指向深度学习的初中物理实验教学设计研究——以“探究光的反射规律”实验教学为例

文/龚赛男

深度学习是指依据具有挑战性的学习目标和学习主题，组织相关的教学活动，指导学生有目的地进行体验，促使学生在理清学科核心知识、学科性质、思维方式的过程中发展核心素养的学习活动[1]。《义务教育物理课程标准（2022 年版）》（以下简称《课程标准》）将核心素养作为物理学科的重要目标，倡导以生为本，增强学习深度。众所周知，实验是物理学科的基础内容，既是学生需要深度学习的内容，又是学生进行深度学习的“工具”。因此，教师要以深度学习为指向，精心实施物理实验教学。教学设计是课堂教学的依据，包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程和教学评价[2]。教师要把握课前时机，以深度学习为指向，以实验教学内容为基础，以教学设计内容为依据，精心地进行实验教学设计，做好课堂教学准备。下面笔者以“探究光的反射规律”为例，对实验教学设计策略展开分析。

一、综合分析，设计教学目标

通过对《课程标准》、学生学情和教学内容的综合分析，教师可以精准地了解“教什么”“如何教”“教到何种程度”，并据此设计教学目标，指明课堂教学方向。

“探究光的反射规律”是苏科版初中物理八年级（上册）第三单元第五节的内容，重在引导学生了解光的反射规律，获取反映学科本质的科学观念、思想方法，实现深度学习、知识应用和素养发展。《课程标准》在“声和光”部分要求学生“探究并了解光的反射规律”，基于此，在实施“探究光的反射规律”实验教学时，教师要加强实验指导，助力学生经历实验过程，了解光的反射定律的相关内容，并将这些知识应用于现实生活中，进而发展物理学科核心素养。鉴于此，教师可设计如下教学目标：

（1）能够理解光的反射定律中的三线位置关系、两线和法线的位置关系、两角关系，并将这些知识灵活地运用于现实生活中，解决相关问题，形成社会责任感。

（2）能够在实验探究活动过程中自觉地质疑、批判，解决有关问题，发展科学探究能力、科学思维能力，培养科学态度与责任感，树立物理观念。

（3）能够密切联系现实生活与光学规律，对外界事物形成强烈的好奇心，增强探究欲望和创新意识。

在如此教学目标的指引下，教师将指导学生经历实验探究过程，借此使学生实现深度学习，发展学科核心素养。

二、多种角度，确定教学重难点

（一）确定教学重点

一节课的教学重点是学生这节课上必须掌握的基础知识和基本技能。一般而言，教学重点包括学科基本概念、基本规律、思想方法。确定教学重点的角度有很多，诸如教学目标、教材中篇幅较长的内容、教师的教学经验等。在进行教学设计时，教师可以发挥教学智慧，围绕某一角度确定教学重点。

以教学目标为例，教学目标反映一节课要达到的教学效果，往往涵盖重难点内容、学习方法、学习效果等。教师可以依据教学目标，确定重难点内容，增强课堂教学的针对性。“探究光的反射规律”教学目标之一为光的反射定律。这一目标直接指明了课堂教学重难点。其中，教学重点就是光的反射定律。

（二）确定教学难点

教学难点是学生在一节课上不容易理解的知识或技能技巧。与教学重点相比，教学难点具有暂时性。因此，教师可以将综合性较强的知识作为教学难点，也可以将较为抽象的内容作为教学难点，还可以将容易混淆的内容作为教学难点。

以综合性较强的知识为例，在学习该内容时，学生要发挥综合思维作用，迁移应用不同学科的知识、方法解决相关问题，由此建立一定的认知。在“探究光的反射规律”时，学生要综合运用数学学科知识探究三线位置关系、两线和法线的位置关系、两角关系。由此，教师可以确定本节课的教学难点：三线位置关系、两线和法线的位置关系、两角关系。

三、根据学情，确定教学方法

教学方法是课堂教学的服务者，尤其是学生学习的服务者。但是，当所选用的教学方法脱离学生学情时，很容易对学生的学习产生阻碍。对此，教师要依据学生学情确定教学方法。

大部分初中生的物理基础薄弱，探究能力不强，需要教师的精心指导。演示实验是教师指导学生的直接方式。在演示实验的过程中，教师不断地提出问题或任务，驱动学生自主、合作地进行实验探究，并与他人交流各自的发现。如此，学生可以借助实验现象掌握重难点内容，发展物理学科核心素养，实现深度学习。基于此，教师确定本节课的教学方法：演示法和对话法。在课堂上，教师将迁移教学经验，联系教学需要，灵活运用这两种教学方法，推动学生深度学习。

四、综合思考，明晰教学过程

教学过程包含教学步骤、教学时间、教师活动、学生活动、活动意图、多媒体选用等要素。其中，教学步骤是依据教学环节、教学内容而明确的课堂教学推进顺序。教学时间是指教师不同教学环节所分配的时间。教师活动是指教师在不同教学环节的“做”，如提问、演示、讲评等。学生活动是指学生在教师的指导下的“做”，如小组讨论、动手操作、课堂练习等。活动意图是指不同教学环节的不同活动要达成的目标，或解决的问题。多媒体选用是指在不同教学环节使用的现代信息技术。在此过程中，学生可以使用不同的方法进行学习，掌握重难点内容。对此，教师可以综合考虑教学目标、教学重难点、教学方法以及教学评价，明晰具体的教学过程。

依据“探究光的反射规律”的教学目标、教学重难点、教学方法，教师明晰本节课的教学过程。以教学环节一和教学环节二为例，教学过程见表1、表2。

表1 教学环节一——如何发现光的反射光线在什么位置？

表2 教学环节二——怎样划定入射光线和反射光线所处位置？

在教学过程设计的助力下，教师实施物理实验课堂教学，引导学生深度学习物理知识，尤其促使学生在深刻理解知识的过程中，发展学科核心素养。

五、逆向设计，明确教学评价内容

逆向设计理论强调“以终为始”，即在教学设计中，先确定学生的学习结果，再确定教学评价内容，最后设计教学活动。简言之，在逆向设计理论的指引下，教师要以教学目标为依据，明确教学评价内容，继而设计教学活动，并融入教学评价，借此确定学生的深度学习情况，进而给予有针对性的指导，帮助学生提升深度学习水平，逐步实现教学目标，增强教学效果。

在实验探究过程中，实验观察、实验操作、交流分工是必不可少的三项活动。这三项活动正是学生展现自我的具体途径，也是实现教学目标的依托。所以，教师以这三项活动为基础，联系教学目标，建立“探究光的反射规律”实验教学评价表（见表3）。在课堂上，教师将依据教学过程和学生的课堂表现融入教学评价，做到“教—学—评”一体化。

六、结束语

综上所述，有效的教学设计便于教师实施课堂教学。在课堂教学过程中，学生在教师的引导下能充分发挥主观能动性，积极思维，迁移、应用已有认知，不断地操作实验，解决相关问题，同时发展物理学科核心素养。鉴于此，在实施初中物理实验教学前，教师要以学生的深度学习为重点，以实验教学内容为基础，综合分析《课程标准》、学生学情和教学内容等，设计课堂教学目标、教学方法、教学过程及教学评价，尤其要根据学生课堂学习情况，及时调整教学活动，促进学生深度学习物理知识。