问题情境教学模式在高三物理复习中的应用研究

摘 要：《中国高考评价体系》明确提出，情境化是“以价值为导向，以素养为导向，以能力为导向，以知识为基础”的考核方式，体现了在高中物理课堂上开展情境教学的重要性。一个好的情境，能很快地将学生吸引到课堂活动中来。而对高中物理教师来说，应该充分意识到使用情境教学的好处，因此在课堂上，要注意对情境的创造性应用，帮助学生加深对物理概念和重点知识的理解。在“教”和“学”的要求下，根据相关的原理，精心创造合适的情境，创造性地使用情境，可以大幅提升高中物理的教学效果。

关键词：高中物理；问题情境；简谐运动

中图分类号：G633.7   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2025）01-0132-04

高中物理是一门高考考试科目，在大学选拔各种人才、指导学生的科学素养等过程中扮演着举足轻重的角色。在高中物理教学中，应始终把理论与实际的问题相结合。文章结合高三一轮复习课的“机械振动”这一节内容，运用“情境链”的方式，将所有的知识进行整合，从而实现对学生进行核心的物理知识和能力的训练。

一、 问题情境模式在高三复习中的重要作用

纵观物理学的发展，每一个概念或规则的出现，都离不开人们观察、分析和提炼的大量的生产生活实例。在高三物理课堂上，教师仅仅是单纯地列举相关的概念或公式，采用一个知识点与多个例子的方式，限制了学生对有关物理概念本质的了解，不利于学生学习理解能力、创新能力、实验探究能力的提升。教师要给课堂注入新鲜的生命与能量，增强学生的学习兴趣，帮助其树立学好物理的信心，需要恰当地使用问题情境教学方法，把重点、难点和考点联系起来，让学生积极思考、积极探索、合作讨论，提高学生的学习动力，进而提高学生的学习效率。通过问题情境教学，可以把一些抽象的物理学知识同现实生活相结合，提高学生的学习兴趣及知识运用能力，将现实情境与现实问题结合起来，使学生能更好地认识物理的用途与重要性，从而激起对物理的浓厚兴趣与探索愿望。

（一）背景介绍

高中物理教育是高中理科教育的一个重要学科，由于传统的物理课程理论性强，学生难以把所学到的知识和实际生活相结合，很难建立物理模型，导致学习效果不佳。例如，在考查机械振动这块内容时，2022年江苏高考出了一道关于机械振动的题目，当时学生反映题目难，没有思路，无从下手解答。文章提出可以运用问题“情境链”的方式，整合已有的知识，从而让学生把学习的物理模型和考试中遇到的复杂问题、课堂上所学的内容及教学“情境”相结合，帮助学生更深刻地了解和运用所学的内容，从而提高学生的学业成绩。“问题-情境”教学法在高中物理课堂上被广泛采用，但实际作用及实施策略仍需深入研究与探索。

（二）研究目的

文章以高中物理教学为研究对象，通过对问题情境设计方法的分析，对“问题情境”教学法的应用策略及效果评估进行了研究，从而总结了“问题情境”在高中物理课堂教学中的重要作用。基于此，文章提出了基于问题情境教学的高中物理课程改革与发展的新思路。

二、 基础原则构建高中物理课堂情境

（一）目标性原则

教学目标是一节课的出发点与最终目的。情境创设是促进教学目标更好达成的一种主要途径，但并非终极目标。因此，在进行教学情境的设置时，确保情境与教学目标紧密相连，使情境完全贴合教学主题和学生特点，利用情境凸显教学要点，解决教学难题。然而，情境的构建必须与教学实际需求相结合，对情境的数量进行恰当的调整，以形成最符合物理规律的情境。这样才能让学生进行有效的学习，从而在实践中更好地应用所学的知识。

（二）针对性原则

创设课堂氛围必须具备目的性，氛围需贴合高中生的心理特点，确保每位学生都能在这样的氛围中快乐地学习，而氛围的内容应聚焦于那些难以把握的关键点。情境设置要保证学生的物理思维得到有效的训练，让学生可以更好地将新老知识结合起来；在发生了认知冲突之后，再根据原有的知识来进行探索，然后再扩展到新的知识。这样就可以在有针对性的情境下，促进高中物理教学效果提升。

（三）启发性原则

创设情境，就是要用情境来激发学生在学习中的情绪、思想等方面的新变化。为了促进学生情绪和思维的真正转变与积极成长，必须构建一个充满启发性的环境，以引发学生认知上的冲突，并激发他们的主动思考。对新知识的内容与性质进行深入的探索与剖析，使新老物理知识之间的高效转换，从而实现物理知识创造性的应用。

三、 问题情境的实施策略

在高中物理课堂中，“问题情境”的运用是一个非常关键的环节。问题情境的设置与实现要保证问题的富有挑战性与启迪性，问题情境要能引起学生们的兴趣，使学生产生探究兴趣。在教学中，教师可以设置有趣、实用的题目，让学生在解题中体会到快乐，要注意问题情境的适切性与个性化。由于每个人都有自己的特征和要求，所以要结合学生的具体情况来制订相应的教学计划，问题情境的难度和内容可以随学生的兴趣爱好、学习能力等情况进行适当的调节，确保每位同学都能从中受益。例如，在机械运动复习课中，教师需要了解简谐运动是一个典型的变力模型，当弹簧的形变量发生变化时，弹簧模型的弹力会即时改变。这种特性使得它能够完美地适应动态平衡问题，以及牛顿第二定律中关于瞬时变化的探讨，进而检验学生运用动力学视角解决难题的技巧。同时，当弹簧的形变量产生变化时，弹簧的弹性势能亦随之改变。因此，简谐运动经常与能量守恒定律、动量守恒定律结合，形成综合问题，以检验学生运用守恒原理解决问题的技巧。因此，弹簧模型成为评估学生核心素养的优秀主题。对弹簧振子这一理想模型，可以进行如下问题链的情境化教学。

问题1：如图1所示，在倾斜角度为θ的平滑斜面上，小球被拉下一段距离后释放。假设空气阻力可以忽略，试说明小球的运动属于简谐运动。（教材选择性必修一P45）

证明：设小球处于平衡位置时弹簧伸长x₀，则有mgsinθ=kx₀，

小球由平衡位置被拉伸x时，受到的合力为F，则有F=k（x+x₀）-mgsinθ，

解得F=kx。

力F与位移x的方向相反，因此可以表示为F=-kx。因此，小球的运动表现为简谐运动。

老师点评：弹簧弹力加一个恒力的运动，还是简谐运动。物体的受力决定了物体运动的变化，通过分析物体的受力可以推断物体速度的变化；反之，通过物体运动的变化，也可以判断物体受力的特点。这是物理学研究的重要问题，也是需要重点培养的学科能力。

问题2：轻质弹簧一端固定，另一端与小物块连接在一起，在倾斜角度为θ的粗糙斜面上，小物体被拉下一段距离后释放。假定空气阻力可以忽略不计，分析小物块的运动形式（已知μ<tanθ）。

学生思考总结：上滑运动可看作简谐运动，下滑运动也可看作简谐运动，物体受到的力增加了滑动摩擦力，然而从等效性的角度来看，只需将“mgsinθ”替换为“mgsinθ-f”，因此其运动特性依旧是简谐运动。然而，它们并非周期性简谐运动的完整体现，仅是其片段而已。若仔细观察连续不断的往复运动，会发现由于滑动摩擦力的作用。这种运动本质上是阻尼运动，其振幅会逐渐减小，直至最终停止。

问题3：如果在如图2、图3、图4中，A，B保持相对静止一起做简谐运动，那么AB间杆中力是如何变化的？

学生体会：运用整体隔离思想：整体分析，AB做的是简谐运动，根据整体受力分析和对B受力分析可知：弹簧中的力和AB间的力变化趋势完全相同。

在以上的三个问题情境下，再来研究这道2022年江苏高考物理题：

如图5所示，轻质弹簧的一端被固定，另一端则与物体A相连，弹簧处于被压缩的状态。当物体A从静止状态释放后，它会沿着斜面向上移动至达到最大位移。立刻将B物体轻置于A物体的右侧，A和B从静止状态开始，一同沿着斜面下滑，下滑过程中A和B始终保持接触。当A返回起始点时，其速度为零，A、B与斜面的动态摩擦系数一致，且弹簧未超出其弹性极限，则（  ）

A. 当滑动至最大位移的一半位置，A的加速度朝向斜面下方

B. 当A向上滑动时，弹簧的弹力方向保持不变。

C. 在下滑过程中，B对A的作用力先是降低，随后又上升。

D. 在这一过程中，A和B克服摩擦力所完成的总功超过了B的重力势能的减少。

寻找题眼：A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离。

构建模型——简谐运动。因为上滑过程遵循简谐运动的规律，题目中提到的最大位移的一半位置，实际上就是简谐运动中的“平衡位置”，此时加速度为零。故A错误。

推理论证：整体与隔离，F弹与N_BA方向一致，所以B正确，F弹与N_BA大小成正比，因为F弹逐渐增大，所以N_BA逐渐增大，故C错误。

在设计问题情境时，可以通过设计若干的分组作业或协作作业，让学生一起讨论和解决问题。在合作交流中，学生可以互相启发，互相沟通，互相合作，从而提升自己的成绩，增强自己的团体协作精神，要注重对学生的反馈与评估。在问题情境的实现中，教师要注意并评估学生的成绩，适时地予以肯定与引导，在教学过程中，教师要对所学内容进行适时的反馈与评估，使其对所学内容的了解与把握，从而增强其学习的动力与信心。

四、 高中物理课堂问题情境教学方法

在高中物理课堂上，“问题情境”是一种以“问题为核心”的教育方式，通过创设富有挑战性、启迪性的问题情境，促进学生的思考与创新，使学生能够积极地探索、解决问题。在问题情境法的实施过程中，教师要注意并评估学生的成绩，适时地予以肯定与引导，在课堂上要注意设置有目的、有启发意义的问题情境，使学生在解题中获得所学的知识、技能的提升。在“问题情境”教学中，教师的作用不仅仅是“教授”，更多的是“启发”。在此过程中，教师要对问题进行深入的分析，为其提供所需的资料与指引，并为学生自己探索与解答问题的空间。通过问题情境法，学生对所学的内容有了更深刻的了解，同时也锻炼了解决问题的能力、创新意识和团队协作的能力。

（一）创设生活情境培养学生的物理思维

在高中物理教学中，思想方法是一种有效的教学方法，只有从物理学的观点去认识和剖析物理现象，才能确保对物理问题的掌握与求解，特别是在了解物理学的观念时，更是要用物理学的思想去进行思维。在高中物理教育中，通过对现实生活和体验情境的创设，能反映概念的基本性质，并能使其得到充分发展。

（二）通过构建问题情境和使用多媒体手段，促进学生科学思维的培养

在以往的课堂上，教师往往采用言语来营造情境，而许多较为抽象的物理概念，难以用言语表达出来。随着计算机技术的发展，在一定程度上改善了传统的物理教学模式，优点是直观、快速、信息量大，可以打破时空的局限，用图像、文字、声音和图像刺激着人们的各种感觉，把单调、抽象的物理观念变得生动具体起来。一些物理知识是不能用现实场景来演示的，或者是一些物理情境是学生没有办法亲身去经历的。这个时候，利用多媒体进行情景模拟演示，将难以观测或者难以想象的内容在一个虚拟的环境中展现，实现良好的物理模拟，以提升物理学的教育品质。

（三）创设实验情境提高学生的科学探究能力

高中物理实验课是一门综合性的课程，是一门综合性的课程。在课堂上，教师要重视对科学问题的研究，尤其要重视对学生进行探索性的研究。在物理实验的过程中，设置情境指导学生做好调查方案，让学生在调查的过程中，通过仔细地观察和亲身体验，获得新的发现；并对此进行提问，进行大胆猜测，使之产生一个科学问题，最终解决相关问题。

五、 结论

综上所述，情境教学法以构建情境为基础，是一种在物理教学中实施体验式学习的有效手段。其宗旨在于激发学生在特定课堂情境中，综合运用所掌握的物理知识，以解决现实世界中的各种问题。在日常的教学指导活动中，教师应以学生为中心，通过构建各种情境作为媒介，精通情境教学活动的核心原则和情境构建的基本方法，能更高效、全面地提升现代高中生的物理学科素养，最终实现教书育人的目标。

参考文献：

［1］鞠银慧.基于情境的递进式问题串在高三生物学复习中的实践研究［D］.昆明：云南师范大学，2024.

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［4］许晓航.核心素养视域下高中化学课堂创设问题情境策略研究［D］.牡丹江：牡丹江师范学院，2023.

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