創(chuàng)造性地使用教材，實(shí)施科學(xué)探究

摘要：教材是實(shí)施課堂教學(xué)的重要資源，教師要以新課程的理念創(chuàng)造性地使用它。人教社的物理教材八年級(jí)（上）第二章的第四節(jié)“光的折射”，集物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律、知識(shí)應(yīng)用于一體，對(duì)本章的學(xué)習(xí)乃至初中物理光學(xué)部分都有至關(guān)重要的作用。為了更好地達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)提出的的三維課程目標(biāo)，最好是把“光的折射”設(shè)計(jì)成為一堂科學(xué)探究課。

關(guān)鍵詞創(chuàng)造性；科學(xué)探究；光的折射

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148(2007)4(S)-0019-2

人教社的物理教材八年級(jí)（上）第二章的第四節(jié)“光的折射”，其主要內(nèi)容為：介紹了“折射現(xiàn)象”，解釋了“折射使池水變淺”，適量的作業(yè)，課外閱讀“海市蜃樓”。對(duì)于光的折射的規(guī)律，教材只給出了一句話(huà)“當(dāng)光從空氣中傾斜射入水中或其他介質(zhì)時(shí)，折射光線(xiàn)向法線(xiàn)方向偏折”。作為新課標(biāo)下“光的折射”一節(jié)內(nèi)容，無(wú)論從教材的內(nèi)容（知識(shí)點(diǎn)數(shù)量）和難度要求都大大降低了?！肮獾恼凵洹奔锢憩F(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律、知識(shí)應(yīng)用于一體，對(duì)本章的學(xué)習(xí)乃至初中物理光學(xué)部分都有至關(guān)重要的作用。

為了更好地達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“知識(shí)與技能”、“過(guò)程與方法”、“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”的三維課程目標(biāo)，我認(rèn)為最好是把“光的折射”設(shè)計(jì)成為一堂科學(xué)探究課。下面是對(duì)“光的折射”的教學(xué)設(shè)計(jì)。

1 創(chuàng)設(shè)情景，引入新課，激趣激疑

讓學(xué)生分組做兩個(gè)神奇的實(shí)驗(yàn)，觀察光的折射現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成概念，提出問(wèn)題。

（1）小魔術(shù)：先設(shè)法使自己恰好看不到位于紙杯底部的硬幣，然后另一個(gè)同學(xué)往紙杯中倒入水，你觀察到了什么現(xiàn)象？

（2）體驗(yàn)生活中的現(xiàn)象：一根筷子傾斜插入盛有水的杯子中，你觀察到了什么現(xiàn)象？

（3）由學(xué)生提出疑問(wèn)：通過(guò)觀察以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，你有什么疑問(wèn)嗎？請(qǐng)大膽提出。

2 建立模型，提出概念，激發(fā)新的問(wèn)題

通過(guò)演示激光斜射入水（滴有幾滴牛奶的熱水）中，學(xué)生們可以觀察到：光從空氣斜射入水中時(shí)，傳播方向發(fā)生了偏折，在水面處還同時(shí)發(fā)生了反射，驗(yàn)證了前面的猜想是否正確。

教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)光的折射有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建立物理模型，把光的折射現(xiàn)象用如圖1所示的光路模型顯示表達(dá)出來(lái)，運(yùn)用對(duì)比（光的反射）的方法，介紹入射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)、法線(xiàn)、入射角、折射角等概念，為折射規(guī)律的探究打下基礎(chǔ)。

提出新的問(wèn)題：光的折射遵循什么規(guī)律呢？請(qǐng)大家大膽猜想。

3 實(shí)驗(yàn)探究，尋找規(guī)律

介紹探究所用的實(shí)驗(yàn)器材，激光器、半圓形玻璃磚、帶有量角器的背板，著重通過(guò)實(shí)驗(yàn)介紹光線(xiàn)經(jīng)過(guò)半圓形玻璃磚的特點(diǎn)，如圖2所示。

（1）當(dāng)光從空氣中傾斜射入半圓形玻璃磚的平面時(shí)，折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的空間位置的關(guān)系怎么樣?

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，得出三條線(xiàn)的位置關(guān)系：折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)的兩側(cè)。

（2）當(dāng)光從空氣中垂直射入半圓形玻璃磚的平面（也就是入射光線(xiàn)與法線(xiàn)重合，i＝0°）時(shí)，折射光線(xiàn)的傳播方向怎么樣？

（3）當(dāng)光從空氣中傾斜射入半圓形玻璃磚的平面時(shí)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下面的表格：

從上面表格中的數(shù)據(jù)中，學(xué)生歸納總結(jié)出入射角i和折射角γ之間的規(guī)律：①當(dāng)光從空氣斜射入玻璃介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角。②折射角隨著入射角的增大而增大，隨著入射角的減小而減小。

（4）當(dāng)光從半圓形玻璃磚傾斜射入空氣中時(shí)，把上面的表格中的入射角的數(shù)據(jù)作為折射角的數(shù)據(jù)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下面的表格：

從上面表格中的數(shù)據(jù)中，學(xué)生歸納總結(jié)出規(guī)律：①當(dāng)光從玻璃介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。②折射角隨著入射角的增大而增大，隨著入射角的減小而減小。

（5）從上面兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù)中，歸納總結(jié)出光的折射遵循光路可逆。

在探究中始終注意激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手，親自體驗(yàn)探究的全過(guò)程。在探究過(guò)程中，學(xué)生對(duì)有光的折射規(guī)律提出大膽的猜想，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)、小組合作、全班交流得出規(guī)律，學(xué)生的思維發(fā)生碰撞，產(chǎn)生創(chuàng)造的火花。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，教師因勢(shì)利導(dǎo)，層層追問(wèn)，引出新的問(wèn)題，引起學(xué)生進(jìn)一步的思考。充分體現(xiàn)了科學(xué)探究活動(dòng)的基本要素，學(xué)生獲得了深層次的情感體驗(yàn)。

4 前后呼應(yīng)，釋疑解難，培養(yǎng)能力，運(yùn)用折射規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題

用光的折射規(guī)律來(lái)解釋日常生活中的現(xiàn)象是本節(jié)課的難點(diǎn)，但由于前面折射規(guī)律的探究是非常充分的，規(guī)律是學(xué)生自己通過(guò)探究得出的，教學(xué)難點(diǎn)得到輕松突破。

解釋“硬幣上浮”，引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出了如圖3所示的光路圖，由于折射規(guī)律的是學(xué)生自己探究出來(lái)，很容易地理解圖中的兩個(gè)折射角的大小關(guān)系（γ₁＜γ₂），明確空氣中的兩條折射光線(xiàn)發(fā)散的，從而更好地理解折射所成的像是虛像。這樣的解釋遠(yuǎn)遠(yuǎn)比教材中的漁民叉魚(yú)的光路圖（如圖4所示）準(zhǔn)確、深刻得多，學(xué)生的思維能力得到了很好的培養(yǎng)。

之后，讓學(xué)生自己類(lèi)似于解釋“硬幣上浮”，畫(huà)出如圖5所示的光路圖，來(lái)解釋“筷子彎折”的現(xiàn)象。

5 課外小制作鞏固知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力，提出新的問(wèn)題

布置學(xué)生課外小制作：制作“漁民叉魚(yú)”的模擬實(shí)驗(yàn)教具。

提出新的問(wèn)題：當(dāng)光從玻璃介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，且折射角隨著入射角的增大而增大，那么，當(dāng)折射角增大到90°時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?請(qǐng)同學(xué)們課外探究，還可以上網(wǎng)查詢(xún)相關(guān)的資料。

6 小結(jié)

回顧如圖6所示的教學(xué)過(guò)程，總結(jié)所學(xué)知識(shí)和研究問(wèn)題的方法。

在本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)中，創(chuàng)造性地使用教材，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和培養(yǎng)初步的探究能力及協(xié)作精神。提出問(wèn)題是引發(fā)學(xué)習(xí)的根本，沒(méi)有問(wèn)題，也就難以誘發(fā)和激起探究的欲望。教師首先注重創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情景，從“硬幣上浮”、“筷子彎折”的生活中的現(xiàn)象出發(fā)，激起學(xué)生對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生原因的好奇心，與學(xué)生對(duì)話(huà)引出這節(jié)課要探究的核心問(wèn)題。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有關(guān)光的折射提出大膽的猜想。然后指導(dǎo)學(xué)生按照“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——合作探究——交流成果”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。最后前后呼應(yīng)，釋疑解難，解釋“硬幣上浮”、“筷子彎折”、“漁民叉魚(yú)”的現(xiàn)象，提出新的問(wèn)題，以問(wèn)題開(kāi)始，以問(wèn)題結(jié)束，讓學(xué)生的探究在課外延伸。

(欄目編輯 黃懋恩)