在同課異構過程中提升實驗探究能力

劉小豐 湯金波

摘要：“實驗探究”作為中學物理核心素養的重要元素，是物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的關鍵成分.本文以“平面鏡成像”為例，通過廣東省初中物理骨干教師“同課異構”課，對比分析在“探究平面鏡成像時像與物的關系”實驗中的不同教學設計，從科學探究中的猜想與假設、設計實驗與制定計劃、分析論證三個角度，賞析特色，反思如何培養學生的科學探究能力.

關鍵詞：同課異構;平面鏡成像;科學探究能力

作者簡介：劉小豐（1978-），男，湖南連源人，碩士，中學高級教師，教育教學研究室教研員，研究方向：初中物理實驗教學、物理命題研究、新媒體技術與物理教學教研融合.

湯金波（1964-），男，江蘇如皋人，本科，中學特級教師，研究方向：創新實驗的研究.

“實驗探究”作為中學物理核心素養的重要元素，是物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的關鍵成分.“平面鏡成像”這節課是人教版八年級（上）物理第四章第3節，是光學的重要內容之一，其中“探究平面鏡成像時像與物的關系”實驗，是《義務教育物理課程標準（2011年版）》中所列出的20個學生必做實驗之一，該實驗有完整的探究過程，體現了科學探究的七個基本要素.

八年級學生剛學物理不久，還沒有形成良好的物理思維，對探究感興趣但欠缺方法，專家對學生的科學探究能力進行的調查表明：制定探究方案的能力是中學生探究能力中較為薄弱的環節.廣東省初中物理骨干教師培訓班開展了一次同課異構活動，旨在通過這節內容，研討如何更好地培養學生的科學探究能力.同課異構由兩位學員執教，分別是湛江尤老師、肇慶吳老師.尤老師、吳老師在“探究平面鏡成像時像與物的關系”活動的時間分別是27min、36min，都突出了重點，在各探究環節所采取的策略和設計有所不同，各有特色，下面筆者對比賞析兩節課在猜想與假設、設計實驗與制定計劃、分析論證三個環節中的教學流程.

1課堂對比賞析

1.1猜想（見表1）

賞析與反思：兩節課都重視對學生猜想能力的培養.創設情境，通過“頭腦風暴”的形式，鼓勵學生大膽說出自己的猜想，當學生沒有馬上回答時，教師給予足夠的時間，耐心引導學生具體從位置、大小兩個方面去思考，最后學生都能成功猜想出等大、等距的關系.但尤老師創設情境是倒影，且背景復雜、干擾信息多.吳老師提供的情景簡潔，突出研究對象，有利于學生猜想，學生還猜到了像與物的連線與平面鏡垂直.

猜想對接下來的實驗起著導向性的作用，需要教師精心設計好問題或情境，面對較為復雜的猜想，需要搭建腳手架，可以采取“頭腦風暴”法，鼓勵大膽猜想，例如尤老師對學生猜想像是倒立的，沒有否定，而是鼓勵，營造了和諧輕松的教學氛圍.

1.2設計實驗與制訂計劃

1.2.1設計實驗（見表2）

賞析與反思：兩位老師，對實驗設計這個難點都有充分的預設.尤老師采取“完全放開”，讓學生帶著任務自主探究，讓學生對用平面鏡能看到像但不能找到像的位置這一事實充分體驗，尤老師敢于暴露學生的錯誤，引導分析，最后留有時間讓學生理解實驗設計方案.吳老師則采取了“引導探究”，首先明確先要找到像然后觀察像的大小這一探究方向，順著學生思路設計，遇到問題、師生交流改進;逐步深入、層層遞進;再輔以板書，加深對“為什么使用玻璃板而不用平面鏡”“為什么用兩只等大的蠟燭”這兩個難點、考點的理解.

設計探究方案是本課難點之一，從學生的反應、理解程度來看，本環節教師多一點引導，能更好地突破難點.

1.2.2制定計劃（見表3）

賞析與反思：兩位老師均采取直接教授的方式，但吳老師演示演示教學，內容重復較多，可見度較差，用時7min.而尤老師播放課前錄制的實驗步驟微視頻（1min57s），簡潔明了，學生專注度高，從接下來兩個班學生進行實驗的情況來看，尤老師所教班學生的實驗操作更熟練、更高效.

在理解實驗設計原理后，進一步簡潔高效的明確實驗步驟及注意事項，借助多媒體輔助教學，能提高效率、規范操作，保證實驗順利進行.

1.3分析與論證（見表4）

賞析與反思：在此環節，兩節課都充分體現了學生的主體地位，注重因果推理，在學生回答了結論之后追問其判斷的依據，培養思維的深刻性.尤老師注重對學生創新思維的培養，通過提問“還有沒有新的發現”，當學生回答“對稱”之后，又設計了動手體驗環節，讓學生很好地理解“軸對稱”概念.吳老師則注重引導學生根據實驗記錄進行分析，得出結論之后對照之前的猜想，讓學生體感受各探究要素的意義和彼此之間的聯系.

在分析論證環節，教師要交給學生分析論證的方法和思路.可以根據猜想來對實驗數據進行歸類與分析，鼓勵學生從不同角度思考，提出新發現，并對探究結果進行描述和解釋.

2總結

對比這兩節課培養學生實驗探究能力的策略與實施，沒有誰比誰更好，只有誰與誰不同，每一種不同，都是一種特色.通過這樣的研討，有效提升了上課和聽課教師的教學設計能力、教學方法優選意識、教學反思意識.對筆者也有以下三點啟發：

一是培養學生實驗探究能力，既是落實過程與方法目標的重要抓手，也是提升學生物理思維，培育物理核心素養的重要途徑.

二是實驗探究中，要把握好教師引導和學生自主的度.例如在本節內容中，適宜采用“統放結合”的半開放策略，對于學生難理解的為什么探究平面鏡成像不用平面鏡而用玻璃板、等效替代法以及虛像的概念，教師要多一點“統”，對于實驗步驟、進行實驗、分析論證等環節則可以“半放”甚至“全放”，讓學生在自主探究中獲得知識與技能.

三是培養學生實驗探究能力，要循序漸進、因材施教.培養實驗探究的七種能力，在一節課中不能平均用力，要針對不同年級、班級和不同內容，有所側重.例如本節內容和探究I與R的關系實驗中可以側重培養學生設計實驗的能力;探究浮力大小跟那些因素的關系時側重培養猜想的能力;探究固體熔化時溫度變化的規律、水沸騰時溫度變化的規律時，則側重培養學生進行實驗與收集證據的能力.

參考文獻：

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[2] 封英，侯恕.對比同課異構 思“學生物理核心素養”[J].物理通報，2015（9）：76-79.

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