淺析初中物理探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)

余 嬌，沈光先

貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴陽(yáng) 550001

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐動(dòng)手能力的主要途徑。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是學(xué)習(xí)物理知識(shí)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的渠道之一。然而，由于課堂時(shí)間有限、學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備少、動(dòng)手能力弱等問(wèn)題，讓探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有真正發(fā)揮作用。基于導(dǎo)學(xué)案和物理探究實(shí)驗(yàn)的特性與優(yōu)勢(shì)，本文將導(dǎo)學(xué)案運(yùn)用于初中物理探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，希望利用導(dǎo)學(xué)案輔助物理探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生自我構(gòu)建物理知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及科學(xué)思維。

1 導(dǎo)學(xué)案的概念及探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的優(yōu)點(diǎn)

導(dǎo)學(xué)案是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，分析學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、知識(shí)水平，以學(xué)生為本，以課標(biāo)要求為出發(fā)點(diǎn)和歸宿，編寫(xiě)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、練習(xí)等的一種幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)的活動(dòng)方案。導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)和使用的出發(fā)點(diǎn)以及歸宿都在學(xué)生的學(xué)上，導(dǎo)學(xué)案能幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容、提高效率，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生“思”“做”的學(xué)習(xí)能力［1］。

將導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)運(yùn)用于物理探究實(shí)驗(yàn)中，有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)：

（1）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)框架，提高實(shí)驗(yàn)課堂效率。學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案明確探究學(xué)習(xí)的目標(biāo)與重難點(diǎn)，梳理所需基礎(chǔ)知識(shí)，在腦海中提前構(gòu)建探究實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)學(xué)案為學(xué)生提供探究的思路，從而提高探究實(shí)驗(yàn)的課堂效率。

（2）搭建學(xué)習(xí)支架，培養(yǎng)發(fā)散思維，提高自主探究的學(xué)習(xí)能力。課前通過(guò)預(yù)復(fù)習(xí)案，明確新舊知識(shí)的聯(lián)系；課中結(jié)合合作探究案，任務(wù)驅(qū)動(dòng)與小組合作來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力共同提升；課后利用拓展鞏固案，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的生活遷移以及發(fā)散思維的培養(yǎng)［2］。

（3）反思反饋，補(bǔ)充學(xué)習(xí)欠缺。學(xué)習(xí)反思單是有限課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的必要補(bǔ)充［3］。將不理解的知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用書(shū)面形式反饋給老師，便于老師對(duì)該點(diǎn)的知識(shí)講解。對(duì)學(xué)生而言，及時(shí)對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行反思，有助于樹(shù)立學(xué)習(xí)自信心，正確認(rèn)識(shí)自己的不足，在學(xué)習(xí)中及時(shí)調(diào)整。

2 初中物理探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)原則

2.1 問(wèn)題性與指導(dǎo)性相結(jié)合的原則

從學(xué)生學(xué)習(xí)情況以及知識(shí)儲(chǔ)備的實(shí)際情況出發(fā)，以探究目的為出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)，設(shè)置問(wèn)題切入，問(wèn)題中包含探究方法或者方向的引導(dǎo)。內(nèi)容上要避免太過(guò)程序化，限制學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑或提出問(wèn)題，如“從上述的生活現(xiàn)象中你發(fā)現(xiàn)什么”，而不是“某種現(xiàn)象是怎么出現(xiàn)的”，讓學(xué)生從知識(shí)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的思考者，調(diào)動(dòng)探究積極性。

2.2 知識(shí)學(xué)習(xí)與能力提升相結(jié)合的原則

在物理探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案中，細(xì)化預(yù)習(xí)案相關(guān)物理知識(shí)內(nèi)容，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究提高理論知識(shí)依據(jù)。合作探究案部分細(xì)化探究目標(biāo)，設(shè)置思路參考并體現(xiàn)一定的學(xué)法指導(dǎo)，讓學(xué)生在探究過(guò)程中能進(jìn)行知識(shí)概念、物理規(guī)律的建立，同時(shí)得到能力的提升。

2.3 學(xué)生主體性與教師主導(dǎo)性相結(jié)合的原則

明確學(xué)生是探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主體以及教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生通過(guò)導(dǎo)學(xué)案輔助能針對(duì)所給出的物理問(wèn)題或生活現(xiàn)象提出問(wèn)題，并進(jìn)行合理猜想，通過(guò)合作對(duì)自己的猜想進(jìn)行驗(yàn)證、總結(jié)。教師在導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，給予學(xué)生學(xué)法指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生合理假設(shè)、規(guī)范操作，引導(dǎo)小組合作，有序討論。

2.4 自我反思原則

在導(dǎo)學(xué)案的左側(cè)或者右側(cè)留下相應(yīng)的空白欄，供學(xué)生在自主探究的過(guò)程中及時(shí)記錄發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或者問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)意識(shí)［1］。在學(xué)生完成探究任務(wù)和課后鞏固后還應(yīng)設(shè)置自我反思欄，讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的記錄與反思。

綜上所述，初中物理探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)原則主要著重于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，改變學(xué)生的學(xué)法和教師的教法。

3 探究實(shí)驗(yàn)課堂導(dǎo)學(xué)案環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)——以“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”為例

探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的基本環(huán)節(jié)主要包括探究目的、探究重難點(diǎn)、課前預(yù)復(fù)習(xí)案、課堂合作探究、課后拓展鞏固以及反思評(píng)價(jià)等。各環(huán)節(jié)的目的和內(nèi)容如表1所示。

表1 探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)

下面以“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)為例，具體說(shuō)明探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

3.1 探究目的

圍繞教學(xué)的三維目標(biāo)，在導(dǎo)學(xué)案的一開(kāi)始就直接將本實(shí)驗(yàn)的探究目的以及要達(dá)到的目標(biāo)逐條列出。如在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中探究目的設(shè)定為：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)實(shí)像與虛像概念，總結(jié)平面鏡成像的特點(diǎn)；（2）經(jīng)歷“平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)探究，記錄與分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；（3）在探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”的喜悅。

3.2 探究重難點(diǎn)

根據(jù)所授課班級(jí)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況確定探究實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)。在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中，對(duì)于層次較好的班級(jí)，重點(diǎn)為“自主探究平面鏡成像的特點(diǎn)”，難點(diǎn)為“用規(guī)范的物理知識(shí)解釋實(shí)像與虛像的形成原因”；而對(duì)于層次一般的班級(jí)，重點(diǎn)為“合作探究平面鏡成像的特點(diǎn)”，難點(diǎn)為“通過(guò)探究明白平面鏡成的像為虛像”。

3.3 課前預(yù)復(fù)習(xí)案

緊扣探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，聯(lián)系新舊知識(shí)，為探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)做基礎(chǔ)知識(shí)準(zhǔn)備。側(cè)重于問(wèn)題引導(dǎo)，減少填空類(lèi)題目的設(shè)定。在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中可設(shè)置以下問(wèn)題：

（1）光沿直線(xiàn)傳播的條件是什么？

（2）光的反射規(guī)律的內(nèi)容以及光路圖像？

（3）什么是實(shí)像？什么是虛像？

（4）可以用_______代替光屏，為什么？

3.4 課堂合作探究

物理實(shí)驗(yàn)探究的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手操作的能力，所以課堂合作探究是探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要部分，也是導(dǎo)學(xué)案中對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)和能力鍛煉的主要部分。主要分為以下幾個(gè)部分：

（1）實(shí)驗(yàn)引入：物理探究實(shí)驗(yàn)首先是發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，然后根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作出合理的猜測(cè)與假設(shè)。在課堂導(dǎo)學(xué)案部分首先應(yīng)提供生活事實(shí)材料（生活視頻、文字資料、物理小實(shí)驗(yàn)等）引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，或者通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的物理［4］。例如，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中，通過(guò)生活中的“照鏡子”提供幾個(gè)思考題。

情境啟示:人們常說(shuō)，生活就像一面鏡子，你對(duì)它笑，它就對(duì)你笑，你對(duì)它哭，它就對(duì)你哭。

問(wèn)題：

①鏡子中的“你”真的存在嗎？

②你的臉和鏡子中“你”的臉大小相等嗎？

③你眨右眼時(shí)，鏡中的“你”也眨右眼嗎？

④逐漸改變你到鏡子的距離，“你”臉上的五官“大小”有沒(méi)有變化？

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施：在導(dǎo)學(xué)案的設(shè)置中提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材供學(xué)生選擇，并提出引導(dǎo)性問(wèn)題讓學(xué)生明白所選器材的目的及作用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和器材設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和具體操作方案。

例如，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中提供的器材有：玻璃板、平面鏡、白紙、長(zhǎng)木板、蠟燭（四支，兩兩相同）、刻度尺（直尺和三角板）。

提出的問(wèn)題：

①如何確定鏡中像的位置、大小？

②驗(yàn)證你的猜想需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？它們各自在本探究實(shí)驗(yàn)中的作用？

（3）數(shù)據(jù)記錄、分析與總結(jié)：探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)施并不是每個(gè)或每組學(xué)生都能得出理想的結(jié)論，因此，在導(dǎo)學(xué)案中還應(yīng)注重設(shè)計(jì)本部分。本部分包含實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理、方案改進(jìn)等，是發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題進(jìn)一步探究學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。充分利用最近發(fā)展區(qū)的教學(xué)原理，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。如在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中，在數(shù)據(jù)分析后附加思考題：

①蠟燭大小關(guān)系在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象逐漸與結(jié)論不符，該怎樣改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)？

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的重影是怎么回事？玻璃板是薄點(diǎn)好還是厚點(diǎn)好？

③從實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出像與物的大小相等，但在遠(yuǎn)離“鏡子”的過(guò)程中，看到的像卻變“小”了？

3.5 課后拓展鞏固

課后鞏固習(xí)題在設(shè)置上要體現(xiàn)梯度性，題量適中，切忌題目的堆砌。題目的設(shè)置上注重物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用與鞏固知識(shí)相結(jié)合。例如，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中選擇下面兩個(gè)題目［5］，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和民族自豪感，同時(shí)體現(xiàn)了物理知識(shí)回歸生活的理念。

題1漢代初期有一本古書(shū)叫《淮南萬(wàn)畢術(shù)》，書(shū)中說(shuō)：“取大鏡高懸，置水盆于其下，則見(jiàn)四鄰矣”。圖1就是按古書(shū)上的這個(gè)記載畫(huà)的圖。水盆中裝的是_______，它相當(dāng)于_______；軍事上________裝置與它的道理相類(lèi)似。

圖1 題1示意圖

題2檢查視力的時(shí)候，視力表放在被測(cè)者頭部的后上方，被測(cè)者識(shí)別對(duì)面墻上鏡子里的像（圖2）。視力表在鏡中的像與被測(cè)者相距多遠(yuǎn)？與不用平面鏡的方法相比，這樣安排有什么好處？

圖2 題2示意圖

3.6 自我反思與評(píng)價(jià)

采用結(jié)構(gòu)式與開(kāi)放式相結(jié)合的評(píng)價(jià)模式，從學(xué)生自我反思、生生互評(píng)、師生評(píng)價(jià)等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程以及探究結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在導(dǎo)學(xué)案中應(yīng)設(shè)置供學(xué)生參考的評(píng)價(jià)量表。例如，在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”導(dǎo)學(xué)案中設(shè)置結(jié)構(gòu)式的組員互評(píng)（表2），開(kāi)放式地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思。

表2 評(píng)價(jià)量表（組員互評(píng)）

4 小結(jié)

初中物理探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)與實(shí)施是教育改革在實(shí)踐中的具體體現(xiàn)，其本質(zhì)是提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。在初中物理探究實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用導(dǎo)學(xué)案，能提高物理探究實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效率，同時(shí)利用導(dǎo)學(xué)案引導(dǎo)性、開(kāi)放性的特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)能力、合作交流能力以及創(chuàng)新能力等。但必須注意探究實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)必須根據(jù)學(xué)生的能力以及知識(shí)水平進(jìn)行具體分析，以此來(lái)發(fā)揮導(dǎo)學(xué)案的“有效”與“引導(dǎo)”。