趙繼鳳

【摘要】《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》頒布以后，全國各地爭先開展了相關(guān)課題研究活動(dòng)，綱要強(qiáng)調(diào)物理學(xué)科不僅要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)體系，還要重視物理學(xué)思維及探究活動(dòng)的教育[1]，使學(xué)生具備科學(xué)物理觀及探究精神等必備品格，達(dá)到“培根鑄魂，啟智增慧”的教育目的.教師該如何在課堂這一載體中達(dá)成目的呢？筆者以“光的折射”教學(xué)為例進(jìn)行論述[2].

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；物理本質(zhì)觀；初中物理

“光的折射”是歷年來命題人?？嫉闹攸c(diǎn)，也是初中物理學(xué)科最重要的概念之一，相信很多學(xué)生即使沒有學(xué)習(xí)過八年級(jí)物理課程，但通過生活化情境聯(lián)想對(duì)“光的折射”也是十分了解，但是“了解”不等于“認(rèn)識(shí)”，“認(rèn)識(shí)”不等于“理解”，大部分學(xué)生對(duì)折射現(xiàn)象的理解只停留在表層，并未形成在本質(zhì)上的深刻認(rèn)識(shí).為了帶領(lǐng)學(xué)生深刻理解光折射的科學(xué)本質(zhì)，本文將以實(shí)驗(yàn)演示為主，借助多媒體演示為輔，旨在使學(xué)生通過對(duì)現(xiàn)象的觀察和對(duì)比，深入學(xué)習(xí)理解光折射的本質(zhì)并培養(yǎng)其物理核心素養(yǎng).

1 核心素養(yǎng)視域下教材文本分析

“光的折射”是魯教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第三章第四節(jié)的內(nèi)容，該部分內(nèi)容是最基礎(chǔ)、最常見也是最重要的光現(xiàn)象之一，教學(xué)內(nèi)容主要包括“光折射的概念”“光折射的特點(diǎn)”及“生活中光折射現(xiàn)象的解釋”等三大塊內(nèi)容，其核心目的是通過實(shí)驗(yàn)探究使學(xué)生掌握光折射的特點(diǎn)，同時(shí)為第四單元“透鏡及其應(yīng)用”的教學(xué)打下扎實(shí)基礎(chǔ).在此之前學(xué)生們?cè)凇肮猬F(xiàn)象”這一單元內(nèi)先后學(xué)習(xí)了“光的直線傳播”“光的反射”和“平明鏡成像”三部分的內(nèi)容，在大單元、大目標(biāo)視域下進(jìn)行分析，教材編著者意圖以“探尋光是怎樣傳播的”為線索，先后學(xué)習(xí)“光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”和“兩種介質(zhì)分界面上光的反射和折射”，分多個(gè)步驟和階段一步一步地由簡到難，由此看來“光的折射”具有承上啟下的作用，在接下來的教學(xué)中，如果有需要，可利用“溫故知新，知識(shí)遷移”的方式，培養(yǎng)學(xué)生“舉一反三、類比遷移”的能力.

2 核心素養(yǎng)視域下基本學(xué)情分析

物理教學(xué)致力于體現(xiàn)其獨(dú)到的學(xué)科育人價(jià)值，它以培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為總目標(biāo)，在具體的實(shí)踐過程中，必須以教材和基本學(xué)情為出發(fā)點(diǎn).而從基本學(xué)情上分析，正如前文所述，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過“光的直線傳播”及“光的反射”等知識(shí)，且以生活化情境為出發(fā)點(diǎn)，通過場(chǎng)景引導(dǎo)和聯(lián)想，學(xué)生可以在生活中找到很多常見的折射現(xiàn)象，這都將為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).在教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)上，光的折射定律是光學(xué)的基礎(chǔ)部分也是重點(diǎn)部分，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)并運(yùn)用該部分知識(shí)解釋生活中的折射現(xiàn)象，這將是學(xué)生對(duì)“光的折射”的認(rèn)識(shí)上的一次巨大升華，因此對(duì)生活中光折射現(xiàn)象的教學(xué)解釋過程，將成為學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn).

3 物理本質(zhì)觀培養(yǎng)——以“光的折射”為例

要發(fā)揮物理學(xué)科的育人作用，轉(zhuǎn)變思想觀念是最重要的一環(huán)，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育影響，目前物理課程的教學(xué)，多停留在知識(shí)體系傳授這一層面[3]，忽視了學(xué)生物理本質(zhì)的培養(yǎng)和把握，使學(xué)生養(yǎng)成了“只見樹木，不見森林”的壞習(xí)慣.因此在接下來的課程教學(xué)演示中，應(yīng)充分發(fā)揮并重視學(xué)生的主體作用，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境引入新知、實(shí)踐探究學(xué)習(xí)新知、提升學(xué)生能力拓展延伸等方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在傳授學(xué)生知識(shí)體系之時(shí)，加強(qiáng)其思維能力等方面的培養(yǎng).

3.1 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，引入新知

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方法，一般被應(yīng)用于導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)，如“生活化情景”的課堂導(dǎo)入，選取生活中學(xué)生可以觸碰到的熟悉事物為“引”，選擇適當(dāng)?shù)姆绞胶头椒ㄕ{(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性為“導(dǎo)”，如此“一引一導(dǎo)”便架設(shè)了新知識(shí)和舊知識(shí)之間的橋梁，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，引起了學(xué)生自主渴求知識(shí)的欲望.

課件演示1 “海市蜃樓掛江邊，晝夜景觀全呈現(xiàn)”，山東衛(wèi)視早新聞播報(bào)，安徽黃山驚現(xiàn)海市蜃樓，此時(shí)江面的水霧之中漂浮著一座城市，不一會(huì)兒，江岸上的燈亮了，海市蜃樓中的燈也跟著亮了，此時(shí)有大量市民圍觀拍攝這一奇景.

課件演示2 騰訊視頻熱播電視劇《功勛》中有這樣一個(gè)片段，在食用物資奇缺的情況下，雷佳音飾演的科學(xué)家在一條河中捕魚，這時(shí)他說道：“因?yàn)檫@光有折射，所以大家看到的魚不是魚，是魚的影子，往下扎，大概低3.1厘米左右”.

教師 物理來源于生活，又應(yīng)用于生活，所以在生活中的很多現(xiàn)象，完全可以用物理知識(shí)進(jìn)行解釋.如課件演示1和課件演示2中的內(nèi)容所示，其內(nèi)容完全取材于現(xiàn)實(shí)生活之中，那么請(qǐng)問有哪位同學(xué)可以對(duì)以上物理現(xiàn)象進(jìn)行解釋呢？

學(xué)生A 海市蜃樓是一種自然現(xiàn)象，西方把海市蜃樓看作魔鬼的化身，是一種不吉的征兆；而中國則把海市蜃樓視作仙境，秦始皇曾多次派人去蓬萊求取仙藥.

學(xué)生B 正如科學(xué)家解釋的那樣，因?yàn)檫@光有折射，所以大家看到的魚不是魚，是魚的影子，所以要往實(shí)際看到的位置下方扎.

設(shè)計(jì)意圖 在課件演示1和課件演示2中，其內(nèi)容都是與學(xué)生生活息息相關(guān)的，學(xué)生看得見、摸得著，可以自由觸碰，這種生活化的情景導(dǎo)入，對(duì)提高學(xué)生的知識(shí)遷移能力、應(yīng)用能力起著至關(guān)重要的作用.同時(shí)，通過學(xué)生A和學(xué)生B的回答可以分析出基本學(xué)情，此時(shí)學(xué)生對(duì)光的折射的認(rèn)識(shí)還停留在表層，無法用物理專業(yè)術(shù)語去解釋表述光的折射現(xiàn)象，這為教師接下來的教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)[4].

3.2 通過實(shí)踐探究，學(xué)習(xí)新知

很多教師“輕實(shí)踐探究，重知識(shí)傳授”，這是因?yàn)椋@部分教師以應(yīng)試為出發(fā)點(diǎn)，缺少物理本質(zhì)觀，不能看到物理實(shí)驗(yàn)可以檢驗(yàn)學(xué)生“信息收集能力”和“信息處理能力”這關(guān)鍵一環(huán).正所謂“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，這句話深刻揭露了實(shí)踐探究的本質(zhì)，在這一過程中，學(xué)生的溝通合作能力得以提升，實(shí)踐應(yīng)用能力得以培養(yǎng)，探究精神及核心素養(yǎng)得以發(fā)展（如例1）.

例1 準(zhǔn)備一個(gè)演示使用的透明玻璃魚缸，在魚缸內(nèi)注滿以一定比例混合過墨水的熱水，當(dāng)一束激光照射到水面上時(shí)，冒出來的熱氣，就可以顯示出空氣中的光路，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視性，加強(qiáng)學(xué)生們的感官體驗(yàn).

教師 當(dāng)一束光線射入到水中時(shí)，請(qǐng)各位同學(xué)觀察現(xiàn)象，告訴我發(fā)生了什么事？（①先把激光平射，讓學(xué)生觀察光路；②然后慢慢變換角度，使激光斜著射入，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象.）

學(xué)生C 激光斜著射入熱水中以后發(fā)生了偏折.

學(xué)生D 激光斜著射入熱水中時(shí)，還產(chǎn)生了一條反射光線.

教師 各位同學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)過了“光的反射”，對(duì)于水平鏡面反射成像這方面的知識(shí)比較熟悉，可誰能解釋為什么光沿直線傳播時(shí)射入水面會(huì)發(fā)生偏折呢？誰還記得光沿直線傳播的條件是什么？

學(xué)生B 條件是同種均勻介質(zhì).

教師 在此次實(shí)驗(yàn)演示中，我們看到的現(xiàn)象，是同種均勻介質(zhì)嗎？

學(xué)生B 當(dāng)然不是.

教師 由此現(xiàn)象可以分析，光無法沿直線傳播的原因，是光發(fā)生了折射現(xiàn)象，所以才導(dǎo)致了光線的偏折，由此可以引出光的折射概念，當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)中時(shí)，光線所發(fā)生的偏折現(xiàn)象，我們可以稱之為光的折射.

設(shè)計(jì)意圖 光在空氣中和光在水中的傳播路徑，這一知識(shí)點(diǎn)如果單純地靠嘴巴去講，教師很難充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也很難有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.但是通過此次的例1實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生直觀地看到了光的折射現(xiàn)象及發(fā)展過程，這極大地豐富了學(xué)生們的認(rèn)知表象，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力及推理能力.

3.3 提升學(xué)生能力，拓展延伸

學(xué)生初步認(rèn)識(shí)、理解“光的折射”以后，通過實(shí)驗(yàn)演示的方式，使學(xué)生觀察光線斜射入水中的現(xiàn)象，通過研究“入射光線”“反射光線”“折射光線”“界面法線”之間的關(guān)系，學(xué)生已經(jīng)能夠使用專業(yè)術(shù)語對(duì)光的折射現(xiàn)象進(jìn)行解釋，這將為進(jìn)一步研究光的折射規(guī)律打下基礎(chǔ)，下面將以問題探究的方式，進(jìn)一步提升學(xué)生各項(xiàng)綜合能力，發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng).

問題探究1 入射光線、折射光線和法線之間的位置關(guān)系是什么？

問題探究2 比較入射角和折射角之間的大小關(guān)系是什么？

問題探究3 當(dāng)增大入射角時(shí)，折射角有什么改變？

問題探究4 光線呈90°垂直射入水中時(shí)，傳播方向發(fā)生什么變化？

教師點(diǎn)撥 請(qǐng)各位同學(xué)通過自主學(xué)習(xí)、自主探究、合作學(xué)習(xí)、合作探究的方式，以實(shí)踐或推理等方式對(duì)以上4個(gè)問題進(jìn)行探究.

設(shè)計(jì)意圖 ①先“自主學(xué)習(xí)、探究”的目的是讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和探究產(chǎn)生一種個(gè)人的思想和認(rèn)識(shí)；②、后“合作學(xué)習(xí)、探究”的目的是讓學(xué)生通過合作交流，思維發(fā)生摩擦和碰撞，以此制造沖突和矛盾點(diǎn).如果沒有這一先后過程，學(xué)生沒有形成個(gè)人的思想和看法，那在合作交流環(huán)節(jié)中，學(xué)生又該交流些什么呢？

小組1 折射光線和入射光線在法線兩側(cè)，且是在不同物質(zhì)中.

小組2 折射光線、入射光線、法線在同一平面.

小組3 折射角隨入射角的增大而增大，且折射角小于入射角.

小組4 當(dāng)光線垂直射入時(shí)，雖兩種介質(zhì)不同，但光的傳播方向不變[5].

問題探究5 繼續(xù)利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐演示，讓激光從水底射入，從空氣射出，繼續(xù)觀察入射光線、折射光線、法線之間的關(guān)系.

設(shè)計(jì)意圖 很多學(xué)生包括教師喜歡并習(xí)慣沿著事物發(fā)展的正方向思考問題、尋求問題解決的方法，其實(shí)，很多問題從逆向思維考慮，讓激光從水底射入，從空氣中射出，把結(jié)論往前推導(dǎo)，進(jìn)行逆向思考，就可以使問題簡單化，并獲得全新的思路.

學(xué)生A 發(fā)現(xiàn)入射角隨著折射角的增大而增大，且折射角大于入射角.

教師 還有需要補(bǔ)充的嗎？

學(xué)生A 折射時(shí)光路可逆.

教師 非常正確，由此我們便總結(jié)出了光的折射規(guī)律.

布置作業(yè)1 有一束光從空氣射入，又從某一透明介質(zhì)射出時(shí)發(fā)生反射和折射，已知入射光與分界面夾角為35°，若折射光線和反射光線垂直，那么反射光線與入射光線夾角是多少？折射角是多少？

布置作業(yè)2 我校新建一噴泉，此時(shí)需要在池底安裝激光氛圍燈，當(dāng)噴泉池內(nèi)沒有水時(shí)，激光燈打開以后，右邊會(huì)形成一個(gè)亮點(diǎn)S，如果加滿水人會(huì)看到S點(diǎn)發(fā)生什么樣的變化？請(qǐng)作圖回答此問題.

4 結(jié)語

在初中物理的課程教學(xué)中，物理學(xué)科的育人目標(biāo)和價(jià)值，從來不只是知識(shí)和能力的傳授，更多的是在過程和方法之中，滲透了情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育，這種注重“知識(shí)能力”“過程方法”“情感態(tài)度與價(jià)值觀”的教育是三位一體教學(xué)，是學(xué)生全方位發(fā)展的基本條件，是理論與實(shí)踐相結(jié)合所獲得的，只有全方位發(fā)展才能培養(yǎng)高分高能的學(xué)生，才可以讓核心素養(yǎng)之花愈發(fā)地茂盛.

參考文獻(xiàn)：

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[2]武志偉，蘇玉成.中美課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的比較研究——以中學(xué)物理為例[J].物理教師，2018，39（07）：62-65.

[3]郭觀彬.核心素養(yǎng)下初中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究——評(píng)《初中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)透視與導(dǎo)引》[J].教育理論與實(shí)踐，2022，42（23）：65.

[4]陳棟，季衛(wèi)新.研究性備課：初中物理核心素養(yǎng)之學(xué)生思維能力的培養(yǎng)——以“凸透鏡成像的規(guī)律”重難點(diǎn)突破為例[J].物理教師，2019，40（04）：36-39.

[5]黃鵬.基于探究式教學(xué)提升學(xué)生核心素養(yǎng)——以初中物理“光的折射”為例[J].物理教師，2018，39（10）：34-37.