依托核心情境的初中物理探究性教學(xué)路徑芻議

莊少海

【摘? 要】依托核心情境開展物理探究性教學(xué)，可以充分釋放學(xué)生的潛能，在課堂上構(gòu)建新型的師生關(guān)系，將物理有趣有料的一面直觀地展示在學(xué)生面前，推動(dòng)初中物理教學(xué)邁上新的臺(tái)階。在解析核心情境與探究性學(xué)習(xí)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，以滬科版八年級“光的反射”一課的學(xué)習(xí)為例，探討了依托核心情境的初中物理探究性教學(xué)開展的具體路徑。

【關(guān)鍵詞】核心情境;初中物理;探究性學(xué)習(xí);光的反射

當(dāng)下的初中物理課堂以教師的單向灌輸為主要教學(xué)模式，學(xué)生課堂參與機(jī)會(huì)寥寥，自主思考與探索的空間有限。同時(shí)，物理知識具有較強(qiáng)的邏輯性與抽象性，初中階段的學(xué)生接受起來有一定的難度。如何讓抽象的知識生動(dòng)起來，讓死板的課堂活躍起來，成為當(dāng)下物理教學(xué)的兩大難題。依托核心情境開展物理教學(xué)，可以使知識的呈現(xiàn)形式更加多樣與生動(dòng)，更加貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)心理，在此基礎(chǔ)上融入探究性學(xué)習(xí)，可以提升學(xué)生的課堂地位，鼓勵(lì)他們在實(shí)踐中自主探究知識，最終使物理教學(xué)擺脫應(yīng)試的桎梏，走向?qū)W生為本、素養(yǎng)為本。

一、核心情境與探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵解析

情境教學(xué)以生動(dòng)、真實(shí)的情境為依托，轉(zhuǎn)變物理知識的呈現(xiàn)形式，激活學(xué)生的課堂參與動(dòng)能性，進(jìn)而提升物理教學(xué)的效果。對比一般的情境教學(xué)，核心情境教學(xué)的真實(shí)度、全面度、教材契合度、學(xué)生參與度進(jìn)一步提升，整個(gè)物理教學(xué)圍繞一系列的核心情境展開，學(xué)生在充分參與和體驗(yàn)中，獲得物理學(xué)科必備品格和關(guān)鍵能力的發(fā)展。

探究性學(xué)習(xí)是對傳統(tǒng)知識性學(xué)習(xí)的升級，是推動(dòng)物理教學(xué)從知識本位向素養(yǎng)本位躍遷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。物理課堂上引入探究性學(xué)習(xí)，學(xué)生不再是被動(dòng)的知識接受者，而是以主動(dòng)的姿態(tài)參與物理活動(dòng)，在自主探索與小組合作中生成感悟，完成物理知識的建構(gòu)過程。探究性學(xué)習(xí)的開展符合課程改革的要求，是發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要幫手。

核心情境下的物理探究性學(xué)習(xí)一般包含“創(chuàng)設(shè)情境—科學(xué)探究—應(yīng)用拓展—總結(jié)反思”四個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（圖1），學(xué)生對應(yīng)地在四個(gè)環(huán)節(jié)中獲得“興趣激活、知識建構(gòu)、概念辨析、認(rèn)知升華”四種學(xué)習(xí)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)知識、技能、方法、情感的綜合培育。核心情境下物理探究性課堂的實(shí)現(xiàn)可以釋放學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，重塑師生之間的關(guān)系，使“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”教學(xué)理念的要求落到實(shí)處、產(chǎn)生實(shí)效，營造和諧、有機(jī)、靈動(dòng)的初中物理課堂學(xué)習(xí)氛圍。

二、依托核心情境的初中物理探究性教學(xué)路徑芻議——以“光的反射”一課的教學(xué)為例

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

1.教材分析

“光的反射”是滬科版八年級第四單元“多彩的光”中的第一課，是學(xué)生在初中階段首次接觸到光學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。本課包含“光的神奇”“光的傳播”“光的反射定律”三部分內(nèi)容，其中的重點(diǎn)與難點(diǎn)是學(xué)生對光的反射定律的認(rèn)識與理解。本課內(nèi)容涉及較多物理概念與規(guī)律，且與實(shí)際的生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切。對比傳統(tǒng)教學(xué)模式，依托核心情境的物理探究性教學(xué)的開展，更有助于學(xué)生把握知識本質(zhì)，幫助學(xué)生搭建起知識體系。

2.學(xué)情分析

八年級學(xué)生已經(jīng)具備一定的生活經(jīng)驗(yàn)且活潑好學(xué)，對未知事物充滿好奇心。學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課上已經(jīng)對光學(xué)相關(guān)內(nèi)容有所涉獵，初步建立起了光線模型，且通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，對軸對稱知識也有了一定的認(rèn)識。經(jīng)過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對光的認(rèn)識從感性逐步走向理性，對數(shù)學(xué)工具與物理世界之間的關(guān)系形成了更加深刻的認(rèn)知。

（二）教學(xué)實(shí)踐

1.創(chuàng)設(shè)情境，利用核心情境激發(fā)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)的欲望

（1）科學(xué)史引入

光是一種重要的自然現(xiàn)象，人類接收90%的外界信息是通過眼睛實(shí)現(xiàn)的。光學(xué)的研究有上千年的歷史，在科學(xué)實(shí)踐中人們對光的認(rèn)識不斷深入，最終發(fā)展成為現(xiàn)代光學(xué)理論。考慮到本課是學(xué)生第一次在中學(xué)接觸光學(xué)內(nèi)容，本課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)筆者選擇引入科學(xué)史來調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的熱情，幫助學(xué)生快速進(jìn)入課堂狀態(tài)。

光的相關(guān)研究最早可以追溯到春秋戰(zhàn)國時(shí)的墨家學(xué)派，《墨經(jīng)》中記錄了光的直線傳播、鏡面上光的反射等一系列光學(xué)現(xiàn)象。古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德的著作《反射光學(xué)》中明確給出了光的反射定律。阿拉伯學(xué)者阿爾哈增首先認(rèn)識到人眼并不是光源，所有光線都來自太陽。科學(xué)史料的補(bǔ)充不僅豐富了學(xué)生的光學(xué)知識，更有助于他們在樹立起民族文化自豪感的同時(shí)，形成跨文化思考的意識。

（2）核心情境的建構(gòu)

“激光槍打靶”是本課的核心情境，后續(xù)教學(xué)均緊密圍繞這一情境展開，串聯(lián)起本課所有知識內(nèi)容。學(xué)生代表依次走上講臺(tái)，使用激光筆對準(zhǔn)移動(dòng)靶面進(jìn)行射擊，教師不斷為學(xué)生切換介質(zhì)（裝滿水的杯子、玻璃磚等），引導(dǎo)學(xué)生探索光在均勻介質(zhì)中傳播所具有的性質(zhì)，然后安排學(xué)生以小組為單位嘗試用簡潔的圖像對光的傳播路徑進(jìn)行描述。在小組討論中，學(xué)生自主使用直線與箭頭完成了對真實(shí)世界情境的抽象，物理素養(yǎng)得到很好的發(fā)展。整個(gè)情境建構(gòu)過程實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的充分參與，使他們在實(shí)踐中形成了對光的初步認(rèn)知，為后續(xù)教學(xué)的開展做好了鋪墊。

教師此時(shí)增加游戲難度，用不透明的障礙物擋住靶點(diǎn)（圖2）。學(xué)生在組內(nèi)展開激烈討論，分析如何才能夠繞開障礙物命中目標(biāo)，教師在講臺(tái)上拿出一面鏡子進(jìn)行展示，輔助學(xué)生思考。最先想出解決辦法的小組代表上臺(tái)將鏡子放在障礙物的下方，利用光的反射原理，成功越過障礙物。教師讓先射中的同學(xué)發(fā)表獲獎(jiǎng)感言，談?wù)勛约菏侨绾巫龅降模瑥闹杏挚偨Y(jié)出了哪些經(jīng)驗(yàn)。該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從“光的傳播”教學(xué)向“光的反射定律”教學(xué)的自然過渡，以問題情境激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，教師適當(dāng)“留白”，給予學(xué)生充分表達(dá)的空間，使學(xué)生在探究中對反射定律以及鏡面反射和漫反射之間的差別均有了一定認(rèn)識。

2.科學(xué)探究，在實(shí)踐中自主完成物理知識的建構(gòu)

探究性學(xué)習(xí)包括理論探究與實(shí)踐探究兩大部分，完整探究性學(xué)習(xí)的開展需要教師將兩者結(jié)合，給予學(xué)生更加充分的思考問題與實(shí)踐摸索空間，讓課堂上灑滿學(xué)生智慧的火花。第二階段的探究性學(xué)習(xí)，目的在于使學(xué)生掌握入射角、反射角、入射光線、反射光線、法線等基本概念，形成對光的反射定律的完整認(rèn)識。35216F06-0107-4ED3-9145-CD5F1052E012

教師基于上一階段的核心情境實(shí)驗(yàn)，給出光的反射圖像，并為學(xué)生提供入射角、入射光線、入射點(diǎn)、反射光線、反射角、法線等概念，要求學(xué)生嘗試對號入座，將對應(yīng)概念標(biāo)注在光的反射圖像中，后在組內(nèi)進(jìn)行交流，分享自己的看法，學(xué)習(xí)他人的想法。這一過程的學(xué)習(xí)屬于理論探究，學(xué)生在教師所給出的輔助信息的指導(dǎo)下，獨(dú)立自主地完成本課基礎(chǔ)的概念認(rèn)識過程，這對發(fā)展學(xué)生的物理思維有重要價(jià)值。除法線外，本課的大部分概念理解起來難度并不大，將以往的教師講授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的自主消化，不僅給予了學(xué)生更大的探索空間，還有助于加深他們對概念的認(rèn)識。針對法線這一概念，筆者在教學(xué)時(shí)會(huì)讓學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系數(shù)學(xué)中所學(xué)習(xí)的“對稱軸”，這樣學(xué)生的自主探究得到了進(jìn)一步的補(bǔ)充。

教師為學(xué)生提供光源、平面鏡、可轉(zhuǎn)折的光屏等實(shí)驗(yàn)器材，安排他們進(jìn)行實(shí)踐探究，并給出問題鏈進(jìn)行引導(dǎo)：“何種情況下入射光與反射光會(huì)重合？當(dāng)兩者不重合時(shí)入射角與反射角有怎樣的關(guān)系？旋轉(zhuǎn)反射光線的光屏一定角度后，還能觀察到反射光嗎？”各小組在問題的引領(lǐng)下，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)踐探究，在探究中自主歸納出光的反射規(guī)律。問題鏈的存在使學(xué)生的實(shí)踐探究有了方向，為學(xué)生的思考提供了啟迪，幫助學(xué)生在沒有教師詳細(xì)指導(dǎo)的情況下也能根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出光的反射規(guī)律。

3.應(yīng)用拓展，豐富情境辨析認(rèn)知

（1）集熱塔發(fā)電實(shí)例

從游戲情境向社會(huì)真實(shí)生活情境的過渡有助于學(xué)生認(rèn)識到物理知識與社會(huì)發(fā)展之間的密切關(guān)系，深化學(xué)生對本課時(shí)內(nèi)容的認(rèn)識。筆者將“集熱塔光熱發(fā)電”的真實(shí)情境引入課堂，安排學(xué)生使用本課時(shí)所學(xué)的知識，分別為圖3（a）、圖3（b）、圖3（c）畫出入射光線、反射光線與平面鏡，補(bǔ)充完整光路圖，使集熱塔能成功收集到太陽光。在此教學(xué)過程中，學(xué)生將在課堂上所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際問題中，認(rèn)識到伴隨著每天太陽光線的變化，集熱塔的定日鏡也要隨之不斷調(diào)整，而確定調(diào)整角度背后所應(yīng)用的科學(xué)知識便是光的反射定律。

（2）鏡面反射與漫反射認(rèn)識

教師在多媒體上播放視頻“城市的光污染”，然后重歸核心情境，使用磨砂玻璃作為介質(zhì)，安排學(xué)生再次進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)打靶不能成功，但多了許多光斑，教師以此引出漫反射的概念，并與光污染中的鏡面反射進(jìn)行對比。學(xué)生結(jié)合教材知識內(nèi)容自行畫出漫反射與鏡面反射的光路圖像，以小組為單位探討漫反射與鏡面反射在實(shí)際生活中的應(yīng)用與危害。

4.總結(jié)反思，搭建物理知識體系框架

在課堂的尾聲，教師首先同學(xué)生一起結(jié)合板書，回顧“激光打靶”的核心情境內(nèi)容，反思本課時(shí)所用到的物理概念與定律。然后對學(xué)生進(jìn)行分組，每組學(xué)生獨(dú)立繪制本課的思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖具有直觀、條理化的特點(diǎn)，繪制的過程有助于學(xué)生搭建起物理的知識體系框架，升華對本課時(shí)內(nèi)容的認(rèn)識。最后各小組代表上臺(tái)展示本小組成果，學(xué)生間彼此借鑒，共同學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

三、結(jié)束語

依托核心情境的探究性物理教學(xué)有助于提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。在教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合本班學(xué)生的實(shí)際能力，深入鉆研教材內(nèi)容，使核心情境教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)融入物理教學(xué)的日常環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在長期的滋養(yǎng)中體悟物理之美，認(rèn)識到物理學(xué)科的價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鈄方健.高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)視域下課堂情境教學(xué)[J].物理教學(xué)，2019，41（2）：7-10，22.

[2]樸瑞波.試析探究性學(xué)習(xí)在中學(xué)物理教學(xué)中的運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2012（14）：172.

[3]黃鵬.基于探究式教學(xué)提升學(xué)生核心素養(yǎng)——以初中物理“光的折射”為例[J].物理教師，2018，39（10）：34-37.35216F06-0107-4ED3-9145-CD5F1052E012