核心素養下的初中物理實驗教學策略
——以“平面鏡”教學為例

設計理念

物理學科的核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任等，其中科學探究是關鍵，而科學探究最基本的方法就是實驗。初中物理教學離不開實驗，實驗讓物理課堂變得生動有趣，讓枯燥的原理、定律變得不再晦澀難懂。下面以“平面鏡”的教學為例，探討核心素養下初中物理實驗教學的策略。

一、創設情境引入，激發學生探究欲望

實驗：點燃玻璃板前的一支蠟燭，可以看到玻璃板后透明的玻璃杯中也有一支“點燃”的“蠟燭”，然后向杯中慢慢倒入水，直到杯中的水沒過后面的“蠟燭”,發現“蠟燭”依然在“燃燒”。

師：我們知道水火不相容，而“蠟燭”居然能

在水中“燃燒”，這到底是怎么回事？【學生感覺很好奇，開始思考。】

設計意圖：由于該實驗所呈現出的現象與學生現有的認知相沖突，“這到底是怎么回事？”激發出學生科學探究的欲望。教師隨后將玻璃板后面的裝置轉向學生，學生發現杯中根本沒有所謂的“蠟燭”，教師轉而導入新課“平面鏡”。

二、激發探究思維，提升學生實驗能力

師：平靜的水面、平整光滑的金屬表面以及玻璃板表面等都可以看作平面鏡。平面鏡是可以成像的，那么平面鏡成像有什么特點呢？請結合身邊例子，進行猜想。

生：是一個等大的像（或縮小的像，或放大的像）。

師：還有呢？

生：正立的像，像到平面鏡的距離等于物到鏡的距離。

師：剛才大家做了很好的猜想，那么猜想到底對不對呢？如何驗證猜想？

生：實驗。

師：大家說得很好，而要驗證以上的猜想正確與否，確定像的位置至關重要。那么像到底在哪呢？怎樣通過實驗來驗證呢？

【教師引導學生思考如何確定成像位置的問題，具體可這樣操作：玻璃板前面放置一個表面鍍鉻的鉤碼（筆者認為表面鍍鉻的鉤碼比棋子更亮，成像效果更好），可以看到玻璃板后面出現了前面鉤碼所成的像，移動玻璃板后面完全相同的鉤碼直至看到鉤碼和前面鉤碼的像重合為止，此時，后面鉤碼的位置即為前面鉤碼成像的位置?！?/p>

師：如何驗證剛才大家的猜想呢？

生：因為兩個鉤碼是完全一樣的，驗證像的大小問題可以看后面鉤碼與前面鉤碼的像是重合一部分還是完全重合，若完全重合，則像的大小等于物的大小。

生：像是正立的，這從平面鏡中可以看出來。

生：像與物到平面鏡的距離通過刻度尺是可以測量出來的，像到平面鏡的距離等于后面鉤碼到平面鏡的距離。

……

設計意圖：科學探究是初中學生應當具備的核心素養之一?？茖W探究通常有以下要素：提出問題，猜想與假設，設計實驗與制訂計劃，進行實驗與收集證據，分析與論證，評估，交流與合作。學生進行實驗不應當是孤立的，如有可能，應當將實驗放置于科學探究諸多要素的大背景下進行，這樣不僅有利于培養學生的實驗動手能力，也有利于培養學生的實驗探究能力。

三、強化實驗指導，提高學生實驗效率

教學實踐告訴我們，實驗方法明確后不代表實驗就能順利進行下去，要想提高學生實驗的效率，教師的實驗指導至關重要。

1.實驗前的小組分工。

為了能順利完成實驗任務，培養學生的合作精神，教師在實驗前需要對學生進行分組。小組通常由四到六人組成。以四人為例，成員通常分四個層次，能力較強的學生擔任組長，負責整個實驗的組織協調，其他成員負責實驗的操作、記錄、總結、匯報等。

2.實驗過程中的指導。

生：老師，我們組無論怎么移動鉤碼，后面的鉤碼始終無法與前面鉤碼的像完全重合，這與其他組不一樣，是不是像的大小有時與物的大小就是不一樣呢？

【教師在肯定學生的提問后，協助學生檢查實驗器材擺放的情況，發現出現這種情況的原因是玻璃板未豎直放置?！?/p>

生：老師，我們組發現像到平面鏡的距離與物到平面鏡的距離并不相等，這到底是怎么回事呢？

【教師要求該組學生再做一遍，并一同觀察，發現學生在測量物距與像距時，測的都是物與像靠近玻璃板一側的距離，忽略了玻璃板的厚度?！?/p>

設計思路：在實驗教學前，教師應對整個實驗充分備課，對學生在實驗過程中可能出現的問題要有預設并做好準備。當學生在實驗過程中出現問題，教師要能及時發現并予以正確的指導，這樣做可以有效提高實驗教學的效率。

3.實驗結束后的總結。

師：剛才同學們就平面鏡成像的特點進行了猜想，并在各組組長的組織下有步驟有計劃地進行了實驗探究，并就探究的結果進行了很好的匯報。那么在實驗的過程中，有哪些地方值得我們注意呢？

生：實驗時，老師給我們準備了兩塊玻璃板，我們應該選擇薄一點的。因為我們在實驗過程中發現，使用厚一點的玻璃板會出現兩個像。

生：實驗時玻璃板應豎直放置，不然會出現后面的鉤碼與前面鉤碼的像不能重合的現象。

生：在測量物距與像距時一定要注意對應的關系，即前面鉤碼靠玻璃的一側與后面鉤碼靠玻璃的一側才是對應的關系，且要注意玻璃板有厚度，一定要明確哪一個面是反射面，不然會出現像距不等于物距的現象。

設計思路：學生進行探究的過程就是學習的過程，在這一過程中有合作，有交流，也會有疑惑。教師在給予正確指導的同時，就整個探究的過程組織學生自己總結，更有利于學生核心素養的提升。

四、拓展科學思維，引領學生深度學習

生：老師，在確定像的位置時我們用的是透明的玻璃板，至于為什么用透明的玻璃板，您說是因為玻璃板是透明的，便于我們在實驗時觀察像的位置。那么，如果我們不用玻璃板，就用普通的鏡子，能否完成實驗探究呢？

【教師在肯定學生的提問后，要求全班學生討論發言?！?/p>

生：不能，因為鏡子后面是一個不透光層，如果照此實驗的話，肯定看不到后面的鉤碼，所以不能確定像的位置。

師：果真一點也看不到后面的鉤碼嗎？

【此時學生開始進一步思考?！?/p>

師：如果我們不用平視，而改為俯視，結果又如何呢？下面我們通過實驗來研究一下這個問題。

【師生共同通過平視、俯視的方式觀察實驗結果，發現如果不用玻璃板，但采用俯視的方法同樣可以確定像的位置?！?/p>

設計思路：在實驗教學中，我們應當創造合適的條件拓展學生的思維，引領學生進行深度學習，讓課堂變得更有層次感，讓學生的學習變得更加靈動與通透。