深度学习理念下的初中物理问题链设计研究——以“光的反射”教学为例

朱晓洪

(江苏省江阴市教师发展中心,江苏 江阴 214400)

1 引言

深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以发展高阶思维和解决实际问题为目标，以知识整合为内容，积极主动学习新的知识和方法，并将它们融入原有的认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习。深度学习发生的特征包括联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用等。

学习者问题的解决和思维的发展离不开教师的指导，提问是一种重要的教学方式，问题链是教师为实现特定的教学目标，根据学生的认知水平和学习经验，把教材知识转化为一连串有主题指向的问题群。

笔者以苏科版初中物理教材中“光的反射”教学为例，通过问题链的设计，铺设台阶，引起学生思考，促进学生的深度思维。

2 创设情境，利用问题链引入课题

创设合理的教学情境，利用问题链回顾旧知识引入课题，有利于引起学生的认知冲突和有意注意，让学生迅速投入课堂学习。

片段1：打靶游戏

问题1：光在同种均匀介质中是怎样传播的？请你用光射中黑板上的“光头强”。

问题2：光在传播过程中遇到不透明的物体会怎样？

问题3：不准直接照射，想办法让光再次射中“光头强”，请两位同学来比一比，看谁先射中。

安全提醒：在本节课实验中注意激光不能射向人眼!

评析：学生已经学过“光的直线传播”，对光的直线传播有了一定的认识。利用游戏引入新课，在复习旧知识的同时，也会使学生有亲切感，同时引出新的问题。学生对用镜子反射来射中物体有一定的生活经验，通过比赛激发学生的竞争意识，同时也为引入光的反射作铺垫。

3 抓住核心问题，初步体验光的反射

物理教学离不开实验，通过问题引领，帮助学生设计实验，有利于培养学生设计实验的能力和思维能力。

片段2：初步体验反射，引出关于反射的名词

教师介绍并演示光的反射，让学生记录光路，建构入射光线、反射光线、入射点的概念。

问题1：在什么情况下入射光与反射光重合？

问题2：当入射光从与反射光重合的位置偏转一定角度时，反射光的方向怎样变化？它们可能有什么关系？

教师展示入射光与反射光重合的位置，告诉学生这就是法线的位置，并介绍法线。阅读书本，教会学生辨别入射角和反射角。

评析：问题1和问题2是本片段的核心问题，学生在打靶游戏中必须要借助烟雾才能看见光在空气中的传播路径，而且不是很清楚。教师在学生最需要的时候给出分光器，让每位同学都能很清楚地看到入射光和反射光，记录光路，再介绍入射光线、反射光线和入射点的概念。教师通过问题引导学生尝试自己去选择、安装实验器材，解决问题1和问题2，为探究光的反射规律奠定基础。

片段3：建立模型，提出猜想

教师让学生用彩色竹签表示入射光线、反射光线和法线。

教师展示几组学生的插竹签情况，提出问题1：为什么这么插？哪根表示入射光线、哪根表示法线、哪根表示反射光线？你发现它们可能有什么关系？

教师展示插在不同点的竹签，提出问题2：这样插有什么问题？

教师取一张硬纸板和2组彩色竹签，一组竹签在同一平面内，一组竹签不在同一平面内(如图1)，提出问题3：我把纸板放在彩色竹签后面，会出现上述两种情况，那么反射光线、入射光线、法线在不在同一平面内？

图1

评析：片段3中的问题2给学生提供一种教学提示，让学生在实验中用彩色竹签建立模型。教师通过对建立的模型提出问题，引起学生思考，并达成探究目标：反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内？反射光线、入射光线是否分居法线两侧？反射角和入射角的大小可能有什么关系？

4 深度体验光的反射，利用问题归纳总结

教师通过问题，引导学生对物理现象的观察、分析和描述，建立物理概念或物理规律，有利于培养学生的观察能力、分析问题能力以及总结归纳能力。

片段4：实验探究，得到光的反射定律

教师介绍实验器材，让学生展示安装好的器材，并进行实验。

问题1：入射角为多少度？反射角为多少度？

问题2：入射光线在哪里？反射光线在哪里？

学生总结：反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

教师提供的纸板是可以折叠的，建议学生尝试折一折，学生进行实验。

问题3：你看到了什么？

问题4：把纸板往后折，纸板上看不到反射光，那反射光去哪里了呢？

学生重新拿个纸板放在同一平面的位置，看到了反射光线。

教师解释：纸板往后折，这时两个纸板不在同一平面。当把纸板放在与它(有入射光的纸板)同一平面，我们看到了反射光。说明反射光线没有消失，它一直在这里，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

师生总结光的反射定律，让学生用光的反射定律修正建立的模型。

问题5：刚才光线从AO入射，反射光线是OB，若是光线从BO入射，反射光线在哪里呢？请前后两组同学用两只激光笔配合试一试，学生进行实验。

评析：教师通过问题引导学生观察实验现象并思考，总结归纳出：“反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角”，但是学生没有自主设计实验，得到反射光线、入射光线、法线在同一平面内。教师通过语言提示，让学生把纸板往后折，观察现象，得出结论，从而总结出光的反射定律。

片段5：光的反射定律的应用

问题1：这里有两束光，它的发光点在哪里？

问题2：有一支蜡烛，发出两束光，射到平面镜上，发生了什么？

问题3：如何画出它的反射光线？

问题4：如果只有这两条光线，它的发光点在哪里？这是真的发光点吗？它其实是什么？

评析：通过问题链的设计，激发学生的思维，让学生应用光的反射定律作图，探寻人眼看到平面镜成像的原因，深化对光的反射定律的认识。

5 实验演示，利用问题链分析归类

分类是指按照事物的性质来划分类别，通过活动中观察到的不同的实验现象，根据实验现象对反射进行分类，得到不同的反射的类型。

片段6:反射的分类

创设情境：我们能看到发光的物体，也能看到发光物体在平面镜中成的像，但生活中更多的是不发光的物体，你又是怎样看到它们的呢？

问题1：用强光手电筒照亮镶有镜子的白色泡沫塑料，你看到了什么？手电筒发出的光射向平面镜和泡沫塑料都发生了反射，为什么看到的现象不同？

问题2：请摸一下泡沫塑料和镜子表面，两者有什么不同？

教师解释：不同的物体表面对光的反射是有差异的。

问题3：平行光射向镜子表面，你看到了什么？

问题4：平行光射到粗糙的、凹凸不平的物体表面上呢？

教师解释：光射到粗糙的、凹凸不平的物体表面上产生的反射叫漫反射，由于反射光射向各个不同的方向，我们能在各个方向上看见本身不发光的物体。镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。

评析：通过演示实验，让学生感受到不同物体表面对光的反射是有差异的，再通过演示实验让学生切实感受到平行光照到不同的物体上时发生的反射不同，有镜面反射和漫反射之分。

6 结语

问题是思维的源泉，问题链的设计要有梯度，符合螺旋上升的原则，符合学生的认知特点，确保问题处于学生的最近发展区。利用直观的实验创设问题情境，通过问题链的设置，有助于学生积极投入课堂，深度发展学生的思维，抓住规律的本质，形成物理观念，从而促进深度学习。