中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-0333(2025)21-0073-03
一直以來,高中物理復(fù)習(xí)課是單一的,由教師設(shè)置練習(xí)題,學(xué)生被動(dòng)地做題,做完后再進(jìn)行總結(jié)和糾錯(cuò),學(xué)生完全陷入了“題海”,所謂高考不終,做題不止.這一做法與新課程、新高考理念背道而馳,學(xué)生只是在被動(dòng)地接受知識(shí),知識(shí)再現(xiàn)“猶抱琵琶半遮面”,學(xué)生內(nèi)化的知識(shí)程度低1.而新高考物理復(fù)習(xí)課的真正目的在于幫助學(xué)生完成知識(shí)框架的自主建構(gòu),通過知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu),把高中物理涉及的基本知識(shí)和基本技能串起來,做到綱舉自張.通過自主構(gòu)建這一過程的體驗(yàn),學(xué)生的思維品質(zhì)和問題解決的能力都得到質(zhì)的升華[2].
光沿直線傳播是幾何光學(xué)解題的根本,幾何光學(xué)就是用幾何方法探究光在不同介質(zhì)中的傳播,知識(shí)點(diǎn)主要包含光的反射、折射和全反射現(xiàn)象,知識(shí)難度不大.近幾年高考中幾何光學(xué)出現(xiàn)頻率很高,是高考的一大熱點(diǎn)[3].筆者經(jīng)由實(shí)踐教學(xué)的體驗(yàn),逐漸地探索出一條“實(shí)驗(yàn)還原一問題情境一原理剖析—變式拓展”的新型教學(xué)路徑,此路徑巧妙激發(fā)了學(xué)生的復(fù)習(xí)熱情,精準(zhǔn)提升了復(fù)習(xí)的指向性與時(shí)效性現(xiàn)將這種做法與大家分享.
1" 演示小實(shí)驗(yàn),驅(qū)動(dòng)問題產(chǎn)生
在高三的復(fù)習(xí)課堂中,如果教師采取“溫故習(xí)題”的形式來引人現(xiàn)象,學(xué)生會(huì)感到很熟悉.筆者首先演示了選修一84頁(yè)第6題的小實(shí)驗(yàn),如圖1所示,并提出兩個(gè)問題
問題1:你觀察到了什么現(xiàn)象?
問題2:如何解釋上述現(xiàn)象?
設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)課沒有用習(xí)題引入,超出學(xué)生的預(yù)期.通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)情境和直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生的好奇心受到激勵(lì).學(xué)生在興趣的驅(qū)動(dòng)下注意力自然地集聚到了一個(gè)思維點(diǎn)“光的折射”,本節(jié)課要探究的問題自然而然得以生成
2 光的折射
例1生活中經(jīng)常可以見到一種帶圓柱形濾網(wǎng)的茶壺.當(dāng)茶壺中放入水,濾網(wǎng)在水上面和水下面的效果,如圖2所示
問題1:請(qǐng)根據(jù)圖2中所示的現(xiàn)象建構(gòu)出合適的光學(xué)模型,畫出光路圖(俯視圖).
問題2:推導(dǎo)出水的折射率的表達(dá)式.
問題3:依據(jù)此圖,利用刻度尺測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算出水的折射率.
設(shè)計(jì)意圖很多高中物理習(xí)題缺乏物理教育情境的真實(shí)性,難以有效培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)物理問題的能力.例1中呈現(xiàn)的原始物理問題較好地考查了學(xué)生的觀察能力、空間思維能力和模型建構(gòu)能力,并且通過設(shè)置探究問題,給學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì),提高了其科學(xué)探究的能力.
解析 通過圖3可以看出,茶葉濾網(wǎng)在水中的像的邊緣與出射光線 AD 的反向延長(zhǎng)線相切,茶葉濾網(wǎng)與人射光線 CA 相切.水的折射率 n 等于折射角 α 的正弦與入射角 β 的正弦的比,也等于圓柱形茶葉濾網(wǎng)水中像的半徑與圓柱形茶葉濾網(wǎng)半徑的比,即
3 光的全反射
例2某同學(xué)在做水流導(dǎo)光實(shí)驗(yàn)時(shí),用激光水 —74—
平射向塑料瓶小孔,可觀察到光在水流內(nèi)傳播.如圖4所示,已知水的折射率 ,小孔直徑 d=7mm ,重力加速度
,瓶?jī)?nèi)水足夠多,忽略空氣對(duì)水的阻力.若要順利完成此實(shí)驗(yàn)使水平射入的激光被約束在水流中,求:A處流出的水流速度應(yīng)滿足什么條件?
問題1:你觀察到了什么現(xiàn)象?
問題2:光為什么“被約束在水流中”?
問題3:水流速度大一點(diǎn)好還是小一點(diǎn)好?
設(shè)計(jì)意圖通過實(shí)驗(yàn)還原情境,如圖5所示,該方法增加了學(xué)生體驗(yàn)感,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,改變了填鴨式講授實(shí)驗(yàn)原理的做法.教師引導(dǎo)學(xué)生把物理情境轉(zhuǎn)化為物理問題,培養(yǎng)了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的敏銳性,發(fā)展了學(xué)生的核心素養(yǎng).
解析 當(dāng)通過小孔最底端的光線在水流外側(cè)發(fā)生全反射時(shí),所有光線都能在水流中傳播.此時(shí)入射角為 c ,如圖6所示
從 A 處出來的水做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 ,由
得
由速度矢量三角形得
解得
所以,當(dāng)
時(shí)不漏光.
例3如圖7所示,一容器內(nèi)裝有深為 h 的某透明液體,底部有一點(diǎn)光源 k 可向各個(gè)方向發(fā)光,該透明液體的折射率為 n ,已知真空中光的傳播速度為 c.c. 求:液面上有光射出的區(qū)域的面積 s
問題1:為什么只有部分液面有光射出?
問題2:液面有光射出的區(qū)域是什么形狀?
問題3:如何確定臨界光線?
設(shè)計(jì)意圖根據(jù)圖8和圖9的實(shí)驗(yàn)還原,教師引導(dǎo)學(xué)生將題目中的情境與光的全反射聯(lián)系起來,從而自我完善知識(shí)結(jié)構(gòu),提升讀題、分析和表達(dá)的能力,促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成,發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng).
解析 設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為 c ,有 sinC= 由幾何關(guān)系可知
所以液面上有光射出的面積
基于上面“幾何光學(xué)”的復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐表明,如果將實(shí)驗(yàn)情境與物理復(fù)習(xí)課堂相融合,可以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的素養(yǎng)教學(xué).還原實(shí)驗(yàn)情境不僅能讓學(xué)生對(duì)光的折射和全反射等教學(xué)內(nèi)容有深入地理解,形成光在界面上的折射、全反射模型,還提高了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力,有助于其樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,有效促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.
4 結(jié)束語
總而言之,高中物理復(fù)習(xí)絕非陷入“題?!钡拿つ縿谧?,“題海戰(zhàn)術(shù)”早已令師生雙方疲憊不堪,新課改呼喚著物理知識(shí)的自然生成與學(xué)生自主探索、親身實(shí)踐的多元化學(xué)習(xí)之旅.面對(duì)復(fù)習(xí)課堂,教師急需摒棄單調(diào)、刻板、低效的傳統(tǒng)模式,讓復(fù)習(xí)的切入點(diǎn)化作啟迪學(xué)生智慧的火花,催生思維活力的種子.
在備課的過程中,教師通過實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)物理情境、問題引領(lǐng)、變式拓展等靈動(dòng)環(huán)節(jié),讓復(fù)習(xí)課掙脫教師主導(dǎo),轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主的探索.對(duì)于學(xué)生而言,這不僅是一次知識(shí)的學(xué)習(xí),更是構(gòu)建新知、重組體系的寶貴契機(jī),促進(jìn)了其科學(xué)思維能力的成長(zhǎng).而對(duì)于教師而言,這一過程亦是完善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略、提升教學(xué)藝術(shù)、為物理復(fù)習(xí)課堂注入活力的絕佳途徑.
參考文獻(xiàn):
[1]秦付平,沈強(qiáng).基于發(fā)展科學(xué)思維高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課有效教學(xué)策略:以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”為例[J].中學(xué)物理,2021(4):22-25.
[2]劉桂枝.一堂由小實(shí)驗(yàn)生成的探究式高三復(fù)習(xí)課[J].物理教學(xué),2010,32(11):20-21.
[3]王輝.高考對(duì)幾何光學(xué)的考查解讀[J].高中數(shù)理化,2023(2):10-11.
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