“活物理”教學策略舉隅

吳兆軍 劉文婷

物理學科要培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維、探究精神等必備品格。如何通過教學達成這樣的目的，筆者以《光的折射》教學為例進行論述。

一、觀察實驗現象，建構核心概念

光的折射是初中物理的重要概念之一。八年級學生對光的折射現象并不陌生，但對這種現象的本質缺乏認識。為了讓學生理解折射的本質，教師采用了通過演示實驗引導學生觀察和對比的方法，即課堂導入環(huán)節(jié)通過模擬實驗展示“坐井觀天”情境，并將井中裝滿水時的現象與無水時的現象對比，引出光的折射現象。

實際教學過程是這樣的：教師用手機攝像頭代替青蛙眼睛，將手機放入“井”底時，“青蛙”能“看”到一定范圍的“天空”。這是為什么？學生分析指出：光在同種均勻介質中沿直線傳播，這個范圍的“天空”發(fā)出的光能進入“青蛙眼睛”，其他范圍“天空”發(fā)出的光被井擋住了，所以看不見。教師追問：有沒有辦法讓一部分被擋住的光也進入“青蛙”的眼睛，讓“青蛙”看到更大范圍的天空？有人提出在井中裝水。教師按學生的思路操作，觀察到的天空范圍果然擴大了。這是什么原因呢？學生的探究興趣被激發(fā)。教師利用多媒體把實驗現象的光路圖展示出來，同時還展示了生活中光在傳播過程中發(fā)生偏折的實例，如光在玻璃磚和水瓶中的折射現象。

學生很容易發(fā)現光的傳播方向發(fā)生了偏折。教師順勢總結：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現象叫光的折射。

二、知識遷移，激活物理思維

在學生初步認識、理解了“光的折射”后，教師用器材演示光從空氣斜射入水中的現象，要求學生觀察并回顧入射光線、反射光線、法線等概念，并畫出與演示時所見現象一致的光路圖。為了進一步研究光的折射規(guī)律，教師引導學生在圖中標出折射角，進行知識遷移——在光的反射現象中，反射角是反射光線與法線的夾角，那么折射角就應該是折射光線與法線的夾角。教師重點強調，折射角不是折射光線與界面的夾角。

在此基礎上，教師提出下列問題：反射光線、入射光線和法線在同一平面內，那么折射光線與入射光線及法線是否也在同一平面內？反射角等于入射角，那么折射角與入射角有何關系？光在反射現象中是可逆的，在折射現象中是否也可逆？提出這些問題，目的在于引起認知沖突，激發(fā)學生探究新知識的興趣。

三、自主實驗，強化探究精神

學習“光的折射”之前，學生已經學習了光的反射定律、平面鏡成像規(guī)律，對光學知識有了一定基礎，對科學探究環(huán)節(jié)有了一定了解。因此，這節(jié)課的實驗環(huán)節(jié)完全可以讓學生自主實驗、合作探究。

探究光線的位置關系時，學生利用實驗器材可以觀察到，光從一種介質斜射入另一種介質時，折射光線與入射光線分居法線兩側。學生還可以對比光的反射現象中三線共面的現象，通過折轉光屏，驗證折射光線、法線及入射光線是否在同一平面內，進而觀察到折射現象中三線也是共面的。

探究折射角和入射角的大小關系時，角度關系是探究的重點，也是難點。教師提供的自主探究實驗器材，強調光源可以轉動后，要求學生分小組自主探究。為了提高實驗效率，教師建議小組內進行分工，如一部分人探究光從空氣中射入水中或從水中射入空氣中的規(guī)律，另一部分人探究光從空氣中射入玻璃中或從玻璃中射入空氣中的規(guī)律。實驗過程中，要利用表格記錄好介質、傳播方向、入射角和折射角。實驗結束后，學生分析表格中的實驗數據，得出這樣的結論：光從空氣斜射入水中或玻璃中，折射角小于入射角;光從水中或玻璃中斜射入空氣中，折射角大于入射角;垂直界面入射，折射角和入射角均為0°，即傳播方向不變。

探究折射現象中光路是可逆的時，學生通過實驗數據總結、概括出了光的折射規(guī)律。為了讓學生開展更有深度的探究，教師要求學生再次分析實驗數據，看看是否還有其他規(guī)律。學生通過探究，發(fā)現數據中出現了折射角等于入射角，而同時入射角也等于折射角的情況。這種情況的出現是偶然還是必然？教師讓學生再次實驗，并提示他們利用兩個光源讓兩次實驗現象“重合”。學生在教師的引導下，得出了“折射現象中光路是可逆的”結論。

為了讓學生更深刻地理解光的折射規(guī)律，教師還設計了“折射操”游戲：身體立正，伸直左手代表入射光線，伸直右手代表折射光線;肩膀代表介質分界面，上面是空氣，下面是水;頭部和軀干代表法線。游戲正式開始后，教師根據光的折射規(guī)律發(fā)出相應指令，學生按照指令做出相應動作。

上述教學，學生先觀察光的折射實驗現象，提出疑問，做出猜想，然后在教師的幫助下制訂切實可行的探究或驗證方案，最后使用基本的實驗器材獲得實驗數據，通過記錄、整理和分析形成初步結論。整個實驗過程既提升了學生的科學探究能力，又讓學生體驗到科學探究的樂趣。

四、應用生活，培育科學態(tài)度

在了解了光的折射規(guī)律之后，教師讓學生利用學到的知識，討論導入環(huán)節(jié)中提出的井中裝滿水后視野會變大的問題。學生通過討論形成這樣的認識：“天空”發(fā)出的光從空氣中斜射入水中時發(fā)生了折射，而且折射角小于入射角，折射光線向法線偏折，所以看到的范圍變大了。

接著，教師設計了“模擬叉魚”的游戲體驗環(huán)節(jié)。教師提前準備好裝有水的魚缸，以及“魚”和“魚叉”。學生瞄準后叉下去，卻叉到了“魚”的上方。教師讓學生討論為什么看到的“魚”的位置會變淺。學生經過分析認為，魚發(fā)出的光從水中射入空氣進入人眼時，在水面處發(fā)生了折射角大于入射角的偏折，所以人眼看到的“魚”是比實際的“魚”位置略高的虛像。

這樣教學，既激發(fā)了學生對自然現象的好奇心，又培育了學生的科學態(tài)度。

（作者單位：荊州市實驗中學）

互動鏈接

物理是一門操作性、實踐性很強的學科，必須勤動手、勤動腦才能學好。因此，在解答習題時，我不滿足于讓學生得到一個正確的答案，而常常引導他們利用身邊的物品或器材做一些力所能及的實驗，對答案進行驗證。

在《安全用電》一課中我設計了這樣一道題：“火線零線一旦短路，保險絲會怎樣？”學生異口同聲地回答：“保險絲會熔斷?！贝鸢鸽m然正確，但僅僅是書中的結論而已。為了增強學生體驗，我從實驗室借來“家庭電路電路板”，在總開關后新安裝了一段保險絲，在火線零線之間安裝了一個拉線開關，用于火線零線短路。一切準備就緒后，我讓一個學生拉下開關。在開關閉合的瞬間，保險絲位置迅速冒出一團火花，并伴有“吱吱”的響聲及一股燒焦的氣味。一片驚嘆聲中，學生親眼看到了保險絲燒斷的過程，真正理解了家庭電路短路的危害性及保險絲的工作原理。

（沙市一中? 張宇）

四個環(huán)節(jié)層層遞進，螺旋上升。學生在自學、互學、實驗、探究、展示、質疑、反饋中動手動口動眼動耳動腦，既掌握了物理知識，又學會了靈活運用。

多設計一些探究活動，讓學生在實踐中發(fā)現問題、領悟知識、自由表達，是“活物理”的基本教學策略。

教學九年級上冊的《磁現象》時，上課伊始，我表演了一個“硬幣穿杯”的魔術，一下子把學生的求知欲調動起來。接著，我設計了三個探究活動。一是探究磁鐵可以吸引哪些物體。學生用磁鐵逐一實驗后，提出幾點疑惑：一角、五角、一元的硬幣分別是什么材料做的，怎么都能被磁鐵吸引呢？五角硬幣呈黃色，感覺是銅做的，為什么也能被磁鐵吸引？學生提出這樣的疑問，說明他們心中已經有了磁性的概念。二是探究磁鐵的指向性。學生探究后提出疑問：為什么有的磁鐵的指針不指向南北？經過合作探究，學生找到了兩方面原因——要么是磁性較弱，要么是受到了外界環(huán)境（如其他磁鐵）的干擾。三是探究讓沒有磁性的物體獲得磁性的方法。

親自動手探究加深了學生對磁化的理解，培養(yǎng)了學生的動手動腦能力，讓學習變得輕松、高效。

（荊州市公安縣埠河初級中學? 付克華）

“四三三”課堂模式是“活物理”構建的基本教學模式。其中的“四”指“自主學習—合作探究—展示質疑—檢查反饋”四個教學環(huán)節(jié)。

教學人教版課標實驗教材八年級上冊的《質量》時，在“自主學習”階段，教師讓學生帶著問題獨立閱讀教材，嘗試理解“質量”的基礎知識，然后通過展示，檢查自主學習效果，落實“學生自己能學會的，老師不講”理念?！昂献魈骄俊杯h(huán)節(jié)分為兩個階段，理解質量概念、感知質量大小采取師生共同探究的方式解決問題，測量物體的質量則完全放手讓學生自己動手動腦去解決?！罢故举|疑”環(huán)節(jié)，小老師們像老師一樣講解測量問題，聽眾的質疑異彩紛呈，各種疑惑在質疑中越辯越明。“檢查反饋”階段，教師通過生活化的訓練題，幫助學生靈活運用知識。

（沙市二中? 張霞）

責任編輯? 姜楚華