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现代生理心理研究表明，良好的情境能使人产生愉快的情绪，提高大脑的活动效率；而不良的情境则不仅能使人注意力难以集中，分散，而且约束思维，从而干扰认知过程，降低智力活动的水平。二十世纪末，布朗等人进一步提出，知识具有情境性，能引导人随情境的移动产生与思维的互动出现认知的反馈。因此，学习情境的性质如何，存在对所学知识在以后的情境中决定着能否再运用的可能性。这种创造积极良好的教学情境即为学习过程的机遇，这就是一个教师在教学中的艺术和魅力，对于提高教学效果相当重要，体现了创新性教学与传统性“传道式”授课之间的区别。为促进对教学效果的共同提高，文中采取结合具体事例或题案，通过提出问题、实验探究、故事启迪、虚拟幻想、幽默童话、想象艺术和竞争拼搏等七种情境的设计，阐述对学生所讲授的内容，引导学生对所讲内容的消化吸收，竭力使学生能随着教师讲解同步进入情境，提高学生对知识接受的效率，达到易懂、易记、易掌握，尤其是课本中的那些难点或较抽象的内容。
1设问式情境设计
众所周知初中时期的学生正处于青少年成长时期，比较好动，坐不住，喜欢东张西望，好奇心强，爱管闲事，不能长时间集中精力学习，若根据他们习性适时地在课堂教学中创设一些具体案例问题的情境，把他们的注意力吸引过来，引发学生的积极思维，就能“持久”地激发他们学习的热情。如在进行讲解“浮力”时，即可提出为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮，而有时候小到托不起一片薄薄的铁片？此时即刻引导学生把视线投向教师，甚至课堂会出现一片寂静后，又出现争先恐后地举手要求发言或出现激烈的讨论。当在复习“物态变化”时，若抓住从学生身边的实际生活，提出问题：①为什么人们喝饮料时要加入冰块？②北方冬天菜窖里为什么通常放几桶水？③如何辨别规格、型号相同的两只新旧白炽灯泡？④炎热的夏天，从冰箱里拿出的茶叶能否立即打开包装？⑤为什么相同质量的0 ℃冰比0 ℃水致冷效果要好？⑥为什么相同质量的100 ℃水蒸气烫伤比100 ℃水要厉害？等这一系列的物理问题，可引起学生的回忆和追想，顿时大大提高学生学习的热情，又会促进师生的大脑思维的互动，学生产生对已学知识和所见现象的回忆，而教师即可因势利导，用提问的方法，增强学生的注意力。从而巩固学生对应用物理知识的掌握和对实际问题的解决能力。又如在学生学完了功、功率和机械效率之后，采取设计有程序的课堂提问，针对问题要学生作出判断是否正确的回答：①做功多的机械，是否功率一定大？②做功花时间少的机械，是否功率就一定大？③功率大的机械，是否就一定省力？④省力的机械，机械效率一定高吗？⑤功率大的机械，机械效率也一定高？⑥做功多的机械，机械效率就必定高吗？等等。此外在较抽象的速度教学时，也可以设计几个具有台阶性的问题帮助学生理解：如比较物体运动快慢的方法有那些？物体运动快慢需要涉及哪几个物理量？路程、时间都不同时，怎样比较物体的运动快慢？使学生在问题的引导下，不仅思维变得严密而有序，而且也能调动学生学习的主动性。正因教师在课堂能结合课程内容连续不断地启发，即可促使学生探索性思维不断涌现，从而达到主动学习，积极挖掘、自主思考，引发学生对追求知识的原动力，引导他们思维向纵深发展。
2采用实验探索情境的设计 ，培养动手动脑能力
初中生是充满心理活动的有机个体，充满了对自然界各类美丽现象的遐想。因此教学效果的好坏，直接影响到他们未来事业的兴趣和成长，在很大程度上还取决于对学生能否调动全部的心理和生理因素的投入。对于初中生的教学来说，正处于一个接受科学文化的启蒙和向自然、社会认知的阶段，是由观察向了解的过渡时期，从保护和培养兴趣引导他们学会观察，逐步由浅入深地认识“是什么”、“为什么”至关重要。因此教学中应尽可能多地创设实验探究情境，让学生在亲自经历实验探究的过程中，通过激发兴趣、培养探索精神、实践能力，养成追求实事求是的科学态度。故有必要作好课本上的所有演示实验和学生实验，不能以说代之，或在黑板上简单画葫芦式演示实验；相反可以让他们自己去设计一些小实验（如在学习“改变物体内能的方法”时，可以用两手“搓一搓”使手发热和用“哈一哈”使手暖和）体会“做功”和“热传递”这两种改变物体内能方式的等效性，而不可因为这些实验似乎“早已知道”而不“动动手”，要让他们反复投身其中，感受其中乐趣。因此，通过动手的教学实践，亲自体验到通过实验可激发他们的好奇心和兴趣，能使这样学生变被动学习为主动学习，并能为以后深造奠定基础。实践表明，过去培养的学生中，那些喜欢动手的学生只要按照老师的指导认真在实践中锻炼的人，他们均在社会上做出了贡献。
3故事启迪情境设计
很多大家耳熟能详的故事中都蕴含物理知识，而这些物理知识都来自著名科学家的文笔之下。通过创设故事情境，引导学生挖掘故事中物理知识的来源，探究物理规律（因为其中含有认真、严谨、一丝不苟、实事求是的科学态度，饱含人类追求创造的胆量和勇气），为学生创设悬念，激发学生兴趣（如在对“运动和静止的相对性”教学时，就可讲“刻舟求剑”的故事；在进行“速度”教学时，讲“龟兔赛跑”的故事）；在进行“浮力”教学时，讲曹冲称象、讲阿基米德辨别真假皇冠的故事；在进行“重力”教学时，讲苹果落地、比萨斜塔不倒之谜；在进行“力的作用是相互的”教学时，讲苹果变成炮弹的故事；在进行“惯性”教学时，讲述太空行走为什么不掉下来的故事；在进行“磁场”教学时，举出指南针制造和航海的故事；在进行“电流的磁场”教学时，讲述科学家奥斯特发现电生磁的故事，促进学生怎样将电磁效应用于实践，如电磁搅拌和振荡器的制作；在进行“电磁感应现象”教学时，介绍科学家法拉第动人的自学成材的故事，诱导学生发明干电池……一个个引人入胜的故事，使学生处于典型的物理情境中，激发疑惑出现，产生思维冲撞，顿生欲发的动机，从而为发挥主体作用创造条件。
4虚拟幻想情境设计
有时可能碰到某些物理知识从正面理解较为抽象，甚至会难以理解，若以虚拟法从反面去理解，则可以帮助学生正确、迅速地去理解，如对习以为常的看镜子，洗脸对着清水洗脸，观看镜子和水中物体的倒影，即对“太阳、月亮”可从西走来，即可成为镜呈像的实例。所谓虚拟法，就是虚设一个与真实情况相反的物理条件，由此推出一系列想象性的、荒谬的结果，从而证明虚设条件不成立，从反面证实并强化真实的物理结论。这在某种程度上，有助于培养学生丰富的想象能力，起到产生发散思维的能力，促进学生充分利用强势改变弱势，使人奋发上进。如在讲“重力”概念时，还可引导学生讨论当缺少重力会出现何种状况的想象。通过对这个虚拟情境的设计，发现使学生兴趣激增。他们给出了很多有趣的回答，如泰山压顶腰不弯，人轻轻一跳就离开了地球……；在讲“摩擦”概念时，引导学生对“假如生活中没有了摩擦力，说出几个合理的生活场景”的讨论，学生们畅所欲言，积极地提出：人无法走路、无法握住物体、无法戴上手套、穿不上袜子、用嘴轻轻一吹能将火车吹走、机器要解体、建筑物要倒塌……；在讲“电流的磁场”时，引导学生对“假如没有了电流的磁场，会给人们带来哪些不便？”的质疑，有的说：“就不会有电磁起重机了。”有的说：“就不会有电铃、电话了”，甚至有个别同学说：“就不可能有当今的磁浮高速列车”……；在讲到“惯性”概念时，引导学生对“假如没有惯性会发生什么现象？”的讨论，他们积极回答：体育比赛中篮球投不出去、排球打不出去、足球踢不出……这一个个看似虚拟情境的设计，这不仅使学生理解了一些物理概念，而且提高了他们学习物理的兴趣，增强了他们的想象力和思维能力，更加积极主动地投入到学习中来，而且印象深刻。 5幽默童话情境设计
物理学一向以严谨、抽象、刻板著称，但也需要增加一些趣味性。在课堂教学中若能够恰当地设计一些幽默笑话的情境，会活跃课堂气氛，不仅让学习变得轻松，还极其巧妙地掌握了知识。如在“压强的单位”教学时，给同学们介绍一个物理学家天堂躲猫猫的笑话。一次，天堂的所有科学家一起玩躲猫猫。很不幸，论到爱因斯坦找人。所有科学家都躲了起来，但除了牛顿。牛顿只是在爱因斯坦的面前画了一个边长为1米的正方形，然后站在了中间。爱因斯坦数完数，就看见了牛顿，马上叫到：“牛顿出局！”牛顿却死不承认。结果其他科学家都出来了并帮牛顿证明牛顿没出局。这是怎么回事呢？这时，牛顿胸有成竹地说：“我是站在了一个1平方米的正方形中间，也就是说，我是牛顿每平方米，所以我是帕斯卡。”在欢声笑语中，同学们掌握了压强的单位。
在“比热容”教学时，采取介绍“比吃容”。介绍有一个猫和一个老鼠比吃花生粒，猫每秒吃3粒花生，而老鼠每秒吃1粒花生，说明猫吃花生粒的能力就比老鼠要强。于是就定义“某个动物在单位时间内吃花生粒的个数为该动物的比吃容”，这样学生就容易理解“比热容”的概念。把这样的笑话搬到课堂上，既增加幽默的效果，活跃课堂气氛，使学生头脑放松，又创设出一个快乐的学习氛围，达到把一个抽象的概念具体化，增强学生的理解和记忆，更重要的是还可以弥补物理老师往往严肃有余、幽默不足的缺陷。
6想象艺术情境设计
奇异的动画设计，在引人入胜的同时，这种方法不知不觉地可以帮助老师解决教学中的难点。如水银有毒，课堂上虽不能演示托里拆利实验，但可以充分利用多媒体课件展示实验全过程，通过音、形、声、像等多元信息对学生进行感官的刺激，激发学生学习的主动性和积极性，使全体学生投入到课堂学习中。体现多媒体技术与物理教学整合的魅力。
诚然，老师不可能每节课都做课件，精美的图片，给学生以视觉的冲击，也可以既简单又省时地创设情境，达到最佳的教学效果。如在讲“光的反射”时，出示雄伟的高山在水中的倒影的图片，想象太阳从西边升起的景象，从而使学生在赏心悦目之时，分析和解决“为什么高山在水中出现的影子竞是倒影？”的问题。
在学习“声音的发生和传播”时，课前可以在教室里播放悠扬的音乐，耳濡目染，获取感性认识。课中可列举播放自然界中丰富多彩的声音，激发学生学习兴趣。可以让学生才艺展示：吹口琴、笛子，拉二胡、手风琴等，通过创设这些艺术的情境，给学生以美的艺术熏陶的同时，掌握物理知识，解决物理问题。
7竞争拼搏情境设计
根据中学生年龄特征，对于竞争性、冒险性和趣味性的活动能乐不知疲。老师若利用这一心理，在教学情境中抓住设计一些竞争情境，也可激发他们的学习斗志，调动他们学习的积极性。如可以先在本身所教班之间创设竞争情境的试验，通过积累经验再在邻近班示范。比如讲一道习题，一班学生想出了两种解法，再看相邻班同学能想出几种解题方法？为了比别人多一种解题方法，让邻班学生们先投入到积极地思索和讨论中；但也可在一个班中创设竞争情境，继之在男女生之间开展，或也在小组之间开展。如在“探究平面镜成像”一节的教学中，先让学生仔细地从平面镜的结构、材料、成像大小、远近上自我观察，然后让一个同学说出一个自己的观察结论，后边同学仔细倾听，不能重复，看“锣鼓”停时“花”落谁家。如此情境设计，学生的注意力、思维力都得以调动起来。多创设学生人人能参与表现自我的情境，能培养学生积极参与的激情，从而达到学生主体参与的目的。
综上所述，教学情境设计与构思的作用在于良好教学情境的创设和对改进教学方法、增强教学效果是提高教学质量的关键所在，不仅有利于学生主动参与、合作学习，促进师生教学过程的思维互动，而且能使学生掌握学习的主动权，拓宽学生的发展空间，引导学生自我挖掘创造潜能，开发自己的创造力，还能较大地激发教师的教学积极性，这对学生自我培养原创性，改进教师教学方法，对增强教学效果具有重要意义。
1设问式情境设计
众所周知初中时期的学生正处于青少年成长时期，比较好动，坐不住，喜欢东张西望，好奇心强，爱管闲事，不能长时间集中精力学习，若根据他们习性适时地在课堂教学中创设一些具体案例问题的情境，把他们的注意力吸引过来，引发学生的积极思维，就能“持久”地激发他们学习的热情。如在进行讲解“浮力”时，即可提出为什么有时候浮力大到可以托起一艘万吨巨轮，而有时候小到托不起一片薄薄的铁片？此时即刻引导学生把视线投向教师，甚至课堂会出现一片寂静后，又出现争先恐后地举手要求发言或出现激烈的讨论。当在复习“物态变化”时，若抓住从学生身边的实际生活，提出问题：①为什么人们喝饮料时要加入冰块？②北方冬天菜窖里为什么通常放几桶水？③如何辨别规格、型号相同的两只新旧白炽灯泡？④炎热的夏天，从冰箱里拿出的茶叶能否立即打开包装？⑤为什么相同质量的0 ℃冰比0 ℃水致冷效果要好？⑥为什么相同质量的100 ℃水蒸气烫伤比100 ℃水要厉害？等这一系列的物理问题，可引起学生的回忆和追想，顿时大大提高学生学习的热情，又会促进师生的大脑思维的互动，学生产生对已学知识和所见现象的回忆，而教师即可因势利导，用提问的方法，增强学生的注意力。从而巩固学生对应用物理知识的掌握和对实际问题的解决能力。又如在学生学完了功、功率和机械效率之后，采取设计有程序的课堂提问，针对问题要学生作出判断是否正确的回答：①做功多的机械，是否功率一定大？②做功花时间少的机械，是否功率就一定大？③功率大的机械，是否就一定省力？④省力的机械，机械效率一定高吗？⑤功率大的机械，机械效率也一定高？⑥做功多的机械，机械效率就必定高吗？等等。此外在较抽象的速度教学时，也可以设计几个具有台阶性的问题帮助学生理解：如比较物体运动快慢的方法有那些？物体运动快慢需要涉及哪几个物理量？路程、时间都不同时，怎样比较物体的运动快慢？使学生在问题的引导下，不仅思维变得严密而有序，而且也能调动学生学习的主动性。正因教师在课堂能结合课程内容连续不断地启发，即可促使学生探索性思维不断涌现，从而达到主动学习，积极挖掘、自主思考，引发学生对追求知识的原动力，引导他们思维向纵深发展。
2采用实验探索情境的设计 ，培养动手动脑能力
初中生是充满心理活动的有机个体，充满了对自然界各类美丽现象的遐想。因此教学效果的好坏，直接影响到他们未来事业的兴趣和成长，在很大程度上还取决于对学生能否调动全部的心理和生理因素的投入。对于初中生的教学来说，正处于一个接受科学文化的启蒙和向自然、社会认知的阶段，是由观察向了解的过渡时期，从保护和培养兴趣引导他们学会观察，逐步由浅入深地认识“是什么”、“为什么”至关重要。因此教学中应尽可能多地创设实验探究情境，让学生在亲自经历实验探究的过程中，通过激发兴趣、培养探索精神、实践能力，养成追求实事求是的科学态度。故有必要作好课本上的所有演示实验和学生实验，不能以说代之，或在黑板上简单画葫芦式演示实验；相反可以让他们自己去设计一些小实验（如在学习“改变物体内能的方法”时，可以用两手“搓一搓”使手发热和用“哈一哈”使手暖和）体会“做功”和“热传递”这两种改变物体内能方式的等效性，而不可因为这些实验似乎“早已知道”而不“动动手”，要让他们反复投身其中，感受其中乐趣。因此，通过动手的教学实践，亲自体验到通过实验可激发他们的好奇心和兴趣，能使这样学生变被动学习为主动学习，并能为以后深造奠定基础。实践表明，过去培养的学生中，那些喜欢动手的学生只要按照老师的指导认真在实践中锻炼的人，他们均在社会上做出了贡献。
3故事启迪情境设计
很多大家耳熟能详的故事中都蕴含物理知识，而这些物理知识都来自著名科学家的文笔之下。通过创设故事情境，引导学生挖掘故事中物理知识的来源，探究物理规律（因为其中含有认真、严谨、一丝不苟、实事求是的科学态度，饱含人类追求创造的胆量和勇气），为学生创设悬念，激发学生兴趣（如在对“运动和静止的相对性”教学时，就可讲“刻舟求剑”的故事；在进行“速度”教学时，讲“龟兔赛跑”的故事）；在进行“浮力”教学时，讲曹冲称象、讲阿基米德辨别真假皇冠的故事；在进行“重力”教学时，讲苹果落地、比萨斜塔不倒之谜；在进行“力的作用是相互的”教学时，讲苹果变成炮弹的故事；在进行“惯性”教学时，讲述太空行走为什么不掉下来的故事；在进行“磁场”教学时，举出指南针制造和航海的故事；在进行“电流的磁场”教学时，讲述科学家奥斯特发现电生磁的故事，促进学生怎样将电磁效应用于实践，如电磁搅拌和振荡器的制作；在进行“电磁感应现象”教学时，介绍科学家法拉第动人的自学成材的故事，诱导学生发明干电池……一个个引人入胜的故事，使学生处于典型的物理情境中，激发疑惑出现，产生思维冲撞，顿生欲发的动机，从而为发挥主体作用创造条件。
4虚拟幻想情境设计
有时可能碰到某些物理知识从正面理解较为抽象，甚至会难以理解，若以虚拟法从反面去理解，则可以帮助学生正确、迅速地去理解，如对习以为常的看镜子，洗脸对着清水洗脸，观看镜子和水中物体的倒影，即对“太阳、月亮”可从西走来，即可成为镜呈像的实例。所谓虚拟法，就是虚设一个与真实情况相反的物理条件，由此推出一系列想象性的、荒谬的结果，从而证明虚设条件不成立，从反面证实并强化真实的物理结论。这在某种程度上，有助于培养学生丰富的想象能力，起到产生发散思维的能力，促进学生充分利用强势改变弱势，使人奋发上进。如在讲“重力”概念时，还可引导学生讨论当缺少重力会出现何种状况的想象。通过对这个虚拟情境的设计，发现使学生兴趣激增。他们给出了很多有趣的回答，如泰山压顶腰不弯，人轻轻一跳就离开了地球……；在讲“摩擦”概念时，引导学生对“假如生活中没有了摩擦力，说出几个合理的生活场景”的讨论，学生们畅所欲言，积极地提出：人无法走路、无法握住物体、无法戴上手套、穿不上袜子、用嘴轻轻一吹能将火车吹走、机器要解体、建筑物要倒塌……；在讲“电流的磁场”时，引导学生对“假如没有了电流的磁场，会给人们带来哪些不便？”的质疑，有的说：“就不会有电磁起重机了。”有的说：“就不会有电铃、电话了”，甚至有个别同学说：“就不可能有当今的磁浮高速列车”……；在讲到“惯性”概念时，引导学生对“假如没有惯性会发生什么现象？”的讨论，他们积极回答：体育比赛中篮球投不出去、排球打不出去、足球踢不出……这一个个看似虚拟情境的设计，这不仅使学生理解了一些物理概念，而且提高了他们学习物理的兴趣，增强了他们的想象力和思维能力，更加积极主动地投入到学习中来，而且印象深刻。 5幽默童话情境设计
物理学一向以严谨、抽象、刻板著称，但也需要增加一些趣味性。在课堂教学中若能够恰当地设计一些幽默笑话的情境，会活跃课堂气氛，不仅让学习变得轻松，还极其巧妙地掌握了知识。如在“压强的单位”教学时，给同学们介绍一个物理学家天堂躲猫猫的笑话。一次，天堂的所有科学家一起玩躲猫猫。很不幸，论到爱因斯坦找人。所有科学家都躲了起来，但除了牛顿。牛顿只是在爱因斯坦的面前画了一个边长为1米的正方形，然后站在了中间。爱因斯坦数完数，就看见了牛顿，马上叫到：“牛顿出局！”牛顿却死不承认。结果其他科学家都出来了并帮牛顿证明牛顿没出局。这是怎么回事呢？这时，牛顿胸有成竹地说：“我是站在了一个1平方米的正方形中间，也就是说，我是牛顿每平方米，所以我是帕斯卡。”在欢声笑语中，同学们掌握了压强的单位。
在“比热容”教学时，采取介绍“比吃容”。介绍有一个猫和一个老鼠比吃花生粒，猫每秒吃3粒花生，而老鼠每秒吃1粒花生，说明猫吃花生粒的能力就比老鼠要强。于是就定义“某个动物在单位时间内吃花生粒的个数为该动物的比吃容”，这样学生就容易理解“比热容”的概念。把这样的笑话搬到课堂上，既增加幽默的效果，活跃课堂气氛，使学生头脑放松，又创设出一个快乐的学习氛围，达到把一个抽象的概念具体化，增强学生的理解和记忆，更重要的是还可以弥补物理老师往往严肃有余、幽默不足的缺陷。
6想象艺术情境设计
奇异的动画设计，在引人入胜的同时，这种方法不知不觉地可以帮助老师解决教学中的难点。如水银有毒，课堂上虽不能演示托里拆利实验，但可以充分利用多媒体课件展示实验全过程，通过音、形、声、像等多元信息对学生进行感官的刺激，激发学生学习的主动性和积极性，使全体学生投入到课堂学习中。体现多媒体技术与物理教学整合的魅力。
诚然，老师不可能每节课都做课件，精美的图片，给学生以视觉的冲击，也可以既简单又省时地创设情境，达到最佳的教学效果。如在讲“光的反射”时，出示雄伟的高山在水中的倒影的图片，想象太阳从西边升起的景象，从而使学生在赏心悦目之时，分析和解决“为什么高山在水中出现的影子竞是倒影？”的问题。
在学习“声音的发生和传播”时，课前可以在教室里播放悠扬的音乐，耳濡目染，获取感性认识。课中可列举播放自然界中丰富多彩的声音，激发学生学习兴趣。可以让学生才艺展示：吹口琴、笛子，拉二胡、手风琴等，通过创设这些艺术的情境，给学生以美的艺术熏陶的同时，掌握物理知识，解决物理问题。
7竞争拼搏情境设计
根据中学生年龄特征，对于竞争性、冒险性和趣味性的活动能乐不知疲。老师若利用这一心理，在教学情境中抓住设计一些竞争情境，也可激发他们的学习斗志，调动他们学习的积极性。如可以先在本身所教班之间创设竞争情境的试验，通过积累经验再在邻近班示范。比如讲一道习题，一班学生想出了两种解法，再看相邻班同学能想出几种解题方法？为了比别人多一种解题方法，让邻班学生们先投入到积极地思索和讨论中；但也可在一个班中创设竞争情境，继之在男女生之间开展，或也在小组之间开展。如在“探究平面镜成像”一节的教学中，先让学生仔细地从平面镜的结构、材料、成像大小、远近上自我观察，然后让一个同学说出一个自己的观察结论，后边同学仔细倾听，不能重复，看“锣鼓”停时“花”落谁家。如此情境设计，学生的注意力、思维力都得以调动起来。多创设学生人人能参与表现自我的情境，能培养学生积极参与的激情，从而达到学生主体参与的目的。
综上所述，教学情境设计与构思的作用在于良好教学情境的创设和对改进教学方法、增强教学效果是提高教学质量的关键所在，不仅有利于学生主动参与、合作学习，促进师生教学过程的思维互动，而且能使学生掌握学习的主动权，拓宽学生的发展空间，引导学生自我挖掘创造潜能，开发自己的创造力，还能较大地激发教师的教学积极性，这对学生自我培养原创性，改进教师教学方法，对增强教学效果具有重要意义。