淺析初中物理探究實驗導學案設計

余 嬌，沈光先

貴州師范大學物理與電子科學學院，貴陽 550001

物理實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與實踐動手能力的主要途徑。物理實驗教學不僅是學習物理知識的基礎，也是培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)的渠道之一。然而，由于課堂時間有限、學生知識儲備少、動手能力弱等問題，讓探究實驗教學沒有真正發(fā)揮作用。基于導學案和物理探究實驗的特性與優(yōu)勢，本文將導學案運用于初中物理探究實驗教學中，希望利用導學案輔助物理探究實驗教學，提高物理實驗教學的課堂效率，同時實現(xiàn)學生自我構建物理知識體系，培養(yǎng)學生的動手能力以及科學思維。

1 導學案的概念及探究實驗導學案的優(yōu)點

導學案是教師根據(jù)教學內(nèi)容，分析學生的認知規(guī)律、知識水平，以學生為本，以課標要求為出發(fā)點和歸宿，編寫學習目標、學習內(nèi)容、學習方法、練習等的一種幫助學生自主學習的活動方案。導學案設計和使用的出發(fā)點以及歸宿都在學生的學上，導學案能幫助學生掌握學習內(nèi)容、提高效率，最終達到培養(yǎng)學生“思”“做”的學習能力［1］。

將導學案設計運用于物理探究實驗中，有其獨有的優(yōu)勢：

（1）構建實驗框架，提高實驗課堂效率。學生通過探究實驗導學案明確探究學習的目標與重難點，梳理所需基礎知識，在腦海中提前構建探究實驗。導學案為學生提供探究的思路，從而提高探究實驗的課堂效率。

（2）搭建學習支架，培養(yǎng)發(fā)散思維，提高自主探究的學習能力。課前通過預復習案，明確新舊知識的聯(lián)系；課中結合合作探究案，任務驅(qū)動與小組合作來實現(xiàn)知識與能力共同提升；課后利用拓展鞏固案，實現(xiàn)知識的生活遷移以及發(fā)散思維的培養(yǎng)［2］。

（3）反思反饋，補充學習欠缺。學習反思單是有限課堂實驗學習的必要補充［3］。將不理解的知識與實驗現(xiàn)象用書面形式反饋給老師，便于老師對該點的知識講解。對學生而言，及時對自己的學習成果進行反思，有助于樹立學習自信心，正確認識自己的不足，在學習中及時調(diào)整。

2 初中物理探究實驗導學案的設計原則

2.1 問題性與指導性相結合的原則

從學生學習情況以及知識儲備的實際情況出發(fā)，以探究目的為出發(fā)點與落腳點，設置問題切入，問題中包含探究方法或者方向的引導。內(nèi)容上要避免太過程序化，限制學生進行質(zhì)疑或提出問題，如“從上述的生活現(xiàn)象中你發(fā)現(xiàn)什么”，而不是“某種現(xiàn)象是怎么出現(xiàn)的”，讓學生從知識的接受者轉變?yōu)橹R的思考者，調(diào)動探究積極性。

2.2 知識學習與能力提升相結合的原則

在物理探究實驗導學案中，細化預習案相關物理知識內(nèi)容，為學生的實驗探究提高理論知識依據(jù)。合作探究案部分細化探究目標，設置思路參考并體現(xiàn)一定的學法指導，讓學生在探究過程中能進行知識概念、物理規(guī)律的建立，同時得到能力的提升。

2.3 學生主體性與教師主導性相結合的原則

明確學生是探究實驗學習的主體以及教師的主導作用，學生通過導學案輔助能針對所給出的物理問題或生活現(xiàn)象提出問題，并進行合理猜想，通過合作對自己的猜想進行驗證、總結。教師在導學案的設計和使用過程中，給予學生學法指導，引導學生合理假設、規(guī)范操作，引導小組合作，有序討論。

2.4 自我反思原則

在導學案的左側或者右側留下相應的空白欄，供學生在自主探究的過程中及時記錄發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或者問題，培養(yǎng)學生的自學意識［1］。在學生完成探究任務和課后鞏固后還應設置自我反思欄，讓學生進行學習的記錄與反思。

綜上所述，初中物理探究實驗導學案的設計原則主要著重于培養(yǎng)學生的科學探究能力，改變學生的學法和教師的教法。

3 探究實驗課堂導學案環(huán)節(jié)設計——以“探究平面鏡成像的特點”為例

探究實驗導學案的基本環(huán)節(jié)主要包括探究目的、探究重難點、課前預復習案、課堂合作探究、課后拓展鞏固以及反思評價等。各環(huán)節(jié)的目的和內(nèi)容如表1所示。

表1 探究實驗導學案設計

下面以“探究平面鏡成像的特點”的導學案設計為例，具體說明探究實驗導學案的設計環(huán)節(jié)。

3.1 探究目的

圍繞教學的三維目標，在導學案的一開始就直接將本實驗的探究目的以及要達到的目標逐條列出。如在“探究平面鏡成像的特點”導學案中探究目的設定為：（1）通過實驗探究總結實像與虛像概念，總結平面鏡成像的特點；（2）經(jīng)歷“平面鏡成像的特點”的實驗探究，記錄與分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度；（3）在探究“平面鏡成像的特點”中領略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”的喜悅。

3.2 探究重難點

根據(jù)所授課班級學生的具體學習情況確定探究實驗的重難點。在“探究平面鏡成像的特點”導學案中，對于層次較好的班級，重點為“自主探究平面鏡成像的特點”，難點為“用規(guī)范的物理知識解釋實像與虛像的形成原因”；而對于層次一般的班級，重點為“合作探究平面鏡成像的特點”，難點為“通過探究明白平面鏡成的像為虛像”。

3.3 課前預復習案

緊扣探究實驗的相關知識，聯(lián)系新舊知識，為探究實驗活動做基礎知識準備。側重于問題引導，減少填空類題目的設定。在“探究平面鏡成像的特點”導學案中可設置以下問題：

（1）光沿直線傳播的條件是什么？

（2）光的反射規(guī)律的內(nèi)容以及光路圖像？

（3）什么是實像？什么是虛像？

（4）可以用_______代替光屏，為什么？

3.4 課堂合作探究

物理實驗探究的主要目的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和動手操作的能力，所以課堂合作探究是探究實驗教學的主要部分，也是導學案中對學生思維培養(yǎng)和能力鍛煉的主要部分。主要分為以下幾個部分：

（1）實驗引入：物理探究實驗首先是發(fā)現(xiàn)并提出問題，然后根據(jù)已有的知識經(jīng)驗作出合理的猜測與假設。在課堂導學案部分首先應提供生活事實材料（生活視頻、文字資料、物理小實驗等）引導學生發(fā)現(xiàn)并提出問題，或者通過問題引導學生發(fā)現(xiàn)生活中的物理［4］。例如，在“探究平面鏡成像的特點”導學案中，通過生活中的“照鏡子”提供幾個思考題。

情境啟示:人們常說，生活就像一面鏡子，你對它笑，它就對你笑，你對它哭，它就對你哭。

問題：

①鏡子中的“你”真的存在嗎？

②你的臉和鏡子中“你”的臉大小相等嗎？

③你眨右眼時，鏡中的“你”也眨右眼嗎？

④逐漸改變你到鏡子的距離，“你”臉上的五官“大小”有沒有變化？

（2）實驗設計與實施：在導學案的設置中提供相應的實驗器材供學生選擇，并提出引導性問題讓學生明白所選器材的目的及作用，根據(jù)實驗原理和器材設計探究實驗的實驗步驟和具體操作方案。

例如，在“探究平面鏡成像的特點”導學案中提供的器材有：玻璃板、平面鏡、白紙、長木板、蠟燭（四支，兩兩相同）、刻度尺（直尺和三角板）。

提出的問題：

①如何確定鏡中像的位置、大??？

②驗證你的猜想需要哪些實驗器材？它們各自在本探究實驗中的作用？

（3）數(shù)據(jù)記錄、分析與總結：探究實驗的實施并不是每個或每組學生都能得出理想的結論，因此，在導學案中還應注重設計本部分。本部分包含實驗數(shù)據(jù)的分析處理、方案改進等，是發(fā)現(xiàn)新問題進一步探究學習的關鍵。充分利用最近發(fā)展區(qū)的教學原理，為下節(jié)課的學習做好鋪墊。如在“探究平面鏡成像的特點”導學案中，在數(shù)據(jù)分析后附加思考題：

①蠟燭大小關系在長時間的實驗中觀察到的現(xiàn)象逐漸與結論不符，該怎樣改進該實驗？

②實驗過程中出現(xiàn)的重影是怎么回事？玻璃板是薄點好還是厚點好？

③從實驗結論得出像與物的大小相等，但在遠離“鏡子”的過程中，看到的像卻變“小”了？

3.5 課后拓展鞏固

課后鞏固習題在設置上要體現(xiàn)梯度性，題量適中，切忌題目的堆砌。題目的設置上注重物理知識的實際運用與鞏固知識相結合。例如，在“探究平面鏡成像的特點”導學案中選擇下面兩個題目［5］，不僅培養(yǎng)了學生的愛國情懷和民族自豪感，同時體現(xiàn)了物理知識回歸生活的理念。

題1漢代初期有一本古書叫《淮南萬畢術》，書中說：“取大鏡高懸，置水盆于其下，則見四鄰矣”。圖1就是按古書上的這個記載畫的圖。水盆中裝的是_______，它相當于_______；軍事上________裝置與它的道理相類似。

圖1 題1示意圖

題2檢查視力的時候，視力表放在被測者頭部的后上方，被測者識別對面墻上鏡子里的像（圖2）。視力表在鏡中的像與被測者相距多遠？與不用平面鏡的方法相比，這樣安排有什么好處？

圖2 題2示意圖

3.6 自我反思與評價

采用結構式與開放式相結合的評價模式，從學生自我反思、生生互評、師生評價等方面對實驗探究過程以及探究結果進行評價。在導學案中應設置供學生參考的評價量表。例如，在“探究平面鏡成像的特點”導學案中設置結構式的組員互評（表2），開放式地引導學生進行自我反思。

表2 評價量表（組員互評）

4 小結

初中物理探究實驗導學案的設計與實施是教育改革在實踐中的具體體現(xiàn)，其本質(zhì)是提升學生的物理核心素養(yǎng)。在初中物理探究實驗中運用導學案，能提高物理探究實驗課堂的教學效率，同時利用導學案引導性、開放性的特點培養(yǎng)學生的自主探究學習能力、合作交流能力以及創(chuàng)新能力等。但必須注意探究實驗導學案的設計必須根據(jù)學生的能力以及知識水平進行具體分析，以此來發(fā)揮導學案的“有效”與“引導”。