深度學習理念下的初中物理問題鏈設計研究
——以“光的反射”教學為例

朱曉洪

(江蘇省江陰市教師發展中心,江蘇 江陰 214400)

1 引言

深度學習是一種基于理解的學習，是指學習者以發展高階思維和解決實際問題為目標，以知識整合為內容，積極主動學習新的知識和方法，并將它們融入原有的認知結構中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的一種學習。深度學習發生的特征包括聯想與結構、活動與體驗、本質與變式、遷移與應用等。

學習者問題的解決和思維的發展離不開教師的指導，提問是一種重要的教學方式，問題鏈是教師為實現特定的教學目標，根據學生的認知水平和學習經驗，把教材知識轉化為一連串有主題指向的問題群。

筆者以蘇科版初中物理教材中“光的反射”教學為例，通過問題鏈的設計，鋪設臺階，引起學生思考，促進學生的深度思維。

2 創設情境，利用問題鏈引入課題

創設合理的教學情境，利用問題鏈回顧舊知識引入課題，有利于引起學生的認知沖突和有意注意，讓學生迅速投入課堂學習。

片段1：打靶游戲

問題1：光在同種均勻介質中是怎樣傳播的？請你用光射中黑板上的“光頭強”。

問題2：光在傳播過程中遇到不透明的物體會怎樣？

問題3：不準直接照射，想辦法讓光再次射中“光頭強”，請兩位同學來比一比，看誰先射中。

安全提醒：在本節課實驗中注意激光不能射向人眼!

評析：學生已經學過“光的直線傳播”，對光的直線傳播有了一定的認識。利用游戲引入新課，在復習舊知識的同時，也會使學生有親切感，同時引出新的問題。學生對用鏡子反射來射中物體有一定的生活經驗，通過比賽激發學生的競爭意識，同時也為引入光的反射作鋪墊。

3 抓住核心問題，初步體驗光的反射

物理教學離不開實驗，通過問題引領，幫助學生設計實驗，有利于培養學生設計實驗的能力和思維能力。

片段2：初步體驗反射，引出關于反射的名詞

教師介紹并演示光的反射，讓學生記錄光路，建構入射光線、反射光線、入射點的概念。

問題1：在什么情況下入射光與反射光重合？

問題2：當入射光從與反射光重合的位置偏轉一定角度時，反射光的方向怎樣變化？它們可能有什么關系？

教師展示入射光與反射光重合的位置，告訴學生這就是法線的位置，并介紹法線。閱讀書本，教會學生辨別入射角和反射角。

評析：問題1和問題2是本片段的核心問題，學生在打靶游戲中必須要借助煙霧才能看見光在空氣中的傳播路徑，而且不是很清楚。教師在學生最需要的時候給出分光器，讓每位同學都能很清楚地看到入射光和反射光，記錄光路，再介紹入射光線、反射光線和入射點的概念。教師通過問題引導學生嘗試自己去選擇、安裝實驗器材，解決問題1和問題2，為探究光的反射規律奠定基礎。

片段3：建立模型，提出猜想

教師讓學生用彩色竹簽表示入射光線、反射光線和法線。

教師展示幾組學生的插竹簽情況，提出問題1：為什么這么插？哪根表示入射光線、哪根表示法線、哪根表示反射光線？你發現它們可能有什么關系？

教師展示插在不同點的竹簽，提出問題2：這樣插有什么問題？

教師取一張硬紙板和2組彩色竹簽，一組竹簽在同一平面內，一組竹簽不在同一平面內(如圖1)，提出問題3：我把紙板放在彩色竹簽后面，會出現上述兩種情況，那么反射光線、入射光線、法線在不在同一平面內？

圖1

評析：片段3中的問題2給學生提供一種教學提示，讓學生在實驗中用彩色竹簽建立模型。教師通過對建立的模型提出問題，引起學生思考，并達成探究目標：反射光線、入射光線、法線是否在同一平面內？反射光線、入射光線是否分居法線兩側？反射角和入射角的大小可能有什么關系？

4 深度體驗光的反射，利用問題歸納總結

教師通過問題，引導學生對物理現象的觀察、分析和描述，建立物理概念或物理規律，有利于培養學生的觀察能力、分析問題能力以及總結歸納能力。

片段4：實驗探究，得到光的反射定律

教師介紹實驗器材，讓學生展示安裝好的器材，并進行實驗。

問題1：入射角為多少度？反射角為多少度？

問題2：入射光線在哪里？反射光線在哪里？

學生總結：反射光線、入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角。

教師提供的紙板是可以折疊的，建議學生嘗試折一折，學生進行實驗。

問題3：你看到了什么？

問題4：把紙板往后折，紙板上看不到反射光，那反射光去哪里了呢？

學生重新拿個紙板放在同一平面的位置，看到了反射光線。

教師解釋：紙板往后折，這時兩個紙板不在同一平面。當把紙板放在與它(有入射光的紙板)同一平面，我們看到了反射光。說明反射光線沒有消失，它一直在這里，反射光線、入射光線和法線在同一平面內。

師生總結光的反射定律，讓學生用光的反射定律修正建立的模型。

問題5：剛才光線從AO入射，反射光線是OB，若是光線從BO入射，反射光線在哪里呢？請前后兩組同學用兩只激光筆配合試一試，學生進行實驗。

評析：教師通過問題引導學生觀察實驗現象并思考，總結歸納出：“反射光線、入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角”，但是學生沒有自主設計實驗，得到反射光線、入射光線、法線在同一平面內。教師通過語言提示，讓學生把紙板往后折，觀察現象，得出結論，從而總結出光的反射定律。

片段5：光的反射定律的應用

問題1：這里有兩束光，它的發光點在哪里？

問題2：有一支蠟燭，發出兩束光，射到平面鏡上，發生了什么？

問題3：如何畫出它的反射光線？

問題4：如果只有這兩條光線，它的發光點在哪里？這是真的發光點嗎？它其實是什么？

評析：通過問題鏈的設計，激發學生的思維，讓學生應用光的反射定律作圖，探尋人眼看到平面鏡成像的原因，深化對光的反射定律的認識。

5 實驗演示，利用問題鏈分析歸類

分類是指按照事物的性質來劃分類別，通過活動中觀察到的不同的實驗現象，根據實驗現象對反射進行分類，得到不同的反射的類型。

片段6:反射的分類

創設情境：我們能看到發光的物體，也能看到發光物體在平面鏡中成的像，但生活中更多的是不發光的物體，你又是怎樣看到它們的呢？

問題1：用強光手電筒照亮鑲有鏡子的白色泡沫塑料，你看到了什么？手電筒發出的光射向平面鏡和泡沫塑料都發生了反射，為什么看到的現象不同？

問題2：請摸一下泡沫塑料和鏡子表面，兩者有什么不同？

教師解釋：不同的物體表面對光的反射是有差異的。

問題3：平行光射向鏡子表面，你看到了什么？

問題4：平行光射到粗糙的、凹凸不平的物體表面上呢？

教師解釋：光射到粗糙的、凹凸不平的物體表面上產生的反射叫漫反射，由于反射光射向各個不同的方向，我們能在各個方向上看見本身不發光的物體。鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。

評析：通過演示實驗，讓學生感受到不同物體表面對光的反射是有差異的，再通過演示實驗讓學生切實感受到平行光照到不同的物體上時發生的反射不同，有鏡面反射和漫反射之分。

6 結語

問題是思維的源泉，問題鏈的設計要有梯度，符合螺旋上升的原則，符合學生的認知特點，確保問題處于學生的最近發展區。利用直觀的實驗創設問題情境，通過問題鏈的設置，有助于學生積極投入課堂，深度發展學生的思維，抓住規律的本質，形成物理觀念，從而促進深度學習。