核心素养下的初中物理实验教学策略——以“平面镜”教学为例

设计理念

物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任等，其中科学探究是关键，而科学探究最基本的方法就是实验。初中物理教学离不开实验，实验让物理课堂变得生动有趣，让枯燥的原理、定律变得不再晦涩难懂。下面以“平面镜”的教学为例，探讨核心素养下初中物理实验教学的策略。

一、创设情境引入，激发学生探究欲望

实验：点燃玻璃板前的一支蜡烛，可以看到玻璃板后透明的玻璃杯中也有一支“点燃”的“蜡烛”，然后向杯中慢慢倒入水，直到杯中的水没过后面的“蜡烛”,发现“蜡烛”依然在“燃烧”。

师：我们知道水火不相容，而“蜡烛”居然能

在水中“燃烧”，这到底是怎么回事？【学生感觉很好奇，开始思考。】

设计意图：由于该实验所呈现出的现象与学生现有的认知相冲突，“这到底是怎么回事？”激发出学生科学探究的欲望。教师随后将玻璃板后面的装置转向学生，学生发现杯中根本没有所谓的“蜡烛”，教师转而导入新课“平面镜”。

二、激发探究思维，提升学生实验能力

师：平静的水面、平整光滑的金属表面以及玻璃板表面等都可以看作平面镜。平面镜是可以成像的，那么平面镜成像有什么特点呢？请结合身边例子，进行猜想。

生：是一个等大的像（或缩小的像，或放大的像）。

师：还有呢？

生：正立的像，像到平面镜的距离等于物到镜的距离。

师：刚才大家做了很好的猜想，那么猜想到底对不对呢？如何验证猜想？

生：实验。

师：大家说得很好，而要验证以上的猜想正确与否，确定像的位置至关重要。那么像到底在哪呢？怎样通过实验来验证呢？

【教师引导学生思考如何确定成像位置的问题，具体可这样操作：玻璃板前面放置一个表面镀铬的钩码（笔者认为表面镀铬的钩码比棋子更亮，成像效果更好），可以看到玻璃板后面出现了前面钩码所成的像，移动玻璃板后面完全相同的钩码直至看到钩码和前面钩码的像重合为止，此时，后面钩码的位置即为前面钩码成像的位置。】

师：如何验证刚才大家的猜想呢？

生：因为两个钩码是完全一样的，验证像的大小问题可以看后面钩码与前面钩码的像是重合一部分还是完全重合，若完全重合，则像的大小等于物的大小。

生：像是正立的，这从平面镜中可以看出来。

生：像与物到平面镜的距离通过刻度尺是可以测量出来的，像到平面镜的距离等于后面钩码到平面镜的距离。

……

设计意图：科学探究是初中学生应当具备的核心素养之一。科学探究通常有以下要素：提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。学生进行实验不应当是孤立的，如有可能，应当将实验放置于科学探究诸多要素的大背景下进行，这样不仅有利于培养学生的实验动手能力，也有利于培养学生的实验探究能力。

三、强化实验指导，提高学生实验效率

教学实践告诉我们，实验方法明确后不代表实验就能顺利进行下去，要想提高学生实验的效率，教师的实验指导至关重要。

1.实验前的小组分工。

为了能顺利完成实验任务，培养学生的合作精神，教师在实验前需要对学生进行分组。小组通常由四到六人组成。以四人为例，成员通常分四个层次，能力较强的学生担任组长，负责整个实验的组织协调，其他成员负责实验的操作、记录、总结、汇报等。

2.实验过程中的指导。

生：老师，我们组无论怎么移动钩码，后面的钩码始终无法与前面钩码的像完全重合，这与其他组不一样，是不是像的大小有时与物的大小就是不一样呢？

【教师在肯定学生的提问后，协助学生检查实验器材摆放的情况，发现出现这种情况的原因是玻璃板未竖直放置。】

生：老师，我们组发现像到平面镜的距离与物到平面镜的距离并不相等，这到底是怎么回事呢？

【教师要求该组学生再做一遍，并一同观察，发现学生在测量物距与像距时，测的都是物与像靠近玻璃板一侧的距离，忽略了玻璃板的厚度。】

设计思路：在实验教学前，教师应对整个实验充分备课，对学生在实验过程中可能出现的问题要有预设并做好准备。当学生在实验过程中出现问题，教师要能及时发现并予以正确的指导，这样做可以有效提高实验教学的效率。

3.实验结束后的总结。

师：刚才同学们就平面镜成像的特点进行了猜想，并在各组组长的组织下有步骤有计划地进行了实验探究，并就探究的结果进行了很好的汇报。那么在实验的过程中，有哪些地方值得我们注意呢？

生：实验时，老师给我们准备了两块玻璃板，我们应该选择薄一点的。因为我们在实验过程中发现，使用厚一点的玻璃板会出现两个像。

生：实验时玻璃板应竖直放置，不然会出现后面的钩码与前面钩码的像不能重合的现象。

生：在测量物距与像距时一定要注意对应的关系，即前面钩码靠玻璃的一侧与后面钩码靠玻璃的一侧才是对应的关系，且要注意玻璃板有厚度，一定要明确哪一个面是反射面，不然会出现像距不等于物距的现象。

设计思路：学生进行探究的过程就是学习的过程，在这一过程中有合作，有交流，也会有疑惑。教师在给予正确指导的同时，就整个探究的过程组织学生自己总结，更有利于学生核心素养的提升。

四、拓展科学思维，引领学生深度学习

生：老师，在确定像的位置时我们用的是透明的玻璃板，至于为什么用透明的玻璃板，您说是因为玻璃板是透明的，便于我们在实验时观察像的位置。那么，如果我们不用玻璃板，就用普通的镜子，能否完成实验探究呢？

【教师在肯定学生的提问后，要求全班学生讨论发言。】

生：不能，因为镜子后面是一个不透光层，如果照此实验的话，肯定看不到后面的钩码，所以不能确定像的位置。

师：果真一点也看不到后面的钩码吗？

【此时学生开始进一步思考。】

师：如果我们不用平视，而改为俯视，结果又如何呢？下面我们通过实验来研究一下这个问题。

【师生共同通过平视、俯视的方式观察实验结果，发现如果不用玻璃板，但采用俯视的方法同样可以确定像的位置。】

设计思路：在实验教学中，我们应当创造合适的条件拓展学生的思维，引领学生进行深度学习，让课堂变得更有层次感，让学生的学习变得更加灵动与通透。