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

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