基于問題分解的“可視化”教學策略的應用

胡向華

【摘 要】深度理解和建立初中物理概念對物理學習至關重要，而復雜概念的建立需要將問題分解和細化，本文通過對“光的色彩顏色”的課例分析，主要闡述問題的優化與分解，將提問的設計技巧應用于“可視化”的教學中。

【關鍵詞】問題分解;可視化;教學

2018年9月25日，“應用可視化策略促進初中物理概念深度理解的實踐研究”課題組來到星辰實驗學校開展活動。活動中，筆者觀摩了謝婷葉老師執教的“光的色彩 顏色”一課，有很多收獲，應用可視化的教學策略將問題進行分解，對概念的建立和深度理解幫助很大。

引入：謝老師通過展示一些秋天的美麗圖片，讓學生感受美麗的色彩。

點評：本節課是光現象的起始課，雖然學生對光并不陌生，但對光的研究卻沒怎么接觸，筆者認為，以問題為背景引入課堂，更能引起學生的好奇心。

引入二：文件袋上的三色9，罩一張藍色的玻璃紙，問學生看到的是什么？學生回答4。隨后播放夜晚的各色燈光。老師提出問題：是誰點亮了世界？

點評：以文件袋問題為背景引入新課，更能引起學生的好奇心。語言優美，內容和諧。

問題一：是誰點亮了世界？

學生：打開的燈、燃燒的火、陽光、螢火蟲……

思考1：它們共同的特征是什么？

學生：都能發光

此時老師給出光源的概念，讓學生在書上劃出，并追問：“概念的修飾語強調什么？”

點評：此處老師可能更多地強調了文本的概念，忽略了深度定義概念的產生過程，筆者認為應該從揭示現象的本質入手，讓學生理解“能夠發光”和“正在發光”的區別。

思考2：以上列舉的光源有何區別和聯系？

學生：天然光源和人造光源

思考3：辨析一組圖片，是光源嗎？為什么？

點評：對概念進行了及時的鞏固。

老師：不同的光源發出來光的顏色相同嗎？你都見過什么顏色的光？

學生：各種顏色。

老師：太陽光是什么顏色的？

學生：白色

老師播放在太陽光照射下的噴泉、彩虹。

問題二：探索白光的真實身份

活動1：分解太陽光

老師介紹器材、學生要做什么、怎么做以及活動的設計，過幾分鐘后，請小組代表描述看到的彩虹。

點評：筆者認為，學生做和老師指導的關系應該是盡量讓學生自己摸索，老師盡量少幫助，不要做學生思維的監控者，把學生的思維框定在一個狹窄的區域里。此環節時間非常緊張，看到的彩虹現象保真度非常高，因為老師非常用心地準備了強光源手電筒。

老師總結：光的色散，說明太陽光是由多種色光混合而成的。動畫又由七種色光合成白光。

追問：一定要集齊七種色光才能召回白光嗎？

活動2：兩兩色光的混合

學生活動

點評：給出比色卡，通過比色卡判斷，兩種色光混合后的顏色，使學生的判斷更有方向性。隨后嘗試將三種色光等比例混合獲得白光，回答了不是一定要集齊七種色光才能召回白光，總結光的三原色。將彩色美女照片不斷地放大，最后發現都是由紅、綠、藍三種光點組成，解釋彩電之謎，驗證了光的三原色在實際生活中的應用。

老師：為什么在白光的照射下，有的物體是紅色、有的是綠色？

問題三：物體的顏色是怎么回事？

1.老師出示第二份神秘文件——白皮書，即紅綠藍三種顏色的紙上面附上白色的書皮。將白紙掀開一個小角，用強光手電筒分別照在紅紙上、綠紙上、藍紙上，眼睛觀察白紙上折的小角。

學生實驗，觀察現象。

老師追問：（1）用什么顏色的光照？（2）到達紅紙、綠紙、藍紙上反射什么顏色的光？（3）其他顏色的光會怎樣？（4）什么顏色的光進入人眼？所以我們看到什么顏色？同時給出了一些可視化的圖片，動態地反映反射和吸收的過程。

老師總結：不透明物體的顏色由它反射色光的顏色決定。白色反射所有色光，黑色吸收所有色光。

點評：通過三個問題追問的方式分別解釋了看到紅色、綠色、藍色的原因。將復雜的問題分解成了幾個小問題，實則教會了學生一種分析問題的方法。但舉“白皮書”的例子過程過于復雜，經歷了一次在白紙上的反射進入人眼。筆者建議：關燈看到某同學衣服什么顏色，開燈關燈看到某同學衣服什么顏色。紫色，再追問以上四個問題，告訴學生，其實物體本無色，是白光照到了衣服上，紫色被反射，其他色光被吸收，只有紫色進入人眼才決定衣服是紫色的。

2.奧秘何在，出示白色小熊，出示被老師拍成各種顏色小熊的照片，提問這些照片是怎么拍出來的。

老師追問：（1）用什么顏色的光照？（2）到達小熊反射什么顏色的光？（3）其他顏色的光會怎樣？（4）什么顏色的光進入透過綠色玻璃紙進入鏡頭？拍出什么顏色？同時給出了一些可視化的圖片，動態地反映反射和吸收過程。

老師總結：透明物體的顏色由它透過色光的顏色決定。無色透明物體透過所有色光。

老師：最后回歸主題，揭秘課堂引入時將彩色的9敷了一層藍色玻璃紙后看成了4的原因。

點評：老師在講解的同時雖然給出了一些可視化的動畫，動態地反映透過和吸收過程。但筆者認為，這個環節是透過—反射—再透過的一個來回，過程過于復雜，可考慮換一種方式引入或給每個學生戴上一副藍色眼鏡去看彩色的9。

整體收獲：謝老師以一套“神秘文件”激發學生的學習興趣，以獨具匠心的系列化設問和巧妙過渡引導學生思維，以精心設計的系列實驗幫助學生突破難點，用“百聞不如一見”的方式為學生逐步揭開顏色的神秘面紗，輕松揭示了顏色之謎。課堂成了視覺的盛宴、思維火花迸發的源泉。

本節課，謝老師在問題呈現、鋪墊提示、實驗過程、現象解釋、內容反饋、解題思路和方法等環節中都體現著“可視化”的教學設計，這些“可視化”安排，對學生深度理解物理概念的幫助很大，拉近了學生與物理概念的距離。分析物體的顏色問題，對學生來說有較大的難度，謝老師突出可視化思維的引導，建立思維模式和邏輯順序，幫助學生突破了這一難點。