對象沒什么問題，自主計算加速度并說明理由，同時把光滑板上球的模型也能自主受力分析求出加速度來。對功率問題不存在力學問題，自行計算和討論即可。反思：這是一次比較有趣的“身邊實驗”研究，針對常見的題目，讓學生能夠在現(xiàn)實生活中看到題目所對應的情景，在提升興趣的同時讓學生感悟學以致用并（對比資料）有一定的獲得感，從做題角度來說也就是一次模型建構和規(guī)律應用，但其實也是在暗中鼓勵學生多注意身邊的現(xiàn)象，能夠有時間時嘗試用所學的知識去科學地解釋現(xiàn)象，同時結合討論與反思，一定程度上鍛煉學生解決真實問題的能力。當然，對于不同學生起到的效果是不一樣的，實際上在易混淆的處理方式上，即使中等偏上的學生也會把握不了正確的思路，比如說拿這里的受力分析后的正交分解方式和單擺運動中力的分解方式作對比，也是需要在長時間中多次操練才能逐漸讓學生明確或者說記得這里的處理方式所對應的力與運動的關系。情景18：水平勻速飛行的飛機投彈側面視圖等。問題活動：根據大量圖片，我們發(fā)現(xiàn)無論是側面視角，還是駕駛員視角，炸彈基本是豎直排列下墜的，那么在地面上的人從側面觀察，如果忽略空氣阻力，炸彈是作自由落體運動嗎？請同學上來嘗試對這顆炸彈大致畫一畫它放出之后的軌跡，并簡單說說畫的理由。初始設問：平拋運動是二維的，直接定量研究有些復雜，有沒有可能把它分解為兩個比較好研究的直線運動？如果可以的話，怎樣分解？說一說理由。課堂結尾設問：在空氣阻力影響不明顯時，為什么炸彈排列在一條豎線上？如果是間隔相等時間投彈，為何越往下間距越大？額外設問：最后一張圖的炸彈在空中的軌跡能否算拋物線？目標：作為一個比較復雜的需要發(fā)揮學生想象的平拋運動內容的引入，運用運動與相互作用的觀點，讓學生從力的角度給出分析思路，并可以直接進一步導出平拋運動的規(guī)律及其應用。效果：層次1：學生能夠否定這是自由落體運動，畫軌跡有些困難，理由更說不清楚。層次2：學生可以定性畫出軌跡，說出模糊的理由，并且在“初始設問”中選擇水平、豎直兩個方向分解，也能經引導說出兩個方向上運動的特點。層次3：學生很清楚地用曲線運動規(guī)律為理由畫出軌跡，并依據理想化的受力情況選擇分解方向，且自主地根據受力分析推理運動規(guī)律。反思：如果這個引入進行得較好，就可以推理完畢后，把實驗作為驗證過程。對于“結尾設問”，由于軌跡和排列其實并不一樣，不同學生接受的程度區(qū)別也明顯，不過很多情況下平拋運動的問題落實在了定量運算上，所以到了高三無論是背答案的同學還是充分理解并能畫出一組軌跡進行描述的同學，都很明確水平分速度不變的規(guī)律，沒有這個情景的話，題目照樣做，因此本情景也只是起到了承上啟下、引起學生興趣、滲透力學模型的作用。情景19：山地車上坡圖片嘗試設問：我們知道變速車上坡時可以通過調節(jié)變得更輕松一些，調節(jié)了什么呢？設問：為了解決問題，我們假定蹬腳踏板形成的角速度為ω，如果想算出后輪邊緣的線速度，還需要知道什么，怎么算？目標：角速度線速度關系的應用，在真實問題中識別和選擇規(guī)律。效果：層次1：學生是說不出需要知道哪些物理量的，所以設問要修改為我們常見的已知各種半徑的樣子，可能會憑直覺把題做下去，但不一定能說出每一步的理由，也可能需要教師帶著才能一步步做下去。層次2：學生可以經過討論（也可能是憑借生活經驗或者圖片顯示）分析出所需的物理量，然后進行求解，并可以比較清楚地說明調節(jié)變速比的方式，能看出圖中是如何使用低變速比的。層次3：本問題比較簡單，層次3的學生帶著層次2學生一起討論和回答就可以了。反思：本情景說白了就是做題，然后代入學生的生活體驗，用物理的視角解釋簡單的現(xiàn)象，能引起學生思考的興趣，當然從解題角度來說，最終與不進行情景討論的同學其實差不多，所以主要是在課堂后期活躍氣氛，也能讓學生感到學有所得。實際上我們也只是解決了表象問題，比如為什么慢速就省力？為什么后輪邊緣線速度大小等于車前進速度？這都沒有解決，而第一個問題確實難以在中學生知識范圍內去嚴格論證，所以當初我可能也就是假借初中的簡單機械省力不省功等搪塞過去，第二個問題到了高三也就是簡單講解了一次，屬于相對運動的范疇。所以看似簡單的真實問題，真的要分析起來處處都是問題，在有限的時空內，我們只能選擇其中簡單的一部分內容呈現(xiàn)給學生。情境20：“旋轉飛椅”第一人稱視角視頻、截圖。設問：為什么外側座椅的掛繩與豎直線夾角更大一些？轉速變大夾角又會怎么變？目標：模型構建、向心力概念及其規(guī)律的應用，解決簡單的真實情景問題。效果：層次1：學生可能會用受到“離心力”進行模糊的表述，現(xiàn)階段我們需要修正這種說法。學生的認識還停留在憑感覺上，因為這是個綜合性問題，可能教師需要從角速度相同開始一步一步進行引導，或者不使用此情景而直接用題目計算向心力。層次2：學生可以說到外側的人（和椅子）需要更大的向心力，能自主或者經提示說出原因，可以對質點進行受力分析，求出受力分析后向心力的數(shù)學表達式。對于轉速變大的問題的解釋可能還局限于經驗型的表述。層次3：學生可以從角速度相同開始分析，并自行受力分析得出數(shù)學關系，而且經過提示后，可以基于較真實幾何結構、比較正確的自定參數(shù)得出數(shù)學表達形式，并能發(fā)現(xiàn)關于角度的結論是不需要關注質量大小的，從而正確解釋現(xiàn)象。對于離心現(xiàn)象可以以向心力的供需關系作出解釋。當年高一時沒有發(fā)現(xiàn)層次3的學生，也可能是沒有給出充分的活動時間。反思：這其實是一個非常常見、隨手可做的比較有趣的現(xiàn)象或實驗，這里的主要目的還是學以致用，核心任務之一是從情境中抽象出模型，所以具有一定難度，而且初始問題基本沒有給什么具體的物理量，需要學生自己設參數(shù)再用數(shù)學語言表達，所以在當初教授的過程中，沒有給出充足時間、沒有討論充分的話效果只能說是一般，不過這個模型在經歷幾次操練后，中等水平學生到高三在做題上沒有太大困難，只是看起來給他們的印象只剩下做題了，有些可惜。情境21：短視頻“太陽系各行星表面重力加速度比較”。前提：已用萬有引力定律將地表重力加速度與地球質量相聯(lián)系。設問1：觀察截圖，視頻中其實是怎樣表現(xiàn)星球表面重力加速度大小的？設問2：這些加速度是真的上去做實驗測得的，還是可能先知道了別的什么物理量？（附加設問）：為什么這些星球表面引力產生的加速度約等于重力加速度？活動：如果要你估測太陽質量，怎么做？目標：模型構建和萬有引力定律的應用。效果：層次1：設問1的定性回答，自由落體運動規(guī)律通常問題不太大，設問2也能猜測到是先知道了星體的質量，設問3就不太能自主研究下去了，因為用的模型與前一環(huán)節(jié)的有區(qū)別。層次2：學生可以輕松地度過設問1、2，設問3需要思考或者討論一下，能想到勻速圓周運動向心力模型，并能選擇地球為研究對象進行一定的計算，會出現(xiàn)各種單位、數(shù)量級等失誤，對公式及其使用的物理量，可能會存在迷?；蚧煜?。層次3：學生從定性到定量及表述、解釋都沒什么太大問題，本情境問題本身并不困難，附加問題也有較大概率回答的清楚。。反思：說起來確實是做題，其實也是一次觀點運用、模型轉變以及略微帶有探究意味的活動，說起來沒有什么真實情景，但合理的利用媒體資料，搭配遞進的、讓學生感覺有探究價值或者探索想法的問題，就可以讓課堂比較活躍，也簡單地解決了一部分真實問題，至少培養(yǎng)了學生規(guī)律應用的能力。當然根據到了高三的情況，這類問題操練了若干次，其實也就是提升熟練度，但也不是絕大部分學生都能輕松地選擇合適的規(guī)律解題，可見即使是不難的問題，涉及到模型轉換、規(guī)律