在同课异构过程中提升实验探究能力

刘小丰 汤金波

摘要：“实验探究”作为中学物理核心素养的重要元素，是物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分.本文以“平面镜成像”为例，通过广东省初中物理骨干教师“同课异构”课，对比分析在“探究平面镜成像时像与物的关系”实验中的不同教学设计，从科学探究中的猜想与假设、设计实验与制定计划、分析论证三个角度，赏析特色，反思如何培养学生的科学探究能力.

关键词：同课异构;平面镜成像;科学探究能力

作者简介：刘小丰（1978-），男，湖南连源人，硕士，中学高级教师，教育教学研究室教研员，研究方向：初中物理实验教学、物理命题研究、新媒体技术与物理教学教研融合.

汤金波（1964-），男，江苏如皋人，本科，中学特级教师，研究方向：创新实验的研究.

“实验探究”作为中学物理核心素养的重要元素，是物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分.“平面镜成像”这节课是人教版八年级（上）物理第四章第3节，是光学的重要内容之一，其中“探究平面镜成像时像与物的关系”实验，是《义务教育物理课程标准（2011年版）》中所列出的20个学生必做实验之一，该实验有完整的探究过程，体现了科学探究的七个基本要素.

八年级学生刚学物理不久，还没有形成良好的物理思维，对探究感兴趣但欠缺方法，专家对学生的科学探究能力进行的调查表明：制定探究方案的能力是中学生探究能力中较为薄弱的环节.广东省初中物理骨干教师培训班开展了一次同课异构活动，旨在通过这节内容，研讨如何更好地培养学生的科学探究能力.同课异构由两位学员执教，分别是湛江尤老师、肇庆吴老师.尤老师、吴老师在“探究平面镜成像时像与物的关系”活动的时间分别是27min、36min，都突出了重点，在各探究环节所采取的策略和设计有所不同，各有特色，下面笔者对比赏析两节课在猜想与假设、设计实验与制定计划、分析论证三个环节中的教学流程.

1课堂对比赏析

1.1猜想（見表1）

赏析与反思：两节课都重视对学生猜想能力的培养.创设情境，通过“头脑风暴”的形式，鼓励学生大胆说出自己的猜想，当学生没有马上回答时，教师给予足够的时间，耐心引导学生具体从位置、大小两个方面去思考，最后学生都能成功猜想出等大、等距的关系.但尤老师创设情境是倒影，且背景复杂、干扰信息多.吴老师提供的情景简洁，突出研究对象，有利于学生猜想，学生还猜到了像与物的连线与平面镜垂直.

猜想对接下来的实验起着导向性的作用，需要教师精心设计好问题或情境，面对较为复杂的猜想，需要搭建脚手架，可以采取“头脑风暴”法，鼓励大胆猜想，例如尤老师对学生猜想像是倒立的，没有否定，而是鼓励，营造了和谐轻松的教学氛围.

1.2设计实验与制订计划

1.2.1设计实验（见表2）

赏析与反思：两位老师，对实验设计这个难点都有充分的预设.尤老师采取“完全放开”，让学生带着任务自主探究，让学生对用平面镜能看到像但不能找到像的位置这一事实充分体验，尤老师敢于暴露学生的错误，引导分析，最后留有时间让学生理解实验设计方案.吴老师则采取了“引导探究”，首先明确先要找到像然后观察像的大小这一探究方向，顺着学生思路设计，遇到问题、师生交流改进;逐步深入、层层递进;再辅以板书，加深对“为什么使用玻璃板而不用平面镜”“为什么用两只等大的蜡烛”这两个难点、考点的理解.

设计探究方案是本课难点之一，从学生的反应、理解程度来看，本环节教师多一点引导，能更好地突破难点.

1.2.2制定计划（见表3）

赏析与反思：两位老师均采取直接教授的方式，但吴老师演示演示教学，内容重复较多，可见度较差，用时7min.而尤老师播放课前录制的实验步骤微视频（1min57s），简洁明了，学生专注度高，从接下来两个班学生进行实验的情况来看，尤老师所教班学生的实验操作更熟练、更高效.

在理解实验设计原理后，进一步简洁高效的明确实验步骤及注意事项，借助多媒体辅助教学，能提高效率、规范操作，保证实验顺利进行.

1.3分析与论证（见表4）

赏析与反思：在此环节，两节课都充分体现了学生的主体地位，注重因果推理，在学生回答了结论之后追问其判断的依据，培养思维的深刻性.尤老师注重对学生创新思维的培养，通过提问“还有没有新的发现”，当学生回答“对称”之后，又设计了动手体验环节，让学生很好地理解“轴对称”概念.吴老师则注重引导学生根据实验记录进行分析，得出结论之后对照之前的猜想，让学生体感受各探究要素的意义和彼此之间的联系.

在分析论证环节，教师要交给学生分析论证的方法和思路.可以根据猜想来对实验数据进行归类与分析，鼓励学生从不同角度思考，提出新发现，并对探究结果进行描述和解释.

2总结

对比这两节课培养学生实验探究能力的策略与实施，没有谁比谁更好，只有谁与谁不同，每一种不同，都是一种特色.通过这样的研讨，有效提升了上课和听课教师的教学设计能力、教学方法优选意识、教学反思意识.对笔者也有以下三点启发：

一是培养学生实验探究能力，既是落实过程与方法目标的重要抓手，也是提升学生物理思维，培育物理核心素养的重要途径.

二是实验探究中，要把握好教师引导和学生自主的度.例如在本节内容中，适宜采用“统放结合”的半开放策略，对于学生难理解的为什么探究平面镜成像不用平面镜而用玻璃板、等效替代法以及虚像的概念，教师要多一点“统”，对于实验步骤、进行实验、分析论证等环节则可以“半放”甚至“全放”，让学生在自主探究中获得知识与技能.

三是培养学生实验探究能力，要循序渐进、因材施教.培养实验探究的七种能力，在一节课中不能平均用力，要针对不同年级、班级和不同内容，有所侧重.例如本节内容和探究I与R的关系实验中可以侧重培养学生设计实验的能力;探究浮力大小跟那些因素的关系时侧重培养猜想的能力;探究固体熔化时温度变化的规律、水沸腾时温度变化的规律时，则侧重培养学生进行实验与收集证据的能力.

参考文献：

[1] 徐稀琳.科学探究：平面镜成像[J].物理教学，2015（4）：48.

[2] 封英，侯恕.对比同课异构 思“学生物理核心素养”[J].物理通报，2015（9）：76-79.

[3] 谭诗清.“同课异构”课的关注点[J].中学物理，2014（1）：23-24.