逆向可视化情境教学法在初中物理教学中的应用实践

丁洁琼

【摘要】实验与情境的设计对初中物理教学至关重要，逆向可视化情境教学法为初中物理教学提供了新的视角与方向.本文以“物体的浮沉条件及应用”为例进行教学设计，创设情境促进思维可视，结合学生的认知等级设计实验，利用学生疑问创设情境，综合教学效果良好，有利于优化课堂教学工作，加强学生思维培养，在教学中更好地渗透核心素养，以此达到初中物理课堂教学目标.

【关键词】逆向可视化情境；初中物理；课堂教学

初中物理理论知识较为繁杂，学生学习与理解难度较高，为此在初中物理教学中教师可以运用逆向可视化情境教学法.在课程教学中，将理论知识放在具体的可视化情境之中，通过直观形象展示，促进学生更为深入地理解初中物理概念，并在这一过程中更好地培养学生的实验观察能力、公式推导能力.在实验中利用逆向演示思维有利于促进学生更好地理解物体的沉浮条件及应用，通过直观的实验观察，促进学生有效整合各项相关知识，突破学生的思维认知障碍，以此达到初中物理实验教学的目标.

1 创设情境促进思维可视

在“物体的浮沉条件及应用”课程教学过程中，注重思维可视，以此为出发点进行情境创设，将真实情境与学生的思维认知相结合，构建逆向可视化的情境，以此进一步深化课程教学工作.

在“物体的浮沉条件及应用”教学情境设计中，学生对“浮力的影响因素”相关知识已经较为熟知，同时在生活中也对浮力有一定的了解.

教师可以结合学生的固有认知，在具体教学情境中，利用所学的物理知识分析物体的浮沉情况.在浮沉运动状态分析中，在具体的可视化实验中，明确研究对象，绘制物体受力示意图，引导学生思考各种可能的受力情况.并在该情境之下，分析不同物体的受力情况，并在这一过程中对比物体重力G与浮力F之间的关系，通过对比分析，得出物体浮沉与运动状态.采用单纯讲解的方式，学生的理解能力有限，课程教学往往不够深入，为此在教学中设计适宜的教学情境，通过直观的实验，引导学生整合已学的知识，并进行知识的融会贯通，以此加强对新知识的消化理解.情境教学法运用过程中，对课程知识内容进行充分融合与创新，在实验设计过程中，对不同的物理要素进行组合，从促进学生理解的角度进行大胆创新，通过直观展示，有效突破教学难点.

2 结合学生的认知等级设计实验

在“物体的浮沉条件及应用”课程实验设计过程中，结合学生的认知水平，设计相应的实验.结合课程知识内容，对知识进行分析评价，理解物体浮沉情况与重力情况，结合物体沉浮情况，分析物体密度与液体密度之间的关系，教师引导学生思考生活中的相关情境与知识，启发学生思维.在此基础上进行创新创造，引导学生将所学的课程知识运用到新的教学情境之中，在情境之中解释物体的浮沉情况，以此更好地理解生活中的相关实践，体会物理学科的实践意义.

结合思维认知规律，促进学生进行模仿应用，在具体的实验过程中模仿浮力与重力情况，能够在具体场景之中通过物体的漂浮状态，分析液体密度与物体密度之间的关系，以此进一步强化学生的认知.在相关知识积累达到一定程度之后，引导学生进行创造创新，在具体场景之中布置新的任务，引导學生学会运用物体浮沉知识，解释实验现象，并学会联系生活中的相关场景，强化学生的物理学科运用思维.由此结合初中物理“物体的浮沉条件及应用”课程教学目标，进行逐级分解，在实验设计中，遵从学生的认知规律与特征，注重教学设计的层次性、整体性、适度性.

3 逆向可视化情境教学法在初中物理“物体的浮沉条件及应用”中的设计

3.1 确定教学目标

确定“物体的浮沉条件及应用”课程教学目标，从知识目标、能力目标与情感目标三个层面开展教学工作.“物体的浮沉条件及应用”这一课中，知识目标体现为促进学生理解物体的浮沉条件、掌握物体浮沉的条件与浮沉的应用.能力目标则注重培养学生的观察能力、实验能力与分析能力.情感目标注重培养学生的科学素养与探究精神.

3.2 创设情境讲解知识

根据教学目标，选择教学内容，并创设相应的情境.在“物体的浮沉条件及应用”这一课中，准备实验器材，包括木块、金属、塑料、水、盐水、油、天平.在课堂上，教师展示不同材质的物体与液体，让学生了解本节课所要探究的内容.教师提出问题：“这些物体在不同液体中会有怎样的浮沉情况呢？”引导学生思考并探究物体的浮沉条件.

教师在创设的情境中讲解物体的浮沉条件，并进行演示，使得学生了解物体的浮沉条件，包括浮力、重力、密度等基本概念，在逆向可视化情境中明晰物体浮沉的原理.选取海洋中的鲸作为研究对象，使得学生了解鲸在海洋中的浮沉现象，分析鲸的体形、密度、浮力等条件，深入理解物体的浮沉条件.利用泡沫塑料等材料，组织学生进行实验操作，探究物体的浮沉条件.学生通过亲手操作实验，观察泡沫塑料等物品在水中的浮沉现象，在具体实验中加深对物体浮沉条件的理解.为了促进学生思考，教师进一步引导学生进行探究，学生自主开展探究实验，观察不同材质的物体在不同液体中的浮沉情况，并记录实验数据.教师给予学生必要的指导与帮助，引导学生分析实验现象，提出问题，得出结论.

3.3 对比物体所受的重力G与浮力F的关系

设计盐水浮蛋实验与让小西红柿悬浮在液体中的实验，通过逆向实验促进学生理解“漂浮、悬浮、沉底”三种平衡状态.盐水浮蛋实验中，引导学生观察并理解物体在液体中会受到浮力的影响，当把鸡蛋放入盐水中时，由于盐水的密度比水大，鸡蛋受到的浮力增大，因此鸡蛋会浮起来，通过此实验使得学生能够直观地感受浮力的存在与作用.设计让小西红柿悬浮在液体中的实验，使得学生理解悬浮状态.悬浮状态即指物体在液体中受到的浮力与重力相等，既不上升也不下降.通过实验，使得学生切实观察小西红柿能够在液体中保持静止，不受液体流速的影响.

由此通过实验的开展，促进学生分析物体在液体中的受力情况，更好地理解物体在液体中的运动状态与平衡条件.在教学中通过直观的实验，引导学生认知不同事物之间的联系，促进学生学会结合学生生活情境与固有认知，深化对知识的理解.通过实验分析受力情况，学生可以更好地理解物体的浮沉条件及应用，突破“物体的浮沉条件及应用”课程教学的重点.

3.4 利用设疑创设情境

在“物体的浮沉条件及应用”课程教学中，有效设置问题情境，以此在教学中设置疑惑，基于具体的问题，促进学生思维的碰撞与发散.问题情境的设置与学生实际认知相结合，引导学生有计划地解决相关问题，以此更好地强化学生的思维活动.

问题情境：现有一杯清水与一杯盐水，怎么判断两杯液体？

该情境分析过程中，结合轮船从长江驶入东海，吃水深度的变化情况这一具体情境，将这两种情境相融合，促进学生分析密度计在液体中的漂浮状态.结合学生的观察情况，判断在具体情境之中，密度计所受的重力与浮力之间的关系.在肉眼难以精准判断的情况之下，引入公式与密度计，通过数据计算的方式分析液体不同的密度大小关系，由此结合相关因素，综合分析两种液体的种类.在情境设计过程中，有效运用学生的疑惑与困境，利用学生的好奇心，促进学生在具体情境中更好地进行思考，使得学生带着猜测液体种类，分析密度计的原理，在具体的情境之中进行探索.

在教学实验中引导学生探究潜水艇的奥秘.实验器材包括注射器、水缸、烧瓶、双孔胶塞等.结合促进学生探索的目标，设计实验内容，操作过程中，运用注射器对潜水艇进行吹气，引导学生观察这一过程中的变化情况，并探讨其中的原因.在教学中设计自制潜水艇演示实验，引导学生在实验中观测烧瓶进水、出水现象，理解潜水艇的基本工作原理.在实验中呈现出可视的真实情境，同时给予学生思考想象的空间，能够促进学生更好地了解物体漂浮与下沉情况，强化学生的认知.

引导学生对实验现象进行分析与讨论，在“物体的浮沉条件及应用”课中，教师引导学生通过分析得出物体浮沉的条件，掌握浮沉的应用.对本节课的内容进行总结，巩固所学知识，提高学生的学习效果.在“物体的浮沉条件及应用”课中，教师引导学生总结本节课所学的知识点与实验方法，反思自己在实验中的不足之处，在下一步实验中应当如何进行改进.以此促进逆向可视化情境教学法在初中物理教学中的实践，提高学生的学习兴趣与探究能力.

3.5 教学评价

“物体的浮沉条件及应用”课程教学内容难度适宜，在教学过程中，教师通过讲解、实验等方式，使得学生理解物体的浮沉原理，掌握物体浮沉的条件，并能在实际生活中应用所学知识解释相关物理问题.评估课程教学内容是否丰富、生动、有趣.教师通过实验方式，引导学生思考生活中的物理问题，激发学生的学习兴趣.评估实验内容是否全面涵盖教学重点与难点.评估“物体的浮沉条件及应用”课程教学中是否高效传达教学信息，通过实验方式，使得学生直观了解物体的浮沉现象，从而更好地理解知识点.

教学过程中教学方法灵活多变，富有创意，教师引导学生思考生活中的物理问题，注重培养学生的实验操作能力与团队协作能力.评估教学流程是否合理，是否遵从学生认知等级规律，学生是否能够逐步理解物体浮沉原理，能够精准把握物体浮沉的条件.评估教学节奏是否恰当，教师是否根据学生的实际情况与教学内容的难易程度，合理安排教学进度，使得学生有足够的时间理解与掌握知识点.评估教学难点是否有效突破，教师通过实验方式，使得学生更好地理解物体的浮沉原理，在实验过程中更好地掌握知識点.

4 结语

在初中物理教学中运用逆向可视化情境教学法的过程中，教师可以结合具体的教学内容，对学生构建生活化的教学情境，以学生的生活认知基础为出发点，利用学生的固有认知，促进初中物理课程知识教授.教师还可以结合具体的教学目标，利用逆向可视化思维，带动学生有效突破课程教学中遇到的障碍与困境，促进学生更好地掌握初中物理课程知识，深化对物理知识的理解与消化吸收，深化课程教学评价，综合评估课程活动开展情况，以逆向情境教学法促进初中物理课程教学，提升教学效率.

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