基于学生经验的物理发现教学浅探

孙华露

[摘 要]学生经验既包括学生已有的经验，也包括学生在尝试做的过程中不断生成、更新的经验。在物理教学中，应设计能激活学生经验的问题情境，组织能生长经验的探究活动，解决能应用经验的实践问题，使学生的经验在激活、迁移和改造中不断生长，引导学生自主发现问题并尝试解决问题，促进知识内化学习和科学素养的提升。

[关键词]学生经验;自主发现;初中物理

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2020）20-0036-02

一、学生经验与自主发現教学

当前，越来越多的教师注意到学生经验在教学中的重要性，学生的经验并不单单是指学生已有的知识、技能、方法等，也是学生在尝试做的过程中不断更新、迁移以及重构的知识、技能与方法。物理课程标准明确了“义务教育阶段的物理课程不仅应重视科学知识的传授和技能的训练，而且应该注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养”。笔者在初中物理教学实践中发现：关注学生经验的自主发现教学不失为一种很有效的教学方式，在学生经验的激活、迁移和改造中能使学生的科学思维得到训练，科学素养得到提升，在初中物理规律教学中表现效果更佳。

所谓自主发现教学，就是在教学过程中，教师为学生提供素材并创设问题情境，引导学生独立发现问题并解决问题的教学方式，让学生在自主发现的过程中，获得知识与技能，掌握解决问题的方法，提高学生的科学素养。教学中学生不是知识的被动接受者，教师要调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。要做好这一点，就需要教师重视学生的原有经验，在原有经验的基础上创设情境激活学生经验，通过自主探究活动迁移经验，最后通过自省自悟完成经验的生长。

下面以苏科版八年级上册“光的折射”的教学为例，对基于学生经验的自主发现教学策略进行初步探究与分析。

二、基于学生经验的自主发现教学分析

1.激活经验，引发冲突，创设发现情境

笔者在“光的折射”教学中利用井底之蛙的实验情境引入课堂教学，用摄像头代表青蛙的眼睛，玻璃杯代表井，未在玻璃杯中装水的时候，从摄像头看到屏幕上只有一轮月亮，加水后月亮周围多了一圈星星。接着问学生：“加水后看到什么现象？这个现象是光的直线传播导致的吗？这个现象是光的反射导致的吗？”

设计意图：学生已经具有了光的直线传播和光的反射的经验，加水前后的教学情境既激活了学生关于光现象的经验，也引起了学生的自主思考，发现这里有两种介质，摄像头在水下，月亮和星星在空中，此时光的传播既不是直线传播，也不是光的反射。有了这个认知冲突，学生发现这是另一种光现象，为新课题的学习做好了经验铺垫。

2.生长经验，实验探索，设计发现活动

（1）认识光的折射现象

首先设计三个小实验认识光的折射：一束激光在空气中沿直线传播，加一个三棱镜后，光的传播方向发生了偏折（如图1）;激光射入水中后发生了偏折（如图2）;激光穿过玻璃砖也发生了偏折（如图3）。

设计意图：学生已经具备了“光沿直线传播是有条件的”这一知识经验，这里通过直观的现象丰富学生对光现象的认知，让学生认识到光在不同种介质之间传播时，方向会发生改变，最后通过小组合作自主讨论初步得到的光的折射现象的定义，并把观察到的现象用光路图画出来。

（2）介绍光的折射术语

结合光的反射学习经验，尝试对光的折射术语进行命名，实现知识经验的迁移与生长。

设计意图：学生在学习光的反射规律时已经知道了相关术语，只需将原有经验激活，并让学生自主学习将原有经验进行迁移，光的折射的相关术语很容易得出，学生在自主学习中思维得到启发，使获得的知识印象更深刻，同时学生知道了在光的折射定律的学习中可以借助光的反射的学习经验，为后面折射规律的探究打下基础。

（3）探究光的折射规律

回忆光的反射定律，请学生思考：光反射的特点在光折射的过程中是否仍然满足？学生猜想后，利用学习光的反射时获得的经验进行实验设计，学生分别对三线共面问题、两线分居问题、两角关系问题进行验证（如图4）。

设计意图：将原有光的反射规律中三线共面的学习经验迁移到光的折射规律的探究中;在研究两线分居问题时，分别让光从玻璃砖左上方和右上方入射，观察折射光线的位置分布情况，鼓励学生多尝试几个位置，学生从直接经验中很容易得到折射光线与入射光线仍然是分居法线两侧，同时有的小组会发现垂直入射时光线的传播方向没有发生改变，这与前面获得的光的折射定义有冲突，说明之前获得的经验是不完整的，学生对原有的经验进行重构后，不难得出光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生改变的正确结论;在研究两角关系时，学生将实验数据填入表1中，在总结时请各小组分享自己的数据，并尝试总结发现规律。为了使结论具有普遍性，还应该在多种透明介质间多次实验，如探究光从空气进入水中和从水中进入空气中时是否也满足上述规律。

3.知行合一，应用经验，活用发现的规律

应用环节设计两个活动：一是体验硬币重现趣味学生活动，并用所学知识解释;二是解释本课开始时的引入情境。

设计意图：解释生活现象时，一方面需要激活学生的生活体验，另一方面需要唤醒学生的学习经验，让学生把已经获得的学习经验和生活体验相结合，升华经验，发展科学思维，真正做到知行合一。解释硬币重现现象时，引导学生对光路进行分析，激活学生在学习光的直线传播时获得的光路的经验，同时生长学生刚刚获得的光的折射的经验，光从水中进入空气中折射角大于入射角。将加水后新的光路画出来，视线顺着折射光线看过去，看到折射光线的反向延长线会聚一点，且该点在实际物体的上方，我们后来实际看到的是折射形成的虚像;解释加水后青蛙视野范围变大的现象时，学生利用探究获得的经验，光从空气进入水中折射角小于入射角，再次画出光路图，相同的折射光线进入眼睛，加水后入射光线范围增大了，所以井底的青蛙看到的范围扩大了。通过硬币重现和井底青蛙看到的范围更广的两个情境，再次激活了学生本节课获得的经验，引起学生思考，再用所学知识分析情境，升华经验，加深学生对知识的理解，最后知行合一，由现象到本质，由知识到应用，在经验的不断激活、迁移中提升学生的科学思维能力，在不断自我发展中提高学生的自我学习能力。