實驗與理論并重　素養與知識同行

朱正華

【摘要】教學做合一，行是知之始，知是行之成。這體現了陶行知先生向社會學習、向實踐學習的治學態度，也蘊含著“認識源于實踐，實踐是認識的基礎”的唯物主義哲學思想，同時恰好與物理學的認知規律相吻合。本文結合“平面鏡”的教學片段，闡述在物理實驗課教學中如何做到知行合一，進而培養學生的物理核心素養。

【關鍵詞】物理實驗;核心素養;知行合一

【基金項目】本文系江蘇省南通市教育科學“十三五”規劃2018年度課題“基于活動視域的初中物理教學設計案例研究”（課題號：XC2019027）的階段性研究成果。

實驗教學是物理教學的重要形式和方法。物理學科的核心素養是學生在接受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。初中物理核心素養包含概括理解、實驗探究、實踐應用和求實創新四個方面。下面筆者以“平面鏡”一課的教學實錄為例，就課堂中如何落實學科素養談談自己的做法。

【片段一：引入課題】

師：同學們，俗話說水火不容，但我能做到水火共生。你們信嗎？不信請看。（課件展示視頻“澆不滅的蠟燭”——水火共生的動態畫面）這就是水火共生。你們想知道其中的奧秘嗎？

生：想。

師：好，今天老師就滿足你們的愿望。（課件展示視頻“鏡頭逐漸拉遠，至出現玻璃結束”）看明白了嗎？實現“水火共生”的最大功臣是誰？

生：玻璃。

師：我們將表面光滑平整的鏡子稱作平面鏡。這節課，我們就一起去探索平面鏡的奧秘。（課件展示或板書課題：3.4 平面鏡）

反思一：實驗引路，培養學生概括理解的能力

概括理解指學生在學習物理知識的過程中表現出來的能力，包括觀察與建模、概括與推理、辨析與梳理等能力。教師應通過多種形式的演示實驗、貼近生活的體驗活動，借助學生已有的知識儲備，設置各實驗環節，逐步引導學生深入課題，使其了解事物的一般現象和本質特征。

在“引入課題”環節，筆者首先通過視頻引入的方式，為學生呈現“水火共生”的神奇畫面，再隨著鏡頭的推動，讓學生了解到實現“水火共生”的最大功臣是透明的玻璃，由此快速切入課題。此時，學生根據已有的生活經驗，能夠快速提煉玻璃的基本特征，形成初步的認識，再通過觀察、觸摸等體驗活動，概括并理解平面鏡的定義。

【片段二：做出猜想】

師：快樂其實很簡單，就像這只小貓（課件展示快樂的小貓動態圖）看到鏡子中的自己也能樂上半天。今天我們在課堂上來照一回鏡子。（課件展示體驗活動的要求：拿出器材盒中的鏡子照一照，觀察鏡中自己的像，與自己做比較;然后將鏡子前后移動，再次觀察比較。根據觀察到的現象，提出“關于像與物”的猜想，并將你的猜想與伙伴交流。）學生小組活動、做出猜想。

猜想①：像和物大小相等;像和物大小不相等，近大遠小，遠離鏡子像變小，遠離看到的像范圍變大。

猜想②：像與物到平面鏡的距離相等，物體遠離像也遠離，像與物運動同步。

猜想③：左右相反。

反思二：放手實驗，培養學生實驗探究的能力

實驗探究指學生在觀察、實驗和科學探究過程中表現出來的能力，包括問題與猜想、設計與操作、證據與論證等能力。實驗探究是實驗教學的主體，教師要精心設計實驗環節，在有限的時間內發揮出實驗的無限可能[1]。教師應針對初中生好奇心強的特點，放手實驗，充分滿足學生的動手欲望。

在“做出猜想”環節，教師先與學生一起照鏡子，在愉悅的氛圍中提出關于“像與物”的猜想。在隨后的實驗設計環節，教師放手讓學生設計實驗，讓學生挑選需要的器材，驗證猜想。設計中如果學生遇到困難，教師要組織學生互幫互助、師生共同探討，逐一解決問題。在展示匯報環節，各組上臺展示設計方案，在交流中碰撞出思維的火花，最終形成完善的實驗方案。

【片段三：成像應用】

師：同學們，物理源于生活，又應用于生活。請大家回憶一下，在你的生活中，哪些地方用到了平面鏡？

生：照鏡子、牙醫用的牙鏡、舞蹈房……

師：這些例子中，運用了平面鏡成像的哪些特點？

生：像與物大小相等;像與物到平面鏡的距離相等 ……

師：嗯，說得不錯。（課件顯示：平面鏡成像的應用）這些都是利用平面鏡能成像的作用。尤其是舞蹈房，既能矯正舞蹈者的舞姿，還能擴大視覺空間。老師想請你們幫個忙，老師不認識路，在開車來學校的路上要一邊低頭看導航，一邊抬頭看路況，覺得很不安全。明天老師又要開車來學校，你們能用今天所學的知識幫老師想個辦法，讓我可以抬頭看著導航，安心回家嗎？（教師適當提醒）經過摸索，我發現手機導航有一個HUD模式，它顯示的畫面是這樣的（課件展示、學案呈現），在導學案上也有這個圖案，但是我不知道怎么使用，你們能幫我一起想想嗎？

生：（討論，摸索，嘗試）將平面鏡與水平面呈45°擺放。

師：小汽車的前擋風玻璃大多就是45°傾斜安裝的，可以將手機導航放在前擋風玻璃下。（課件展示動態效果圖）謝謝你們的幫助，這下可以放心了，這個前擋風玻璃運用得恰到好處。

反思三：問題引領，培養學生實踐應用的能力

實踐應用指在應用物理知識解釋自然現象和解決實際問題過程中表現出來的能力，包括分析與解釋、思想與方法、反思與評價等能力。物理源于生活，又應用于生活。學生將所學知識運用到實際生活中，學以致用，才是學習的最終目的[2]。

在“成像應用”環節，對平面鏡在日常生活中的應用，學生有很多想法：對著鏡子梳妝打扮，在舞蹈房里矯正舞姿，擴大理發店的空間，等等。這時，教師拋出關于駕駛過程中看導航不方便的問題，讓學生展開討論。此時教師發現，學生能夠想到利用平面鏡成像的特點，但不知應如何操作。教師進一步提醒學生，手機導航有個HUD模式。這時，有些學生能想到使用平面鏡，并不斷嘗試。還有的學生聯系之前的作圖練習，想到與水平方向成45°角的平面鏡，水平面上的物體在其中能成豎直的像。這樣，解決問題的辦法便呼之欲出。

【片段四：物像關系】

師：確定了實驗方案，接下來請大家根據方法，測量像與物到平面鏡的距離，并進行比較。（學生分組實驗，教師巡視，并適當指點）做完的小組來匯報你們的實驗情況。

生1：我們得到像與物到平面鏡的距離相等。

生2：我們也是這個現象。

師：真的都是一樣的結論嗎？

反思四：適時鼓勵，培養學生求實創新的能力

求實創新指學生在學習與解決問題中要有證據意識，能夠合理地進行知識遷移，以期有新的思考和發現，這要求學生具備質疑和實證、知識遷移的能力，包括求實與質疑、遷移與創新等能力。解決問題的關鍵在于發現問題，科學對待，我們應始終存有批判性思維，在務實的基礎上敢于質疑、突破和創新。

在“平面鏡”教學中，在設計比較像與物到平面鏡的距離關系時，部分小組選用玻璃板進行實驗，由于玻璃板有一定的厚度，在鏡中出現了兩個像，這些小組起初并未在課堂上提出，只是挑選其中較清晰的一個像進行重合，然后測量距離，結果發現像與物到平面鏡的距離不相等。但看到大部分小組能得到“像與物到平面鏡的距離相等”的結論，他們就將自己小組的實驗數據問題歸為測量問題，也直接得出了“像與物到平面鏡的距離相等”的結論。發現這一現象后，筆者提問：“你們測量得到的數據真的能得到這個結論嗎？還是有什么現象被你們忽略了呢？有誰愿意說一說嗎？”在筆者的鼓勵下，有學生提出了疑問。這時，筆者表揚了這幾位學生，同時鼓勵其他同學向他們學習，要敢于質疑、實事求是。還有的小組選用手機鋼化膜做實驗，就疊像問題來說，效果優于玻璃板。

實驗是物理課堂的魅力所在，在物理教學中，實驗教學占據著不可替代的重要地位。因此，依托物理實驗教學，讓學生在課堂上經歷科學探究的各個環節，能較好地在物理課堂上培養學生的核心素養和關鍵能力。只有做到實驗與理論并重，才能實現素養與知識同行。

【參考文獻】

葛曉燕.初中物理教學中培養學生實驗能力的對策[J].文理導航（中旬），2021（03）：43-44.

陸建忠.初中物理課堂實驗教學分析[J].名師在線，2020（33）：24-25.