基于學生經驗的物理發現教學淺探

孫華露

[摘 要]學生經驗既包括學生已有的經驗，也包括學生在嘗試做的過程中不斷生成、更新的經驗。在物理教學中，應設計能激活學生經驗的問題情境，組織能生長經驗的探究活動，解決能應用經驗的實踐問題，使學生的經驗在激活、遷移和改造中不斷生長，引導學生自主發現問題并嘗試解決問題，促進知識內化學習和科學素養的提升。

[關鍵詞]學生經驗;自主發現;初中物理

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2020）20-0036-02

一、學生經驗與自主發現教學

當前，越來越多的教師注意到學生經驗在教學中的重要性，學生的經驗并不單單是指學生已有的知識、技能、方法等，也是學生在嘗試做的過程中不斷更新、遷移以及重構的知識、技能與方法。物理課程標準明確了“義務教育階段的物理課程不僅應重視科學知識的傳授和技能的訓練，而且應該注重對學生學習興趣、探究能力、創新意識以及科學態度、科學精神等方面的培養”。筆者在初中物理教學實踐中發現：關注學生經驗的自主發現教學不失為一種很有效的教學方式，在學生經驗的激活、遷移和改造中能使學生的科學思維得到訓練，科學素養得到提升，在初中物理規律教學中表現效果更佳。

所謂自主發現教學，就是在教學過程中，教師為學生提供素材并創設問題情境，引導學生獨立發現問題并解決問題的教學方式，讓學生在自主發現的過程中，獲得知識與技能，掌握解決問題的方法，提高學生的科學素養。教學中學生不是知識的被動接受者，教師要調動學生的學習積極性，激發學生的學習興趣。要做好這一點，就需要教師重視學生的原有經驗，在原有經驗的基礎上創設情境激活學生經驗，通過自主探究活動遷移經驗，最后通過自省自悟完成經驗的生長。

下面以蘇科版八年級上冊“光的折射”的教學為例，對基于學生經驗的自主發現教學策略進行初步探究與分析。

二、基于學生經驗的自主發現教學分析

1.激活經驗，引發沖突，創設發現情境

筆者在“光的折射”教學中利用井底之蛙的實驗情境引入課堂教學，用攝像頭代表青蛙的眼睛，玻璃杯代表井，未在玻璃杯中裝水的時候，從攝像頭看到屏幕上只有一輪月亮，加水后月亮周圍多了一圈星星。接著問學生：“加水后看到什么現象？這個現象是光的直線傳播導致的嗎？這個現象是光的反射導致的嗎？”

設計意圖：學生已經具有了光的直線傳播和光的反射的經驗，加水前后的教學情境既激活了學生關于光現象的經驗，也引起了學生的自主思考，發現這里有兩種介質，攝像頭在水下，月亮和星星在空中，此時光的傳播既不是直線傳播，也不是光的反射。有了這個認知沖突，學生發現這是另一種光現象，為新課題的學習做好了經驗鋪墊。

2.生長經驗，實驗探索，設計發現活動

（1）認識光的折射現象

首先設計三個小實驗認識光的折射：一束激光在空氣中沿直線傳播，加一個三棱鏡后，光的傳播方向發生了偏折（如圖1）;激光射入水中后發生了偏折（如圖2）;激光穿過玻璃磚也發生了偏折（如圖3）。

設計意圖：學生已經具備了“光沿直線傳播是有條件的”這一知識經驗，這里通過直觀的現象豐富學生對光現象的認知，讓學生認識到光在不同種介質之間傳播時，方向會發生改變，最后通過小組合作自主討論初步得到的光的折射現象的定義，并把觀察到的現象用光路圖畫出來。

（2）介紹光的折射術語

結合光的反射學習經驗，嘗試對光的折射術語進行命名，實現知識經驗的遷移與生長。

設計意圖：學生在學習光的反射規律時已經知道了相關術語，只需將原有經驗激活，并讓學生自主學習將原有經驗進行遷移，光的折射的相關術語很容易得出，學生在自主學習中思維得到啟發，使獲得的知識印象更深刻，同時學生知道了在光的折射定律的學習中可以借助光的反射的學習經驗，為后面折射規律的探究打下基礎。

（3）探究光的折射規律

回憶光的反射定律，請學生思考：光反射的特點在光折射的過程中是否仍然滿足？學生猜想后，利用學習光的反射時獲得的經驗進行實驗設計，學生分別對三線共面問題、兩線分居問題、兩角關系問題進行驗證（如圖4）。

設計意圖：將原有光的反射規律中三線共面的學習經驗遷移到光的折射規律的探究中;在研究兩線分居問題時，分別讓光從玻璃磚左上方和右上方入射，觀察折射光線的位置分布情況，鼓勵學生多嘗試幾個位置，學生從直接經驗中很容易得到折射光線與入射光線仍然是分居法線兩側，同時有的小組會發現垂直入射時光線的傳播方向沒有發生改變，這與前面獲得的光的折射定義有沖突，說明之前獲得的經驗是不完整的，學生對原有的經驗進行重構后，不難得出光從一種介質斜射入另一種介質時傳播方向會發生改變的正確結論;在研究兩角關系時，學生將實驗數據填入表1中，在總結時請各小組分享自己的數據，并嘗試總結發現規律。為了使結論具有普遍性，還應該在多種透明介質間多次實驗，如探究光從空氣進入水中和從水中進入空氣中時是否也滿足上述規律。

3.知行合一，應用經驗，活用發現的規律

應用環節設計兩個活動：一是體驗硬幣重現趣味學生活動，并用所學知識解釋;二是解釋本課開始時的引入情境。

設計意圖：解釋生活現象時，一方面需要激活學生的生活體驗，另一方面需要喚醒學生的學習經驗，讓學生把已經獲得的學習經驗和生活體驗相結合，升華經驗，發展科學思維，真正做到知行合一。解釋硬幣重現現象時，引導學生對光路進行分析，激活學生在學習光的直線傳播時獲得的光路的經驗，同時生長學生剛剛獲得的光的折射的經驗，光從水中進入空氣中折射角大于入射角。將加水后新的光路畫出來，視線順著折射光線看過去，看到折射光線的反向延長線會聚一點，且該點在實際物體的上方，我們后來實際看到的是折射形成的虛像;解釋加水后青蛙視野范圍變大的現象時，學生利用探究獲得的經驗，光從空氣進入水中折射角小于入射角，再次畫出光路圖，相同的折射光線進入眼睛，加水后入射光線范圍增大了，所以井底的青蛙看到的范圍擴大了。通過硬幣重現和井底青蛙看到的范圍更廣的兩個情境，再次激活了學生本節課獲得的經驗，引起學生思考，再用所學知識分析情境，升華經驗，加深學生對知識的理解，最后知行合一，由現象到本質，由知識到應用，在經驗的不斷激活、遷移中提升學生的科學思維能力，在不斷自我發展中提高學生的自我學習能力。