基于物理核心素養(yǎng)的“進(jìn)階式問題驅(qū)動”教學(xué)探索

王如明

【摘要】基于物理核心素養(yǎng)的“進(jìn)階式問題驅(qū)動”教學(xué)探索，介紹學(xué)習(xí)進(jìn)階、進(jìn)階式問題驅(qū)動等名詞，同時以平面鏡成像一節(jié)教學(xué)實踐為例，闡述基于物理核心素養(yǎng)的“進(jìn)階式問題驅(qū)動”教學(xué)，并從物理核心素養(yǎng)的四個要素來闡述促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展實踐探索和思考.

【關(guān)鍵詞】初中物理；核心素養(yǎng)；進(jìn)階式問題驅(qū)動

物理教學(xué)不僅要傳授物理知識，更要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會思考問題的方法和解決問題的能力，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).也就是要讓學(xué)生通過物理學(xué)科的學(xué)習(xí)獲得適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力［1］.

學(xué)生的學(xué)習(xí)需要經(jīng)過許多個不同的“階”，一個個連續(xù)的“階”將學(xué)習(xí)的起點和終點連接起來［2］.進(jìn)階式問題驅(qū)動可以表述如下：基于學(xué)生的已有認(rèn)知水平和課程標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)過程中圍繞物理核心概念、重要規(guī)律或科學(xué)探究主題，創(chuàng)設(shè)具有物理特色的教學(xué)情境，設(shè)計出連貫的、逐級遞進(jìn)的問題鏈，以進(jìn)階問題為學(xué)生學(xué)習(xí)搭建攀升的“臺階”，搭建一條“清晰”的學(xué)習(xí)路徑，驅(qū)動學(xué)生的認(rèn)知思維向著更高的水平逐級前進(jìn).

下面以人教版八年級物理上冊“平面鏡成像”為例，談一談基于物理核心素養(yǎng)的“進(jìn)階式問題驅(qū)動”的教學(xué)探索.

1 進(jìn)階分析

1.1 進(jìn)階起點分析

對于平面鏡成像現(xiàn)象學(xué)生已有豐富的感性認(rèn)識，但他們已有的認(rèn)識中還有很多的錯誤.比如，物體離平面鏡越遠(yuǎn)像越大，物體離平面鏡越近像越小；平面鏡成的像是光實際會聚形成等.光的直線傳播和光的反射定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)為學(xué)生探究平面鏡成像的學(xué)習(xí)積累了一定的“學(xué)習(xí)經(jīng)驗”，所以本節(jié)的學(xué)習(xí)過程中需要教師為學(xué)生搭建較好的學(xué)習(xí)進(jìn)階“臺階”，讓學(xué)生通過觀察、探究、討論等多種方式參與學(xué)習(xí)，才能落實本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo).

八年級的學(xué)生，喜歡動手，好奇心強，對探究有濃厚的興趣，但是很多學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的能力，動手能力也比較差，所以探究任務(wù)需要通過老師的指導(dǎo)和小組合作才能完成.

1.2 進(jìn)階終點目標(biāo)

通過實驗探究總結(jié)得出平面鏡成像的特點；通過實驗探究理解等效替代法的思想；會利用平面鏡成像的特點解釋解決生活中的簡單問題.

1.3 進(jìn)階層級預(yù)設(shè)

1.4 進(jìn)階策略預(yù)設(shè)

學(xué)生要正確認(rèn)識平面鏡成像的特點，澄清錯誤認(rèn)識，必須要對平面鏡成像的特點進(jìn)行實驗探究.以生活中照鏡子現(xiàn)象引入新課，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，通過照鏡子的再次體驗，提出與物理有關(guān)的問題，對問題進(jìn)行猜想，猜想后再討論設(shè)計實驗方案、進(jìn)行探究、分析實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象.總結(jié)結(jié)論、利用評估交流環(huán)節(jié)對實驗過程出現(xiàn)的一些問題、解決的方法進(jìn)行研討.整個教學(xué)設(shè)計和安排讓學(xué)生經(jīng)歷探究的完整過程，為以后獨立探究學(xué)習(xí)“積累經(jīng)驗”.

本課的重點是：在設(shè)計和探究的過程上，怎樣比較像與物的大小→找一個跟物體完全相等的物體（替代物）與像比較大小→怎樣才能同時觀察到像與替代物→把平面鏡換成玻璃板，通過有針對性地引導(dǎo)和思考來提高學(xué)生思維的縝密性，讓學(xué)生學(xué)會思考問題的方法［3］.

2 教學(xué)實踐及分析

2.1 發(fā)現(xiàn)問題

創(chuàng)設(shè)情境：讓學(xué)生利用桌上的平面鏡觀察自己在鏡中的像，當(dāng)遠(yuǎn)離和靠近平面鏡時，觀察自己的像大小和位置有什么變化.提出問題：平面鏡成像時，像的大小、位置與物體的大小和位置有什么關(guān)系呢？

分析 新課標(biāo)的基本理念提倡“從生活走向物理”，物理的教學(xué)應(yīng)貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生的認(rèn)知特點，激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［4］.用在課堂上照鏡子來引發(fā)學(xué)生對平面鏡成像特點的思考，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性又為學(xué)習(xí)新知做好準(zhǔn)備，引導(dǎo)學(xué)生對日常的物理現(xiàn)象進(jìn)行更深層次的思考.

2.2 做出猜想

問題 通過照鏡子活動和生活經(jīng)驗，你能不能猜一猜平面鏡成像的特點？學(xué)生猜想：平面鏡成像時，人靠近平面鏡時像變大，人遠(yuǎn)離平面鏡時像變小；像的位置會隨著人遠(yuǎn)離而遠(yuǎn)離，隨著人靠近而靠近.

分析 學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗感覺平面鏡成像時“近大遠(yuǎn)小”“物近像近，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)”的猜想，教師追問學(xué)生做出猜想的依據(jù)，對學(xué)生提出的猜想先不急于給出評價.

2.3 設(shè)計實驗

猜想是否正確，需要用實驗來進(jìn)行驗證，怎樣設(shè)計實驗?zāi)兀吭O(shè)計實驗前還有幾個問題需要解決：

問題一 平面鏡成像的位置在哪？大部分學(xué)生認(rèn)為平面鏡成的像在鏡子里.

教師通過演示“澆不滅的蠟燭火焰”實驗來幫助學(xué)生解決平面鏡成像在哪里的問題.

問題二 怎樣確定像的位置？平面鏡雖然能成清晰的像，但成在鏡后的像位置怎么確定呢？

問題三 怎樣比較像與物的大小關(guān)系？

可以用一個和物體相同的物體放到觀察到的像的位置進(jìn)行比較.

解決了以上三個問題后，讓學(xué)生分組討論實驗需要什么器材？如何進(jìn)行實驗？討論完成后再進(jìn)行交流展示，確定實驗方案.

分析 學(xué)生的設(shè)計實驗?zāi)芰π枰叭辗e月累”有意識地培養(yǎng)，學(xué)生的實驗設(shè)計不是“胡思亂想”，應(yīng)該有設(shè)計方向的引領(lǐng)和指導(dǎo).通過實驗設(shè)計前進(jìn)階段問題的引領(lǐng)思考討論，澄清了學(xué)生的認(rèn)識，也使得學(xué)生的實驗設(shè)計有了明確的方向.

2.4 實驗探究

通過學(xué)生的討論，得出實驗器材選用玻璃板、兩個相同的物體（一對相同的跳棋子、一對相同的電池，一對相同的蠟燭……），坐標(biāo)紙、刻度尺.還有哪些需要注意的事項呢？讓學(xué)生理解為了便于找到像的位置，通過播放“實驗器材如何組裝”的微課，應(yīng)該保證玻璃板和坐標(biāo)紙垂直，所以還需要有三角板.

分析 對于八年級的學(xué)生來說，探究實驗從設(shè)計到實驗都有許多困難，這就需要教師精心為學(xué)生開展探究實驗搭建起較為適宜的“進(jìn)階”臺階，通過進(jìn)階問題驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能夠沿著正確的方向進(jìn)行.

2.5 分析論證

學(xué)生實驗結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，選取不同的小組發(fā)言交流實驗數(shù)據(jù)，匯報實驗得出的初步結(jié)論，借助實物投影展示.

分析 這一環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生小組的作用，給予學(xué)生一定的空間，讓學(xué)生通過交流展示相互學(xué)習(xí)實驗數(shù)據(jù)的處理和分析方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力，通過數(shù)據(jù)總結(jié)歸納的能力.

2.6 交流評估

前面的探究實驗學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究過程，找到了平面鏡成像的特點，澄清了日常生活中對平面鏡成像的一些錯誤認(rèn)識，實驗探究過程中遇到哪些問題呢？又是怎樣解決的呢？請學(xué)生暢所欲言，共同交流.

分析 通過交流，再現(xiàn)學(xué)生探究過程存在的問題，如玻璃板與坐標(biāo)沒有紙垂直時，不能做到像和物完全重合，測量像距和物距時，沒有選擇好標(biāo)注的參照點等問題.通過交流和評估讓學(xué)生的思維進(jìn)行碰撞，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，在交流中相互學(xué)習(xí)，在思維碰撞中得到提高.

通過探究，學(xué)生知道了平面鏡成像特點，也澄清了許多日常生活中的錯誤認(rèn)識，那學(xué)生是否想過：平面鏡為什么會成像呢？平面鏡所成的像是由實際光會聚而成的嗎？接著教師出示平面鏡成像的光路圖，和小孔成的像做對比，小孔成像是實像，平面鏡成像就應(yīng)該叫虛像.教學(xué)至此，平面鏡成像的特點全部得出，同時也弄清了平面鏡成像的原理—光的反射.

3 “進(jìn)階式問題驅(qū)動”促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展

3.1 促進(jìn)學(xué)生物理觀念的形成

物理核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價值的體現(xiàn)，也是學(xué)生通過物理課堂學(xué)習(xí)過程逐步形成的.教學(xué)中教師要創(chuàng)設(shè)與生活密切聯(lián)系的教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，并讓學(xué)生通過科學(xué)探究和思維加工，形成正確的物理觀念.

本節(jié)課的教學(xué)中采用進(jìn)階式問題驅(qū)動的方法為學(xué)生形成物理觀念搭建了較好的平臺.進(jìn)階式問題的設(shè)計為學(xué)生順利完成探究實驗和形成平面鏡成像的正確認(rèn)識搭建了較好的“腳踏點”，也為學(xué)生形成正確的物理觀念打下了堅實的基礎(chǔ).

3.2 促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的提升

人教版教材對于探究平面鏡成像實驗的探究實驗中只是說用一塊玻璃板作為平面鏡來試驗，可為什么要用玻璃板來進(jìn)行實驗?zāi)兀拷滩闹袥]有任何交代，這必將給學(xué)生造成困擾，明明平面鏡成像清晰明亮為什么用成像不怎么清晰的玻璃板來實驗?zāi)兀克裕骄科矫骁R成像實驗之前，筆者通過以下的教學(xué)策略來解除學(xué)生的疑惑：演示平面鏡能成蠟燭清晰的像后，提問：平面鏡成像在哪里？學(xué)生答：在平面鏡里.真的在平面鏡里嗎？再演示“澆不滅的火焰”，通過觀察學(xué)生發(fā)現(xiàn)：平面鏡成像在鏡后，弄清了成像的位置后，再思考：怎樣確定成在鏡后的像的位置呢？需要玻璃鏡要透光，也就是要把平面鏡的涂層刮掉一部分，這樣既能成像還能觀察到鏡后的“世界”，用一個物體放到鏡后去就能確定像的位置了.所以要想確定鏡后像的位置，需要將平面鏡的涂層刮掉，也就是用玻璃板來代替平面鏡成像可以確定像的位置.通過進(jìn)階式問題的引領(lǐng)讓學(xué)生明白了用玻璃板替代平面鏡的目的，也促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)思維的提高，達(dá)到了知其所以然的目的.用相同的蠟燭來替代像也是同樣的思路.

3.3 促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的提高

“科學(xué)探究”是物理核心素養(yǎng)的核心部分，它是學(xué)生學(xué)習(xí)物理過程中探索和了解自然的主要方法.本節(jié)的探究活動主要是探究平面鏡成像的特點中像和物的大小、位置的關(guān)系.從提出問題到得出結(jié)論，探究環(huán)節(jié)緊湊，環(huán)環(huán)相扣.明確了成像位置、如何確定像的位置、怎樣比較像和物的大小的問題之后，筆者讓學(xué)生自己選擇實驗器材、設(shè)計實驗方案后再進(jìn)行分組探究，最后處理實驗數(shù)據(jù)，交流得出平面鏡的成像的特點，既提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力，又讓學(xué)生像科學(xué)家一樣體驗了科學(xué)探究的過程［5］.

3.4 促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的形成

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵品格，對于學(xué)生形成正確的價值觀和社會責(zé)任感有重要的價值.要讓學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度和價值觀，教師在課堂教學(xué)過程中要有正確的態(tài)度和責(zé)任心，要尊重客觀事實，尊重學(xué)生，為學(xué)生構(gòu)建積極有序的課堂學(xué)習(xí)氛圍.

4 結(jié)語

本節(jié)課的教學(xué)中，筆者以三個進(jìn)階核心問題引領(lǐng)，在三個核心問題的引領(lǐng)下每個核心問題下又通過進(jìn)階子問題展開學(xué)習(xí)，整個教學(xué)過程注重了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升，較好地落實了物理課標(biāo)的教學(xué)要求.

參考文獻(xiàn)：

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［3］魏洪軍.科學(xué)探究平面鏡成像教學(xué)設(shè)計［J］.中學(xué)物理，2022（8）52-55.

［4］陳國榮.初中物理教學(xué)生活化的認(rèn)識與實踐［J］.學(xué)周刊，2017（31）29-30.

［5］王永剛.基于問題鏈的初中物理實驗教學(xué)設(shè)計——以“探究平面鏡成像的特點”為例［J］.物理之友，2022（5）：48-50.