實驗與理論并重　素養(yǎng)與知識同行

朱正華

【摘要】教學做合一，行是知之始，知是行之成。這體現(xiàn)了陶行知先生向社會學習、向實踐學習的治學態(tài)度，也蘊含著“認識源于實踐，實踐是認識的基礎”的唯物主義哲學思想，同時恰好與物理學的認知規(guī)律相吻合。本文結合“平面鏡”的教學片段，闡述在物理實驗課教學中如何做到知行合一，進而培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】物理實驗;核心素養(yǎng);知行合一

【基金項目】本文系江蘇省南通市教育科學“十三五”規(guī)劃2018年度課題“基于活動視域的初中物理教學設計案例研究”（課題號：XC2019027）的階段性研究成果。

實驗教學是物理教學的重要形式和方法。物理學科的核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的、適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。初中物理核心素養(yǎng)包含概括理解、實驗探究、實踐應用和求實創(chuàng)新四個方面。下面筆者以“平面鏡”一課的教學實錄為例，就課堂中如何落實學科素養(yǎng)談談自己的做法。

【片段一：引入課題】

師：同學們，俗話說水火不容，但我能做到水火共生。你們信嗎？不信請看。（課件展示視頻“澆不滅的蠟燭”——水火共生的動態(tài)畫面）這就是水火共生。你們想知道其中的奧秘嗎？

生：想。

師：好，今天老師就滿足你們的愿望。（課件展示視頻“鏡頭逐漸拉遠，至出現(xiàn)玻璃結束”）看明白了嗎？實現(xiàn)“水火共生”的最大功臣是誰？

生：玻璃。

師：我們將表面光滑平整的鏡子稱作平面鏡。這節(jié)課，我們就一起去探索平面鏡的奧秘。（課件展示或板書課題：3.4 平面鏡）

反思一：實驗引路，培養(yǎng)學生概括理解的能力

概括理解指學生在學習物理知識的過程中表現(xiàn)出來的能力，包括觀察與建模、概括與推理、辨析與梳理等能力。教師應通過多種形式的演示實驗、貼近生活的體驗活動，借助學生已有的知識儲備，設置各實驗環(huán)節(jié)，逐步引導學生深入課題，使其了解事物的一般現(xiàn)象和本質(zhì)特征。

在“引入課題”環(huán)節(jié)，筆者首先通過視頻引入的方式，為學生呈現(xiàn)“水火共生”的神奇畫面，再隨著鏡頭的推動，讓學生了解到實現(xiàn)“水火共生”的最大功臣是透明的玻璃，由此快速切入課題。此時，學生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗，能夠快速提煉玻璃的基本特征，形成初步的認識，再通過觀察、觸摸等體驗活動，概括并理解平面鏡的定義。

【片段二：做出猜想】

師：快樂其實很簡單，就像這只小貓（課件展示快樂的小貓動態(tài)圖）看到鏡子中的自己也能樂上半天。今天我們在課堂上來照一回鏡子。（課件展示體驗活動的要求：拿出器材盒中的鏡子照一照，觀察鏡中自己的像，與自己做比較;然后將鏡子前后移動，再次觀察比較。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，提出“關于像與物”的猜想，并將你的猜想與伙伴交流。）學生小組活動、做出猜想。

猜想①：像和物大小相等;像和物大小不相等，近大遠小，遠離鏡子像變小，遠離看到的像范圍變大。

猜想②：像與物到平面鏡的距離相等，物體遠離像也遠離，像與物運動同步。

猜想③：左右相反。

反思二：放手實驗，培養(yǎng)學生實驗探究的能力

實驗探究指學生在觀察、實驗和科學探究過程中表現(xiàn)出來的能力，包括問題與猜想、設計與操作、證據(jù)與論證等能力。實驗探究是實驗教學的主體，教師要精心設計實驗環(huán)節(jié)，在有限的時間內(nèi)發(fā)揮出實驗的無限可能[1]。教師應針對初中生好奇心強的特點，放手實驗，充分滿足學生的動手欲望。

在“做出猜想”環(huán)節(jié)，教師先與學生一起照鏡子，在愉悅的氛圍中提出關于“像與物”的猜想。在隨后的實驗設計環(huán)節(jié)，教師放手讓學生設計實驗，讓學生挑選需要的器材，驗證猜想。設計中如果學生遇到困難，教師要組織學生互幫互助、師生共同探討，逐一解決問題。在展示匯報環(huán)節(jié)，各組上臺展示設計方案，在交流中碰撞出思維的火花，最終形成完善的實驗方案。

【片段三：成像應用】

師：同學們，物理源于生活，又應用于生活。請大家回憶一下，在你的生活中，哪些地方用到了平面鏡？

生：照鏡子、牙醫(yī)用的牙鏡、舞蹈房……

師：這些例子中，運用了平面鏡成像的哪些特點？

生：像與物大小相等;像與物到平面鏡的距離相等 ……

師：嗯，說得不錯。（課件顯示：平面鏡成像的應用）這些都是利用平面鏡能成像的作用。尤其是舞蹈房，既能矯正舞蹈者的舞姿，還能擴大視覺空間。老師想請你們幫個忙，老師不認識路，在開車來學校的路上要一邊低頭看導航，一邊抬頭看路況，覺得很不安全。明天老師又要開車來學校，你們能用今天所學的知識幫老師想個辦法，讓我可以抬頭看著導航，安心回家嗎？（教師適當提醒）經(jīng)過摸索，我發(fā)現(xiàn)手機導航有一個HUD模式，它顯示的畫面是這樣的（課件展示、學案呈現(xiàn)），在導學案上也有這個圖案，但是我不知道怎么使用，你們能幫我一起想想嗎？

生：（討論，摸索，嘗試）將平面鏡與水平面呈45°擺放。

師：小汽車的前擋風玻璃大多就是45°傾斜安裝的，可以將手機導航放在前擋風玻璃下。（課件展示動態(tài)效果圖）謝謝你們的幫助，這下可以放心了，這個前擋風玻璃運用得恰到好處。

反思三：問題引領，培養(yǎng)學生實踐應用的能力

實踐應用指在應用物理知識解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題過程中表現(xiàn)出來的能力，包括分析與解釋、思想與方法、反思與評價等能力。物理源于生活，又應用于生活。學生將所學知識運用到實際生活中，學以致用，才是學習的最終目的[2]。

在“成像應用”環(huán)節(jié)，對平面鏡在日常生活中的應用，學生有很多想法：對著鏡子梳妝打扮，在舞蹈房里矯正舞姿，擴大理發(fā)店的空間，等等。這時，教師拋出關于駕駛過程中看導航不方便的問題，讓學生展開討論。此時教師發(fā)現(xiàn)，學生能夠想到利用平面鏡成像的特點，但不知應如何操作。教師進一步提醒學生，手機導航有個HUD模式。這時，有些學生能想到使用平面鏡，并不斷嘗試。還有的學生聯(lián)系之前的作圖練習，想到與水平方向成45°角的平面鏡，水平面上的物體在其中能成豎直的像。這樣，解決問題的辦法便呼之欲出。

【片段四：物像關系】

師：確定了實驗方案，接下來請大家根據(jù)方法，測量像與物到平面鏡的距離，并進行比較。（學生分組實驗，教師巡視，并適當指點）做完的小組來匯報你們的實驗情況。

生1：我們得到像與物到平面鏡的距離相等。

生2：我們也是這個現(xiàn)象。

師：真的都是一樣的結論嗎？

反思四：適時鼓勵，培養(yǎng)學生求實創(chuàng)新的能力

求實創(chuàng)新指學生在學習與解決問題中要有證據(jù)意識，能夠合理地進行知識遷移，以期有新的思考和發(fā)現(xiàn)，這要求學生具備質(zhì)疑和實證、知識遷移的能力，包括求實與質(zhì)疑、遷移與創(chuàng)新等能力。解決問題的關鍵在于發(fā)現(xiàn)問題，科學對待，我們應始終存有批判性思維，在務實的基礎上敢于質(zhì)疑、突破和創(chuàng)新。

在“平面鏡”教學中，在設計比較像與物到平面鏡的距離關系時，部分小組選用玻璃板進行實驗，由于玻璃板有一定的厚度，在鏡中出現(xiàn)了兩個像，這些小組起初并未在課堂上提出，只是挑選其中較清晰的一個像進行重合，然后測量距離，結果發(fā)現(xiàn)像與物到平面鏡的距離不相等。但看到大部分小組能得到“像與物到平面鏡的距離相等”的結論，他們就將自己小組的實驗數(shù)據(jù)問題歸為測量問題，也直接得出了“像與物到平面鏡的距離相等”的結論。發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，筆者提問：“你們測量得到的數(shù)據(jù)真的能得到這個結論嗎？還是有什么現(xiàn)象被你們忽略了呢？有誰愿意說一說嗎？”在筆者的鼓勵下，有學生提出了疑問。這時，筆者表揚了這幾位學生，同時鼓勵其他同學向他們學習，要敢于質(zhì)疑、實事求是。還有的小組選用手機鋼化膜做實驗，就疊像問題來說，效果優(yōu)于玻璃板。

實驗是物理課堂的魅力所在，在物理教學中，實驗教學占據(jù)著不可替代的重要地位。因此，依托物理實驗教學，讓學生在課堂上經(jīng)歷科學探究的各個環(huán)節(jié)，能較好地在物理課堂上培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)和關鍵能力。只有做到實驗與理論并重，才能實現(xiàn)素養(yǎng)與知識同行。

【參考文獻】

葛曉燕.初中物理教學中培養(yǎng)學生實驗能力的對策[J].文理導航（中旬），2021（03）：43-44.

陸建忠.初中物理課堂實驗教學分析[J].名師在線，2020（33）：24-25.