“光的色彩 顏色”項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

宋加全

摘? ?要：發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，必須基于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)，并將其落實(shí)到日常的教學(xué)活動(dòng)之中。文章以蘇科版初中物理“光的色彩? 顏色”的教學(xué)實(shí)踐為例，闡述通過(guò)不同項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與融合，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的方法與路徑。

關(guān)鍵詞：初中物理;核心素養(yǎng);項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

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（2019）6-0034-3

新一輪課程改革要求一線教師要從本地區(qū)及學(xué)校的實(shí)際情況和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā)，將核心素養(yǎng)落實(shí)到日常的學(xué)科教學(xué)之中。同時(shí)，在教學(xué)活動(dòng)中教師應(yīng)更加注重學(xué)生的自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐等。物理學(xué)科素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，這些素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教學(xué)過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的方法與路徑如圖1所示。下面以蘇科版初中物理“光的色彩? 顏色”的教學(xué)實(shí)踐為例，詳述如何通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

1? ? 提出問(wèn)題：發(fā)展物理核心素養(yǎng)的原點(diǎn)

項(xiàng)目活動(dòng)1：尋找藍(lán)氣球

找兩位戴近視眼鏡的學(xué)生，教師在他們的眼鏡片上蒙上一層透明綠塑料紙，然后教師在講臺(tái)上放一大堆五顏六色的氣球，要求這兩位學(xué)生戴著“特殊眼鏡”去找講臺(tái)上的藍(lán)氣球，看誰(shuí)找得快。

兩位學(xué)生都沒(méi)有找到藍(lán)氣球，引起全班學(xué)生哄堂大笑。接著，教師將眼鏡片上的綠塑料紙拿掉，結(jié)果兩位學(xué)生都準(zhǔn)確無(wú)誤地找到了藍(lán)氣球。

提出問(wèn)題：這兩位同學(xué)的眼鏡片上蒙上透明綠塑料紙后，為什么就不能找到藍(lán)氣球呢？本堂課我們一起來(lái)揭開(kāi)這一顏色之謎。

評(píng)析：“學(xué)起于思，思源于疑”。物理素養(yǎng)的培養(yǎng)需要學(xué)生在具體情境中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并有解決問(wèn)題的意愿。通過(guò)“尋找藍(lán)氣球”的活動(dòng)引入新課，活躍了課堂氣氛，點(diǎn)燃了學(xué)生思維的火花，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。在問(wèn)題設(shè)計(jì)上，還能夠追問(wèn)“如果眼鏡片上蒙上紅塑料紙，是否能找到藍(lán)氣球”。這些問(wèn)題的設(shè)計(jì)都能夠?yàn)榻酉聛?lái)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

2? ? 分類(lèi)歸納：形成物理觀念的方法

項(xiàng)目任務(wù)2：給光源進(jìn)行分類(lèi)

教師通過(guò)多媒體展示一組光源圖片（太陽(yáng)、閃電、螢火蟲(chóng)、發(fā)光的水母、點(diǎn)燃的蠟燭、發(fā)光的霓虹燈、舞臺(tái)的燈光等）。結(jié)合課本上的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納思考：

（1）這些物體有什么共同特點(diǎn)？

（2）將光源分為天然光源和人造光源，以上哪些光源屬于天然光源？哪些光源屬于人造光源？

（3）不同光源發(fā)出的光，它們的色彩相同嗎？

評(píng)析：有關(guān)光源的知識(shí)較簡(jiǎn)單，教師安排學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)回答系列問(wèn)題加深對(duì)光源的理解，使他們認(rèn)識(shí)到“不同光源發(fā)出的光，它們的色彩不同”，建立光具有不同色彩的觀念，為學(xué)生順利完成接下來(lái)的探究活動(dòng)做準(zhǔn)備。

3? ? 實(shí)驗(yàn)探究：發(fā)展物理核心素養(yǎng)的有效途徑

項(xiàng)目活動(dòng)3：分解白光

【提出問(wèn)題】 太陽(yáng)光是白光。很久以前，很多人認(rèn)為白光是單純的光。這種觀點(diǎn)正確嗎？

【猜想與假設(shè)】 雨過(guò)天晴后，天空中會(huì)出現(xiàn)彩虹;在太陽(yáng)光的照射下，吹出的肥皂泡是多彩的。因此，白光不是單純的光。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

（1）用一塊帶有窄縫的厚硬紙板放在舊投影儀上。打開(kāi)投影儀電源，讓投影儀發(fā)出的光通過(guò)窄縫射到教室內(nèi)的白色天花板上，在天花板上可以看到一條清晰、狹窄的白光帶。將三棱鏡放在窄縫上方，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡，可以觀察到天花板上白色的光帶被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的七色光帶。

（2）將另一三棱鏡與前一三棱鏡頂角相對(duì)，相鄰的邊平行放在色光的傳播路徑上（如圖2所示）。色光經(jīng)第二個(gè)三棱鏡折射后，在各種色光相交的區(qū)域能夠觀察到白光。

【分析論證】 白光不是單純的光，它是由多種色光混合而成的。

教師簡(jiǎn)單介紹牛頓“光的色散實(shí)驗(yàn)”，以及這一實(shí)驗(yàn)對(duì)人類(lèi)在認(rèn)識(shí)光的道路上的偉大意義。

評(píng)析：“科學(xué)探究是學(xué)生參與式的學(xué)習(xí)活動(dòng)。要鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手、動(dòng)腦，通過(guò)自主的探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律，體驗(yàn)學(xué)科學(xué)的樂(lè)趣?！蓖ㄟ^(guò)探究，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和探索精神。從用一個(gè)三棱鏡分解白光，到用兩個(gè)三棱鏡合成白光，這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能有效促進(jìn)學(xué)生觀察、動(dòng)手、分析的能力。通過(guò)介紹牛頓“光的色散實(shí)驗(yàn)”，可以培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

項(xiàng)目活動(dòng)4：觀察白光透過(guò)有色玻璃的現(xiàn)象

師：剛才我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)將色散后的各種色光混合還原成白光。那么，如果只將兩種不同的色光混合，能否獲得一種新的色光呢？為此，我們先要得到一種色光。

【提出問(wèn)題】 根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)，怎樣用簡(jiǎn)便的方法從白光中得到一種色光？

教師讓學(xué)生戴上墨鏡看周?chē)矬w顏色的變化，讓學(xué)生感悟獲得單色光的方法。

【猜想與假設(shè)】有色玻璃只讓白光中的本色光通過(guò)。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 學(xué)生分別將紅、綠、藍(lán)玻璃緊貼手電筒，將透過(guò)有色玻璃的光射向白紙，觀察白紙上的顏色。

【分析論證】 紅玻璃只能通過(guò)紅光，藍(lán)玻璃只能通過(guò)藍(lán)光，綠玻璃只能通過(guò)綠光。

教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本“生活·物理·社會(huì)”的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)有關(guān)濾色鏡的知識(shí)。

項(xiàng)目活動(dòng)5：觀察色光混合的現(xiàn)象

【提出問(wèn)題】 將紅、綠、藍(lán)色光中的任意兩種色光混合，觀察重疊區(qū)域的顏色，會(huì)有什么樣的發(fā)現(xiàn)？

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

（1）如圖3所示，分別將紅綠色光混合、紅藍(lán)色光混合、藍(lán)綠色光混合后射向白紙，觀察白紙上的顏色。

（2）旋轉(zhuǎn)“光的三原色合成實(shí)驗(yàn)器”（如圖4）的三個(gè)按鈕，使該器材發(fā)出的紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合，仔細(xì)觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。

【得出結(jié)論】 研究表明，將紅、綠、藍(lán)三種色光按不同的比例混合，能產(chǎn)生任何一種其他顏色的光，而自身卻無(wú)法用其他的色光混合得到。因此，我們將紅、綠、藍(lán)叫做光的三原色。

教師通過(guò)多媒體介紹彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器能夠呈現(xiàn)彩色圖像的原理。

評(píng)析：教師先讓學(xué)生戴上墨鏡觀察周?chē)矬w的顏色，充分利用學(xué)生的切身體會(huì)和感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生感悟到獲得單色光的方法，也為接下來(lái)的“觀察色光混合的現(xiàn)象”作鋪墊，降低了學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的難度，使學(xué)生能享受到成功的樂(lè)趣。利用色光混合知識(shí)，介紹彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器能呈現(xiàn)彩色圖像的基本原理，充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的新課程理念。

項(xiàng)目活動(dòng)6：物體的顏色

多媒體展示如圖5所示的鸚鵡彩圖。

【提出問(wèn)題】 鸚鵡圖片不是光源，為什么它能夠呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)、白等顏色？在黑暗中你能看到它的顏色嗎？

【猜想與假設(shè)】黑暗中人不能看到任何物體，物體的顏色可能與周?chē)墓庥嘘P(guān)。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 準(zhǔn)備一個(gè)廢紙盒，廢紙盒的一側(cè)留有邊長(zhǎng)約為4 cm的小孔。將數(shù)碼攝像頭的探頭放入盒內(nèi)邊緣，USB接口連接電腦相應(yīng)部分（如圖6）。蓋上盒蓋，學(xué)生用前面獲取單色光的方法得到的紅、綠、藍(lán)三種色光透過(guò)小孔射到白紙上，數(shù)碼攝像頭的探頭將紙的顏色通過(guò)多媒體顯示出來(lái)，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表1中。

【分析論證】 我們能看到不透明物體的顏色，是由它反射的色光決定的。

引導(dǎo)學(xué)生解釋引入新課時(shí)的小游戲中找不到藍(lán)氣球的原因。

評(píng)析：理解物體的顏色成因是本課的教學(xué)難點(diǎn)。初二學(xué)生的探究能力有限，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)“探究不透明物體的顏色”的方案難度較大。課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“在比較困難的地方給予具體的指導(dǎo)，使學(xué)生能夠比較順利地參與科學(xué)探究活動(dòng)。這樣做可以讓學(xué)生更多地體驗(yàn)到成功的愉悅，避免多次失敗產(chǎn)生的消極心理影響。”因此，本活動(dòng)由教師提供實(shí)驗(yàn)方案，利用多媒體手段改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、突破教學(xué)難點(diǎn)，師生共同參與實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，幫助學(xué)生提高科學(xué)探究能力。當(dāng)然，在暗盒實(shí)驗(yàn)中如果能將書(shū)本上的彩色鸚鵡作為資源來(lái)進(jìn)行操作，可能更加貼近教材，也更易為學(xué)生所接受。

項(xiàng)目任務(wù)7：閱讀教材，認(rèn)識(shí)光能

師：我們的生活離不開(kāi)光，它可以給我們帶來(lái)光明和溫暖。除此之外，光還有哪些作用呢？

學(xué)生自學(xué)課本“生活·物理·社會(huì)”的相應(yīng)內(nèi)容。

評(píng)析：通過(guò)“太陽(yáng)能電池板”“植物的光合作用”“太陽(yáng)能熱水器”等實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到光的照射能引起一些新的變化，從而認(rèn)識(shí)到光具有能量（光能），也使學(xué)生從中體會(huì)到科學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)的巨大進(jìn)步，樹(shù)立正確的科學(xué)觀。

4? ? 適恰評(píng)價(jià)：檢驗(yàn)物理思維發(fā)展的手段

在課堂教學(xué)的尾聲，讓學(xué)生用所學(xué)知識(shí)回答項(xiàng)目活動(dòng)1中為什么找不到藍(lán)氣球？同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)更加新穎的活動(dòng)來(lái)進(jìn)一步綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況。

項(xiàng)目活動(dòng)8：打破氣球

教師將一個(gè)紅氣球放入一個(gè)較大的無(wú)色氣球中，分別將紅色氣球和無(wú)色氣球充足氣（如圖7）。讓一學(xué)生用藍(lán)光激光筆正對(duì)兩氣球照射，幾秒鐘后，紅色氣球爆炸，而無(wú)色氣球始終安然無(wú)恙。

評(píng)析：本實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，成功率較高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使學(xué)生倍感驚奇，從而留下了較深的印象。氣球的爆炸聲引發(fā)學(xué)生思考：藍(lán)光射到兩種氣球上，為什么只有紅色氣球爆炸？學(xué)生只有綜合運(yùn)用“物體顏色成因”“光具有能量”知識(shí)才能正確解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣既復(fù)習(xí)鞏固了本堂課所學(xué)知識(shí)，學(xué)生的科學(xué)思維能力也得到了進(jìn)一步發(fā)展。

綜上所述，為全面、有效地發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，教師必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)課標(biāo)精神，創(chuàng)設(shè)有利于發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的情境，不斷優(yōu)化和創(chuàng)新項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)，只有如此才能打造出為學(xué)生所喜愛(ài)的物理課堂，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（欄目編輯? ? 鄧? ?磊）