張亞芳

聚焦中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，是當(dāng)前我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的主旋律?？茖W(xué)思維作為學(xué)生核心素養(yǎng)的一個(gè)重要維度，是深化教育改革的關(guān)鍵所在。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是促進(jìn)人的思維發(fā)展，學(xué)生思維發(fā)展是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)。

本文以《平面鏡成像》為例，借助模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新四個(gè)環(huán)節(jié)，探討科學(xué)思維培養(yǎng)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用，并分析如何通過(guò)思維教學(xué)提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為一線教師提供操作性較強(qiáng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，為新課程改革和實(shí)施核心素養(yǎng)的物理教學(xué)提供一些有價(jià)值的借鑒。

一、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)設(shè)計(jì)

初中物理中有許多科學(xué)思維元素散落在各個(gè)章節(jié)，教師需要認(rèn)真研讀教材，深入思考，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)從情境引入、體驗(yàn)感知、理性探究、問(wèn)題解決、實(shí)際應(yīng)用等環(huán)節(jié)深度挖掘其價(jià)值，設(shè)計(jì)出涵蓋分析綜合、比較分類(lèi)、抽象概括、推理論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等思維方法的思維活動(dòng)，將科學(xué)思維素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)到物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，并內(nèi)化為學(xué)生的關(guān)鍵能力，促使學(xué)生的科學(xué)思維在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獲得發(fā)展和提升。

（一）基于科學(xué)思維培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的流程

《平面鏡成像》是學(xué)生在學(xué)習(xí)了光反射規(guī)律后的一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課。如何讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中經(jīng)歷相對(duì)完整的科學(xué)思維過(guò)程，是本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)著重關(guān)注的問(wèn)題。基于科學(xué)思維的培養(yǎng)，筆者制定了本節(jié)課的教學(xué)流程：

（二）基于科學(xué)思維培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)設(shè)計(jì)

【情境引入】——確定思維的起點(diǎn)

教師活動(dòng)：表演魔術(shù)《消失的硬幣》。學(xué)生活動(dòng)：觀看魔術(shù)。

【環(huán)節(jié)1】平面鏡成像的特點(diǎn)

一是認(rèn)識(shí)平面鏡，即建構(gòu)模型，培養(yǎng)思維建構(gòu)能力。教師活動(dòng)：拿出一面鏡子，讓學(xué)生對(duì)著它給自己打招呼。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生通過(guò)觀察平面鏡，發(fā)現(xiàn)平面鏡表面平整光滑、能成像。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，學(xué)生列舉生活中的平面鏡。

二是探究平面鏡成像的特點(diǎn)，即實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新能力。以下是實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程：

1.提出問(wèn)題。平面鏡成像時(shí)，像的大小、位置跟物體的大小、位置有什么關(guān)系？

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。①為了比較像與物的大小關(guān)系，應(yīng)該如何操作？②為了比較像與物的位置關(guān)系，應(yīng)該如何操作？利用各組器材，6人為一個(gè)小組進(jìn)行討論，3分鐘后小組代表分享實(shí)驗(yàn)方案。

3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生小組根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)器材和前期的預(yù)習(xí)，討論實(shí)驗(yàn)方案，并由小組代表到前臺(tái)分析確定方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.收集證據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下：

5.分析論證。分析表格數(shù)據(jù)，思考以下問(wèn)題：①觀察第2列結(jié)果，分析像與物的大小關(guān)系如何。②對(duì)比第3、4列數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？它能準(zhǔn)確描述像與物的位置關(guān)系嗎？如果不能，接下來(lái)應(yīng)該怎么做？學(xué)生活動(dòng)：在網(wǎng)格紙上將像與物的標(biāo)記點(diǎn)連線，觀察連線與鏡面的關(guān)系，從而得出物與像的連線與鏡面具有垂直關(guān)系。

6.交流與評(píng)估。①實(shí)驗(yàn)中，為什么用玻璃板作為平面鏡？②玻璃板為什么要豎立放置？如果傾斜，會(huì)出現(xiàn)什么情況？③玻璃板選用薄的好，還是厚的好？為什么？④鏡子中的像為什么看起來(lái)近大遠(yuǎn)小呢？學(xué)生活動(dòng)：進(jìn)行交流與評(píng)估，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象進(jìn)行分析。小組討論，分享成果，突破難點(diǎn)。

【環(huán)節(jié)2】平面鏡成虛像

作圖分析。如左圖“人眼看物”，右圖“人眼看像”。

通過(guò)以上對(duì)比，作出“人眼看像”的光路圖，解釋虛像形成原因。學(xué)生會(huì)根據(jù)作圖的方法證明平面鏡成的像是虛像，知道平面鏡成像的原理。

【環(huán)節(jié)3】平面鏡的應(yīng)用

1.平面鏡成像。教師提出問(wèn)題：在生活中，有哪些應(yīng)用平面鏡的事例？學(xué)生舉例：家庭中所用的穿衣鏡，練功房、理發(fā)店、服裝店里安裝的平面鏡，牙醫(yī)檢查牙齒使用的平面鏡，等等。

2.分析平面鏡改變光路的原理，如塔式太陽(yáng)能電站、潛望鏡。學(xué)生活動(dòng)：①利用自制潛望鏡，模擬海上偵察情境。②用兩面磁吸平面鏡平行且與水平呈45度角放置，用激光筆在黑板上顯示光路。

二、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)設(shè)計(jì)建議

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，義務(wù)教育物理課程要培養(yǎng)全體學(xué)生的核心素養(yǎng)，聚焦科學(xué)思維的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。結(jié)合本文案例，筆者就如何在日常教學(xué)中改變教學(xué)策略、改進(jìn)基于素養(yǎng)培育要求的教學(xué)設(shè)計(jì)、發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力，提出如下建議：

（一）教學(xué)設(shè)計(jì)由“基于教”轉(zhuǎn)向“基于學(xué)”

“基于教”的教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注教師如何教，按照知識(shí)本身的邏輯順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成一種固有的教學(xué)流程。按照這種教學(xué)設(shè)計(jì)組織的課堂，教師總是最先出場(chǎng)，課堂成了傳統(tǒng)的“滿堂灌”，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)空間狹小，思維品質(zhì)得不到鍛煉。

“基于學(xué)”的教學(xué)設(shè)計(jì)立足于“學(xué)生探究式學(xué)習(xí)”，以學(xué)生為中心，以學(xué)生的“學(xué)”為中心（“雙學(xué)”中心）。這種設(shè)計(jì)更加關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、前期預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)需要和困難、學(xué)習(xí)風(fēng)格，學(xué)生有較大的思維空間，一切“教”都基于學(xué)生中心、學(xué)習(xí)中心。

（二）由教師“一統(tǒng)天下”轉(zhuǎn)向以傾聽(tīng)和對(duì)話為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)共同體

課堂教學(xué)不再只有教師的一個(gè)聲音，而給予學(xué)生積極參與和表達(dá)的機(jī)會(huì)，始終保持師生之間、生生之間的互動(dòng)和對(duì)話。教師盡可能地“引出”而不是“堵塞”學(xué)生的真實(shí)想法，關(guān)注課堂生成，給學(xué)生提供思維碰撞的機(jī)會(huì)，尊重學(xué)生的“路徑差”和“時(shí)間差”，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)表述、學(xué)會(huì)動(dòng)手、學(xué)會(huì)總結(jié)。

（三）構(gòu)建符合“問(wèn)題解決、學(xué)生中心、自主合作”要求的高效課堂

“問(wèn)題解決”是高效課堂的教學(xué)目的。教師要根據(jù)課標(biāo)、學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)情來(lái)確定素養(yǎng)目標(biāo)，問(wèn)題的設(shè)計(jì)要以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)、達(dá)成本節(jié)課的素養(yǎng)目標(biāo)為主要目的，問(wèn)題的解決要體現(xiàn)有效性、針對(duì)性、差異性等原則。

“學(xué)生中心”體現(xiàn)了“問(wèn)題解決”的主體。學(xué)生是課堂的主體，處于“問(wèn)題解決”的中心。課堂上，要讓學(xué)習(xí)時(shí)刻發(fā)生在每個(gè)學(xué)生身上，思維深度發(fā)生在每個(gè)學(xué)生頭腦中，教師要承擔(dān)指導(dǎo)、促進(jìn)、喚醒、驅(qū)動(dòng)的角色。“學(xué)生中心”是課堂教學(xué)改革的主題，教師的“教”服務(wù)于學(xué)生的“學(xué)”，“教”要處處為了方便學(xué)生的“學(xué)”而設(shè)計(jì)，以“學(xué)”為基礎(chǔ)定“教”的起點(diǎn)，以“學(xué)”的規(guī)律定“教”的內(nèi)容，以“學(xué)”的目的定“教”的活動(dòng)，以“學(xué)”的需要定“教”的策略，而不是為彰顯“教”的精彩而設(shè)計(jì)。

“自主合作”是“問(wèn)題解決”的主要方法，是基于學(xué)生思維培養(yǎng)的主要學(xué)習(xí)方式，要貫穿課前、課中和課后。沒(méi)有自主為前提的合作，是潛意識(shí)的合作或低效的合作。“自主合作”讓更多學(xué)生在學(xué)習(xí)中找回自我，學(xué)習(xí)更加精準(zhǔn)靈動(dòng)，有助于發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維。

（責(zé)編 韓玉兵 侯心雨）