初中物理自主合作探究課堂的構(gòu)建

【摘 要】 《光的折射》是人教版初中物理八年級下第四章第四節(jié)的內(nèi)容。通常教師教學(xué)是通過光的反射規(guī)律知識遷移以及教師演示光的折射現(xiàn)象，讓學(xué)生學(xué)習(xí)光的折射規(guī)律。本文通過自主合作探究課堂的設(shè)計，探索實現(xiàn)自主探究和合作探究的有機結(jié)合、學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位的有機結(jié)合，營造出“有規(guī)則的自主合作探究”課堂氛圍，實現(xiàn)“教與學(xué)方式”的真轉(zhuǎn)真變。

【關(guān) 鍵 詞】 自主探究；合作探究；學(xué)生主體；教師主導(dǎo)

【作者簡介】 李谷彬，華東師范大學(xué)碩士，深圳市上步中學(xué)物理教師。

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568 （2015） 31-0122-04

一、教學(xué)過程

（一）新課導(dǎo)入，目標(biāo)解讀

教師：首先，我們來做一個實驗。每個小組都有一個紙杯，在紙杯中倒?jié)M水，將鉛筆放入其中，觀察有什么現(xiàn)象？

學(xué)生進行分組實驗。

教師：請一位同學(xué)來分享下觀察到的實驗現(xiàn)象。

學(xué)生：觀察到筷子向上偏折。

教師：這位同學(xué)觀察得非常仔細(xì)，不但發(fā)現(xiàn)了筷子偏折，還觀察到了筷子向上偏折。大家可以思考一下，這是為什么？帶著這個問題，我們再來看一段視頻。

（視頻內(nèi)容：小男孩叉魚幾次都叉不中，老爺爺叉魚一次命中。小男孩向老爺爺問原因。老爺爺說魚在你看到的位置偏上，不能叉看到的魚的位置。）

教師：想一想為什么小朋友叉不到魚，老爺爺能叉到魚？老爺爺說“魚在你看到的位置偏上”，對嗎？

教師：接下來請同學(xué)們看一下這節(jié)課的目標(biāo)，朗讀一遍。

學(xué)生朗讀學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（二）自主合作，展示交流

教師：請同學(xué)的目光轉(zhuǎn)到這里來。激光儀發(fā)出一束光線，請一位同學(xué)描述所觀察到的現(xiàn)象。

學(xué)生甲：我們前面學(xué)過，光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。但在這里我們看到，在空氣和水交界的界面處，光線發(fā)生了偏折。

學(xué)生乙：我有補充。甲說光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，實際上應(yīng)該是光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。如果只是均勻介質(zhì)，不是同種的話，也會發(fā)生折射。

教師：很好。（學(xué)生鼓掌）我們之前講的是光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

教師：我們觀察到了光的折射現(xiàn)象。接下來，請大家參考之前學(xué)習(xí)的光的反射，給出光的折射的定義，畫出折射的光路圖并找出其中的相關(guān)概念。

教師：請大家小組討論一分鐘。

學(xué)生小組討論。

教師：請一位同學(xué)上臺展示你們小組的討論結(jié)果。

學(xué)生：光的折射的定義是：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折，而且是朝法線方向偏折。

學(xué)生進行補充。

教師：看過光的折射光路圖之后，我們可以聯(lián)想到光的反射現(xiàn)象。在學(xué)習(xí)光的反射現(xiàn)象之前，請一位同學(xué)來說一下光的反射規(guī)律包括哪些內(nèi)容。

學(xué)生：三線共面；兩線分居；兩角相等；光路可逆。

教師：由此，我們可以猜想，是否存在光的折射規(guī)律。①折射光線、法線和入射光線是否共面？②折射光線和入射光線是否分居法線兩側(cè)？③折射角是否等于入射角？④光路是否可逆？

教師：接下來，請大家利用激光筆和水槽完成導(dǎo)學(xué)案“自主合作，展示交流”第三部分的小組合作探究實驗。探究內(nèi)容如下：①設(shè)計實驗，探究折射光線、法線和入射光線是否共面，并得出實驗結(jié)論。②將光從空氣射入水中，改變?nèi)肷浣堑拇笮?，將?shù)據(jù)填入以下表格。通過對實驗現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)分析，得出至少兩個結(jié)論。

學(xué)生完成小組合作探究實驗，教師進行巡堂，觀察各小組實驗完成情況，并對實驗操作存在誤區(qū)的小組進行指導(dǎo)。

教師：請一個小組的同學(xué)上臺展示你們小組的實驗結(jié)果。

學(xué)生甲：我們組經(jīng)過四次實驗得出的實驗結(jié)論是：當(dāng)光從空氣射入水中時，折射角始終小于入射角；當(dāng)光垂直于界面時，折射角等于入射角。請問，同學(xué)們有什么問題嗎？

學(xué)生乙：她第一次說光從空氣射入水中時，并沒有說是斜射，如果是垂直的話，入射角會等于折射角。

學(xué)生丙：我們通過實驗得出折射光線、法線和入射光線是共面的。

教師：剛才回答的同學(xué)提到了三線共面，也部分總結(jié)了兩角的關(guān)系。當(dāng)光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角；當(dāng)光從空氣垂直入射到水中時，折射角等于入射角，且等于0度。但是，他們沒有分析兩線是否分居，以及當(dāng)入射角減小時，折射角是如何變化的。

學(xué)生?。寒?dāng)入射角減小的時候，折射角也減小。折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。

教師：如下圖，當(dāng)光沿AO從空氣入射到水中，其折射光線為OB。當(dāng)光沿BO入射到空氣中，其折射光線有什么特點？說明什么？小組討論。

教師：請一位同學(xué)進行展示。

學(xué)生：當(dāng)光沿BO入射到空氣中，其折射光線與AO重合。說明在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。

教師總結(jié)光的折射規(guī)律。

由一位學(xué)生指導(dǎo)教師完成三個光的折射光路圖，教師在黑板上演示。

教師：我們完成了三個簡單的光的折射光路圖，接下來，我們要嘗試處理稍微復(fù)雜的問題。本節(jié)課開始的時候，我們看過視頻，小朋友叉不到魚，老爺爺能叉到魚。請大家進行自主探究，完成人看魚的光路圖，然后根據(jù)光路圖，分析為什么小朋友叉不到魚，老爺爺能叉到魚。

教師：小組討論一下。

教師：請一位同學(xué)展示小組討論的結(jié)果。

學(xué)生甲：我們先畫出光路圖，先畫法線，再畫折射光線……請同學(xué)們進行補充。

學(xué)生乙：我認(rèn)為甲說光路可逆是錯的，因為我們看到的魚應(yīng)該是魚身上發(fā)出的光線，不是我們眼睛發(fā)出的光線。

學(xué)生丙：我覺得乙說的也是錯的，并不是魚發(fā)出的光線，而應(yīng)該是魚反射的光線。

學(xué)生?。何屹澇杀恼f法，光射入水中，射到魚身上，反射回來，所以應(yīng)該是魚反射的光線。

教師：那如果是燈籠魚呢？

學(xué)生?。簾艋\魚自己是光源，自己發(fā)出光線。

教師：對，如果是燈籠魚，那就是從魚身上發(fā)出的光線。所以，為了回避這個問題，我們可以說，從燈籠魚身上射過來的光線，到達水面時發(fā)生折射。另外，剛才甲說，下面的s是實像，上面的s是虛像，這句話對嗎？

學(xué)生：s應(yīng)該是物，而不是像。

畫出筷子成像的光路圖，分析其看起來折斷的原因。

教師：在紙杯中放入一枚硬幣，讓視線逐漸下降至看不到硬幣，保持身體不動，往紙杯中倒水，觀察實驗現(xiàn)象。通過畫光路圖分析其原理。下面進行小組合作探究。

學(xué)生描述觀察到的實驗現(xiàn)象，并通過畫光路圖分析其原理。

（三）釋疑解惑，歸納總結(jié)

學(xué)生提出本節(jié)課學(xué)習(xí)過程中存在的疑惑，請其他同學(xué)自由回答。

學(xué)生小組討論總結(jié)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并進行展示。

（四）當(dāng)堂檢測，現(xiàn)場評優(yōu)

學(xué)生自主完成“當(dāng)堂檢測，現(xiàn)場評優(yōu)”的內(nèi)容。教師請同學(xué)進行展示，其他同學(xué)進行補充。

二、教學(xué)反思

本堂課的教學(xué)設(shè)計，通過教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動，實現(xiàn)了教師精心設(shè)計下的學(xué)生自主合作探究，從而引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力、合作能力、探究能力。具體表現(xiàn)為兩個結(jié)合：一是學(xué)生自主探究和合作探究的有機結(jié)合；二是學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位的有機結(jié)合。

（一）自主探究和合作探究的有機結(jié)合

作為一堂自主合作探究課，其核心是進行探究。學(xué)生在已有的知識和原始觀念基礎(chǔ)上，對新知識進行探究。根據(jù)探究難度和復(fù)雜性的不同，需要靈活采用自主探究和合作探究的方法。自主探究是讓學(xué)生對遇到的問題進行單獨思考，鍛煉學(xué)生獨立解決問題的能力。合作探究是讓學(xué)生通過集體合作的形式來完成對問題的探究，在小組的互動過程中，激發(fā)學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的表達能力和溝通能力。學(xué)生不是一味地通過“聽”來接收新知識，而是通過操作、觀察、傾聽、表達、反思體驗知識生成的過程，加深對知識的理解。兩者各有利弊，作為教師，在教學(xué)過程當(dāng)中，應(yīng)該靈活運用兩種方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，培養(yǎng)學(xué)生既獨立思考又能開展團隊合作的行為能力。

那么，何時采用自主探究，何時采用合作探究呢？需根據(jù)課程的具體內(nèi)容和環(huán)節(jié)來選擇。

1. 簡單的知識學(xué)習(xí)或概括應(yīng)以自主探究為主。例如讓學(xué)生描述觀察到的折射現(xiàn)象，學(xué)生只需將教師展示的物理現(xiàn)象用語言描述出來，思維過程較為簡單，不是探究難點，可以讓學(xué)生進行自主探究。

2. 既涉及知識學(xué)習(xí)又涉及知識演練應(yīng)用，可選擇自主探究和合作探究的結(jié)合。例如，讓學(xué)生給出光的折射的定義，畫出光的折射光路圖并找出其中的相關(guān)概念，先進行自主探究，再進行小組合作探究的模式。因為這個探究難度中等，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過光的直線傳播和光的反射，其中知識遷移能力較強的同學(xué)，可以通過觀察光的折射現(xiàn)象畫出光的折射光路圖，但基本功較差的同學(xué)，讓其獨立完成該探究存在困難，所以加入合作探究。一方面旨在訓(xùn)練學(xué)生獨立思考解決問題的能力，另一方面引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、相互檢驗自主探究的成果是否存在缺漏和不足，互幫互助完成探究，達到“兵教兵”的效果，培養(yǎng)團隊合作精神。在爺孫叉魚實驗中，也是采用這種合作模式。

3. 復(fù)雜的實驗探究以小組合作探究為主。例如：對于光的折射規(guī)律的探究，需要學(xué)生在教師提供的實驗器材、實驗問題設(shè)置以及實驗數(shù)據(jù)記錄表格的引導(dǎo)下設(shè)計、完成實驗操作，進行數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。由于初中學(xué)生處理復(fù)雜問題和程序的能力有限，復(fù)雜的實驗探究難度較大，需要學(xué)生相互合作、互幫互助才有可能完成，所以，對于復(fù)雜的實驗探究我們采用了小組合作探究的模式。

此外，對于如何靈活應(yīng)用自主探究和合作探究，按照知識類型的劃分，還可以歸納為兩類：一是習(xí)題探究；二是實驗探究。習(xí)題探究根據(jù)題目難度細(xì)分三種情況：容易的題目選擇自主探究；中檔題則以自主探究為主、合作探究為輔，采用"一對一"合作的探究模式；難題則以個人探究為輔、合作探究為主，采用小組合作的探究模式。實驗探究也是以個人自主探究為輔、小組合作探究為主?？梢哉f，自主探究是合作探究的基礎(chǔ)，合作探究是自主探究的進一步深化。合理選擇自主探究和合作探究的模式，既能達到完成探究的目的，又能高效率利用課堂時間，從而營造生動活潑的課堂氛圍。

（二）學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位的有機結(jié)合

學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的過程，既不能完全以教師灌輸為主，學(xué)生被動接受，也不宜完全由學(xué)生無邊界自由探索，失去方向。筆者認(rèn)為，有效的課堂模式，應(yīng)是學(xué)生在教師的引導(dǎo)、點撥下，通過操作、觀察、思考、交流、反思形成新知識。這個過程，一方面要突出學(xué)生的主體地位，另一方面也要強調(diào)教師的主導(dǎo)地位，形成一種教師精心設(shè)計下學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思維創(chuàng)新的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)環(huán)境。

學(xué)生的主體地位，具體而言，在本堂自主合作探究課中，學(xué)生需進行獨立思考、小組探究，再通過展示交流完成對新知識、新概念、新規(guī)律的探究，而不是完全由教師進行“滿堂灌”。在展示交流環(huán)節(jié)，當(dāng)一位同學(xué)展示結(jié)束以后，再由其他同學(xué)對展示的內(nèi)容進行自由的質(zhì)疑和補充，在這個過程中，學(xué)生之間進行思想的自由碰撞，體驗知識的逐步生成，加深了對知識的全面深入理解。在釋疑解惑環(huán)節(jié)，學(xué)生提出本節(jié)課學(xué)習(xí)過程中存在的疑惑，并請其他同學(xué)自由回答，通過這種方式，使得學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力得以提高；通過思想的自由碰撞，讓學(xué)生實現(xiàn)知識的內(nèi)化。這些過程都充分的體現(xiàn)學(xué)生在課堂中的主體地位。

本課程強調(diào)，學(xué)生主體地位是以教師主導(dǎo)地位為前提的，教師把握著探究引導(dǎo)的大方向。具體而言，教師的主導(dǎo)地位首先體現(xiàn)在整堂課的設(shè)計上。通過精心設(shè)計導(dǎo)學(xué)案，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個個問題，學(xué)生在問題的引導(dǎo)下逐步進行對新知識的學(xué)習(xí)。例如學(xué)生可以通過聯(lián)想光的反射規(guī)律來猜想光的折射規(guī)律的內(nèi)容；對折射光線、法線和入射光線是否共面的探究可以由學(xué)生根據(jù)教師提供的實驗器材完成；而對折射光線和入射光線是否分居法線兩側(cè)和折射角是否等于入射角這兩個問題的探究，學(xué)生單獨完成探究容易迷失方向，因此需要教師通過提供實驗數(shù)據(jù)記錄表格的方式“搭梯子”，引導(dǎo)學(xué)生完成實驗。其次，作為一堂自主合作探究課，學(xué)生自主合作探究的成果不一定成熟，可能不全面、不深入、存在偏差，這時就需要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。在學(xué)生進行自主探究和合作探究的過程中，教師進行巡堂，掌握學(xué)生探究過程中出現(xiàn)的問題，并及時進行指導(dǎo)。在展示交流環(huán)節(jié)，教師一方面要引導(dǎo)學(xué)生自由碰撞，一方面要合理掌握交流的方向。例如，在進行光的折射規(guī)律探究結(jié)論展示時，學(xué)生并不能完整的闡述光的折射規(guī)律的內(nèi)容，這時就需要教師及時介入，引導(dǎo)學(xué)生得出完整的結(jié)論。

總體而言，學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位并非兩個毫無關(guān)聯(lián)的甚至對立的存在，在實際課堂中，考慮到中學(xué)生的思維能力、學(xué)習(xí)能力等仍是一個發(fā)展成熟的過程，因此反而需要將學(xué)生的主體地位更多地與教師的主導(dǎo)地位融合，營造一個“有規(guī)則的自主合作探究”的課堂環(huán)境，實現(xiàn)“教與學(xué)方式”的真轉(zhuǎn)真變。

（編輯：胡 璐）