趙繼鳳

【摘要】《義務(wù)教育物理課程標準（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，綱要強調(diào)物理學(xué)科不僅要培養(yǎng)學(xué)生的知識體系，還要重視物理學(xué)思維及探究活動的教育[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成目的呢？筆者以“光的折射”教學(xué)為例進行論述[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，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)過八年級物理課程，但通過生活化情境聯(lián)想對“光的折射”也是十分了解，但是“了解”不等于“認識”，“認識”不等于“理解”，大部分學(xué)生對折射現(xiàn)象的理解只停留在表層，并未形成在本質(zhì)上的深刻認識.為了帶領(lǐng)學(xué)生深刻理解光折射的科學(xué)本質(zhì)，本文將以實驗演示為主，借助多媒體演示為輔，旨在使學(xué)生通過對現(xiàn)象的觀察和對比，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上冊第三章第四節(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”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驗探究使學(xué)生掌握光折射的特點，同時為第四單元“透鏡及其應(yīng)用”的教學(xué)打下扎實基礎(chǔ).在此之前學(xué)生們在“光現(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、大目標視域下進行分析，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)其獨到的學(xué)科育人價值，它以培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為總目標，在具體的實踐過程中，必須以教材和基本學(xué)情為出發(fā)點.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，且以生活化情境為出發(fā)點，通過場景引導(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)的重點和難點上，光的折射定律是光學(xué)的基礎(chǔ)部分也是重點部分，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)并運用該部分知識解釋生活中的折射現(xiàn)象，這將是學(xué)生對“光的折射”的認識上的一次巨大升華，因此對生活中光折射現(xiàn)象的教學(xué)解釋過程，將成為學(xué)生學(xué)習(xí)的重點和難點.

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)生知識體系之時，加強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?shù)姆绞胶头椒ㄕ{(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性為“導(dǎo)”，如此“一引一導(dǎo)”便架設(shè)了新知識和舊知識之間的橋梁，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，引起了學(xué)生自主渴求知識的欲望.

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，安徽黃山驚現(xiàn)海市蜃樓，此時江面的水霧之中漂浮著一座城市，不一會兒，江岸上的燈亮了，海市蜃樓中的燈也跟著亮了，此時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，這時他說道：“因為這光有折射，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進行解釋.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)實生活之中，那么請問有哪位同學(xué)可以對以上物理現(xiàn)象進行解釋呢？

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，因為這光有折射，所以大家看到的魚不是魚，是魚的影子，所以要往實際看到的位置下方扎.

設(shè)計意圖 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，對提高學(xué)生的知識遷移能力、應(yīng)用能力起著至關(guān)重要的作用.同時，通過學(xué)生A和學(xué)生B的回答可以分析出基本學(xué)情，此時學(xué)生對光的折射的認識還停留在表層，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 通過實踐探究，學(xué)習(xí)新知

很多教師“輕實踐探究，重知識傳授”，這是因為，這部分教師以應(yīng)試為出發(fā)點，缺少物理本質(zhì)觀，不能看到物理實驗可以檢驗學(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“實踐是檢驗真理的唯一標準”，這句話深刻揭露了實踐探究的本質(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 準備一個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，當一束激光照射到水面上時，冒出來的熱氣，就可以顯示出空氣中的光路，增強實驗的可視性，加強學(xué)生們的感官體驗.

教師 當一束光線射入到水中時，請各位同學(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，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”，對于水平鏡面反射成像這方面的知識比較熟悉，可誰能解釋為什么光沿直線傳播時射入水面會發(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 在此次實驗演示中，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，當光從一種介質(zhì)進入到另一種介質(zhì)中時，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)計意圖 光在空氣中和光在水中的傳播路徑，這一知識點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實驗演示，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)生初步認識、理解“光的折射”以后，通過實驗演示的方式，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)語對光的折射現(xiàn)象進行解釋，這將為進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，進一步提升學(xué)生各項綜合能力，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 當增大入射角時，折射角有什么改變？

問題探究4 光線呈90°垂直射入水中時，傳播方向發(fā)生什么變化？

教師點撥 請各位同學(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，以實踐或推理等方式對以上4個問題進行探究.

設(shè)計意圖 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)生一種個人的思想和認識；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.如果沒有這一先后過程，學(xué)生沒有形成個人的思想和看法，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 當光線垂直射入時，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)利用實驗設(shè)備進行實踐演示，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，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 還有需要補充的嗎？

學(xué)生A 折射時光路可逆.

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，此時需要在池底安裝激光氛圍燈，當噴泉池內(nèi)沒有水時，激光燈打開以后，右邊會形成一個亮點S，如果加滿水人會看到S點發(fā)生什么樣的變化？請作圖回答此問題.

4 結(jié)語

在初中物理的課程教學(xué)中，物理學(xué)科的育人目標和價值，從來不只是知識和能力的傳授，更多的是在過程和方法之中，滲透了情感態(tài)度與價值觀的教育，這種注重“知識能力”“過程方法”“情感態(tài)度與價值觀”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：

[1]陽洪超.滲透科學(xué)本質(zhì)觀的高中物理教學(xué)策略探析——以“能量守恒定律與能源”為例[J].數(shù)理化解題研究，2022（24）：59-61.

[2]武志偉，蘇玉成.中美課程標準關(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)計與優(yōu)化研究——評《初中物理課堂教學(xué)設(shè)計透視與導(dǎo)引》[J].教育理論與實踐，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.