深度學(xué)習(xí)理念下的初中物理問題鏈設(shè)計(jì)研究
——以“光的反射”教學(xué)為例

朱曉洪

(江蘇省江陰市教師發(fā)展中心,江蘇 江陰 214400)

1 引言

深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，是指學(xué)習(xí)者以發(fā)展高階思維和解決實(shí)際問題為目標(biāo)，以知識整合為內(nèi)容，積極主動學(xué)習(xí)新的知識和方法，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)發(fā)生的特征包括聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動與體驗(yàn)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用等。

學(xué)習(xí)者問題的解決和思維的發(fā)展離不開教師的指導(dǎo)，提問是一種重要的教學(xué)方式，問題鏈?zhǔn)墙處煘閷?shí)現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，把教材知識轉(zhuǎn)化為一連串有主題指向的問題群。

筆者以蘇科版初中物理教材中“光的反射”教學(xué)為例，通過問題鏈的設(shè)計(jì)，鋪設(shè)臺階，引起學(xué)生思考，促進(jìn)學(xué)生的深度思維。

2 創(chuàng)設(shè)情境，利用問題鏈引入課題

創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，利用問題鏈回顧舊知識引入課題，有利于引起學(xué)生的認(rèn)知沖突和有意注意，讓學(xué)生迅速投入課堂學(xué)習(xí)。

片段1：打靶游戲

問題1：光在同種均勻介質(zhì)中是怎樣傳播的？請你用光射中黑板上的“光頭強(qiáng)”。

問題2：光在傳播過程中遇到不透明的物體會怎樣？

問題3：不準(zhǔn)直接照射，想辦法讓光再次射中“光頭強(qiáng)”，請兩位同學(xué)來比一比，看誰先射中。

安全提醒：在本節(jié)課實(shí)驗(yàn)中注意激光不能射向人眼!

評析：學(xué)生已經(jīng)學(xué)過“光的直線傳播”，對光的直線傳播有了一定的認(rèn)識。利用游戲引入新課，在復(fù)習(xí)舊知識的同時，也會使學(xué)生有親切感，同時引出新的問題。學(xué)生對用鏡子反射來射中物體有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，通過比賽激發(fā)學(xué)生的競爭意識，同時也為引入光的反射作鋪墊。

3 抓住核心問題，初步體驗(yàn)光的反射

物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，通過問題引領(lǐng)，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和思維能力。

片段2：初步體驗(yàn)反射，引出關(guān)于反射的名詞

教師介紹并演示光的反射，讓學(xué)生記錄光路，建構(gòu)入射光線、反射光線、入射點(diǎn)的概念。

問題1：在什么情況下入射光與反射光重合？

問題2：當(dāng)入射光從與反射光重合的位置偏轉(zhuǎn)一定角度時，反射光的方向怎樣變化？它們可能有什么關(guān)系？

教師展示入射光與反射光重合的位置，告訴學(xué)生這就是法線的位置，并介紹法線。閱讀書本，教會學(xué)生辨別入射角和反射角。

評析：問題1和問題2是本片段的核心問題，學(xué)生在打靶游戲中必須要借助煙霧才能看見光在空氣中的傳播路徑，而且不是很清楚。教師在學(xué)生最需要的時候給出分光器，讓每位同學(xué)都能很清楚地看到入射光和反射光，記錄光路，再介紹入射光線、反射光線和入射點(diǎn)的概念。教師通過問題引導(dǎo)學(xué)生嘗試自己去選擇、安裝實(shí)驗(yàn)器材，解決問題1和問題2，為探究光的反射規(guī)律奠定基礎(chǔ)。

片段3：建立模型，提出猜想

教師讓學(xué)生用彩色竹簽表示入射光線、反射光線和法線。

教師展示幾組學(xué)生的插竹簽情況，提出問題1：為什么這么插？哪根表示入射光線、哪根表示法線、哪根表示反射光線？你發(fā)現(xiàn)它們可能有什么關(guān)系？

教師展示插在不同點(diǎn)的竹簽，提出問題2：這樣插有什么問題？

教師取一張硬紙板和2組彩色竹簽，一組竹簽在同一平面內(nèi)，一組竹簽不在同一平面內(nèi)(如圖1)，提出問題3：我把紙板放在彩色竹簽后面，會出現(xiàn)上述兩種情況，那么反射光線、入射光線、法線在不在同一平面內(nèi)？

圖1

評析：片段3中的問題2給學(xué)生提供一種教學(xué)提示，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中用彩色竹簽建立模型。教師通過對建立的模型提出問題，引起學(xué)生思考，并達(dá)成探究目標(biāo)：反射光線、入射光線、法線是否在同一平面內(nèi)？反射光線、入射光線是否分居法線兩側(cè)？反射角和入射角的大小可能有什么關(guān)系？

4 深度體驗(yàn)光的反射，利用問題歸納總結(jié)

教師通過問題，引導(dǎo)學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察、分析和描述，建立物理概念或物理規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析問題能力以及總結(jié)歸納能力。

片段4：實(shí)驗(yàn)探究，得到光的反射定律

教師介紹實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生展示安裝好的器材，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

問題1：入射角為多少度？反射角為多少度？

問題2：入射光線在哪里？反射光線在哪里？

學(xué)生總結(jié)：反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。

教師提供的紙板是可以折疊的，建議學(xué)生嘗試折一折，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

問題3：你看到了什么？

問題4：把紙板往后折，紙板上看不到反射光，那反射光去哪里了呢？

學(xué)生重新拿個紙板放在同一平面的位置，看到了反射光線。

教師解釋：紙板往后折，這時兩個紙板不在同一平面。當(dāng)把紙板放在與它(有入射光的紙板)同一平面，我們看到了反射光。說明反射光線沒有消失，它一直在這里，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。

師生總結(jié)光的反射定律，讓學(xué)生用光的反射定律修正建立的模型。

問題5：剛才光線從AO入射，反射光線是OB，若是光線從BO入射，反射光線在哪里呢？請前后兩組同學(xué)用兩只激光筆配合試一試，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

評析：教師通過問題引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并思考，總結(jié)歸納出：“反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角”，但是學(xué)生沒有自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得到反射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。教師通過語言提示，讓學(xué)生把紙板往后折，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論，從而總結(jié)出光的反射定律。

片段5：光的反射定律的應(yīng)用

問題1：這里有兩束光，它的發(fā)光點(diǎn)在哪里？

問題2：有一支蠟燭，發(fā)出兩束光，射到平面鏡上，發(fā)生了什么？

問題3：如何畫出它的反射光線？

問題4：如果只有這兩條光線，它的發(fā)光點(diǎn)在哪里？這是真的發(fā)光點(diǎn)嗎？它其實(shí)是什么？

評析：通過問題鏈的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生應(yīng)用光的反射定律作圖，探尋人眼看到平面鏡成像的原因，深化對光的反射定律的認(rèn)識。

5 實(shí)驗(yàn)演示，利用問題鏈分析歸類

分類是指按照事物的性質(zhì)來劃分類別，通過活動中觀察到的不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對反射進(jìn)行分類，得到不同的反射的類型。

片段6:反射的分類

創(chuàng)設(shè)情境：我們能看到發(fā)光的物體，也能看到發(fā)光物體在平面鏡中成的像，但生活中更多的是不發(fā)光的物體，你又是怎樣看到它們的呢？

問題1：用強(qiáng)光手電筒照亮鑲有鏡子的白色泡沫塑料，你看到了什么？手電筒發(fā)出的光射向平面鏡和泡沫塑料都發(fā)生了反射，為什么看到的現(xiàn)象不同？

問題2：請摸一下泡沫塑料和鏡子表面，兩者有什么不同？

教師解釋：不同的物體表面對光的反射是有差異的。

問題3：平行光射向鏡子表面，你看到了什么？

問題4：平行光射到粗糙的、凹凸不平的物體表面上呢？

教師解釋：光射到粗糙的、凹凸不平的物體表面上產(chǎn)生的反射叫漫反射，由于反射光射向各個不同的方向，我們能在各個方向上看見本身不發(fā)光的物體。鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律。

評析：通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受到不同物體表面對光的反射是有差異的，再通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生切實(shí)感受到平行光照到不同的物體上時發(fā)生的反射不同，有鏡面反射和漫反射之分。

6 結(jié)語

問題是思維的源泉，問題鏈的設(shè)計(jì)要有梯度，符合螺旋上升的原則，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，確保問題處于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。利用直觀的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，通過問題鏈的設(shè)置，有助于學(xué)生積極投入課堂，深度發(fā)展學(xué)生的思維，抓住規(guī)律的本質(zhì)，形成物理觀念，從而促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。