基于學(xué)習(xí)情境的物理實驗教學(xué)探究

吳小玲

【摘 要】在物理教學(xué)中，教師要通過實驗探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，增進學(xué)生對物理規(guī)律的理解與掌握。本文以“光的折射”為例，提出在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)基于實驗的問題情境，順應(yīng)學(xué)生的認知特點，優(yōu)化教學(xué)目標及教學(xué)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生自主探究實驗問題，提升物理課堂學(xué)習(xí)實效。

【關(guān)鍵詞】初中物理;學(xué)習(xí)情境;實驗教學(xué)

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）34-0138-02

構(gòu)建情境課堂有助于展開物理知識點，便于學(xué)生在物理情境中思考、分析、探究，在問題解決中提升物理核心素養(yǎng)。在“光的折射”教學(xué)中，教師應(yīng)先從情境導(dǎo)入入手，引發(fā)學(xué)生對問題展開思考，探討“光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，將如何傳播？”的問題。然后借助問題的引導(dǎo)，讓學(xué)生猜想“光的傳播路徑”，并對猜想結(jié)果進行展示與交流，深化學(xué)生對“光的折射”的理解。學(xué)習(xí)情境的營造，為激活學(xué)生主動性，挖掘?qū)W生探究潛能，提升學(xué)生物理辨析力創(chuàng)造了條件。

1? ?導(dǎo)入學(xué)習(xí)情境，體現(xiàn)趣味性

要創(chuàng)建情境課堂，教師要把握教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情，以興趣為媒介，抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生參與探究的興趣，在物理情境中突出學(xué)習(xí)主題。本節(jié)課程的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可先引出如下實例：夏日，某學(xué)生來到湖邊想游泳，湖邊標識上寫著“湖水很深，禁止游泳”，但該學(xué)生看了看湖水，清澈見底，加之夏日炎熱，于是便獨自下水[1]，結(jié)果引發(fā)了危險，在眾人施救下解困。教師再引導(dǎo)學(xué)生思考，為什么在岸上看到的清淺的湖，實際上卻很深？光線在空氣中傳播與在水中傳播，以及從空氣中進入水中，其傳播路徑是如何改變的？通過聯(lián)系學(xué)生的生活體驗，引出問題：“光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，其傳播路徑是什么？”教師鼓勵學(xué)生大膽猜想，交流想法。本節(jié)的學(xué)習(xí)主題是“光的折射”，顯然，通過這樣的設(shè)計導(dǎo)入活動，便于直奔主題，突出學(xué)習(xí)重點。在實驗探究活動中，教師可利用課件，展示一束激光斜射到玻璃磚上的情境，讓學(xué)生觀察光從空氣進入玻璃中后的傳播路徑，由此來認識“光的折射”現(xiàn)象。

為了突出物理實驗的實踐性，教師可以導(dǎo)入實驗探究活動，讓學(xué)生親歷“光的折射”，并從中去觀察、分析、梳理“光的折射”規(guī)律。為此，教師將學(xué)生進行分組，然后在每組學(xué)生面前擺放一個空燒杯，拿出激光筆，打出一束光，讓學(xué)生將光點集中于燒杯底部的中心。接著，請另一位學(xué)生慢慢向燒杯中加水，加水過程中，通過固定支架使激光筆保持不動。由于從空氣射入水中的光線發(fā)生了折射，學(xué)生可觀察到光點位置在移動。教師圍繞實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生觀察光點的移動過程，思考光在水中的折射規(guī)律是什么。請學(xué)生聯(lián)系之前所學(xué)的“光的反射”定律，以小組方式探討“光的折射”定律。鼓勵學(xué)生動手，嘗試將“光的折射”模型畫出來。物理學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，要與物理實驗探究緊密聯(lián)系。本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為著重探究“光的折射”規(guī)律，所以教師可在生活化物理情境中提出問題，讓學(xué)生主動思考：“光從空氣斜射到水中為什么會發(fā)生折射現(xiàn)象？”接著，再從生活走向物理實驗，讓學(xué)生積極參與物理分組實驗過程。在分組實驗中，順應(yīng)學(xué)生的認知特點，讓學(xué)生通過對物理現(xiàn)象的觀察和思考，并在問題的引領(lǐng)下，將探究的焦點聚集于“光的折射”問題上，從而實現(xiàn)物理實驗教學(xué)目標。

2? ?探究物理實驗問題，抓住重難點

在物理實驗探究中，問題是貫穿學(xué)習(xí)活動始終的主線。學(xué)生能從物理實驗中發(fā)現(xiàn)問題，探究解決問題的途徑，激活思維能動性，從問題解決中了解實驗步驟、實驗方法和實驗?zāi)康?，在實驗探究中提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。在本節(jié)實驗的設(shè)計與教學(xué)中，“光的折射”規(guī)律是重點也是難點。首先，要注重學(xué)生的自主性，在學(xué)習(xí)情境中，依托問題聚焦物理知識，讓學(xué)生在物理探究中建構(gòu)知識。其次，要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生主動思考，探尋問題解決方案，突破物理學(xué)習(xí)認知障礙。最后，對于“光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會產(chǎn)生怎樣的情形？”這一問題，可利用實驗進行演示，激發(fā)學(xué)生參與探究的欲望。在實驗中，實驗現(xiàn)象最具吸引力，要充分利用實驗，引領(lǐng)學(xué)生去觀察、猜想、思考、探究。先將實驗裝置下半部分遮擋，僅呈現(xiàn)上半部分的光路圖，讓學(xué)生根據(jù)光路圖，猜想光源位置與特點，鼓勵學(xué)生談?wù)勛约旱南敕āＨ缓髮⒄趽跷锍纷?，讓學(xué)生對照自己的猜想，分析光的傳播路徑。在絢麗的燈光下，光線傳播的路徑成為實驗教學(xué)中獨具匠心的設(shè)計點。接著出示不同的實驗情境，展示光路傳播效果圖，對比不同的光路走向。如光從空氣進入玻璃，再從玻璃進入空氣所對應(yīng)的光的傳播路徑;光從空氣進入樹脂鏡片后的光路走向;光從空氣進入酒精后的光路走向;光從水里進入玻璃后的光路走向。通過對這些不同的光的傳播走向進行比較，讓學(xué)生從中歸納“光的折射”有何共同點。

演示實驗，有助于學(xué)生通過實驗現(xiàn)象，觀察和總結(jié)物理規(guī)律。通過不同實驗情境的對比，學(xué)生能從中探明“光的折射”問題的本質(zhì)，為后續(xù)引出物理結(jié)論創(chuàng)造條件。教師還可以組織學(xué)生以小組形式探究“光的折射”規(guī)律。教師準備相應(yīng)的實驗器材，如激光筆、白紙、水平木板、刻度尺、鉛筆、玻璃磚等，讓學(xué)生自主設(shè)計“光的折射”實驗方案。各組通過分工、合作，商討實驗步驟，解決實驗中的問題，對實驗方案的科學(xué)性、可行性進行論證，再動手制作“光的折射”光路圖，得出光的折射規(guī)律。教師要全程參與指導(dǎo)學(xué)生的實驗探究過程，通過了解各組學(xué)生的實驗方案、觀察各組實驗過程，對各小組實驗中存在的缺陷和不足進行點撥、指正。如對入射光線、折射光線、法線是否共面進行探究，結(jié)合學(xué)生原有的認知經(jīng)驗，利用“光的反射”規(guī)律，猜想和完善“光的折射”規(guī)律。在這個過程中，實驗器材的選擇和實驗步驟的設(shè)計，關(guān)系到整個實驗探究的科學(xué)性、完整性。激光筆在貼近白紙射入玻璃磚時，學(xué)生可以直接觀察到光的傳播路徑及其折射變化，進而推斷出入射光線與折射光線分居在法線的兩側(cè)。在進一步的實驗探究中，當光從玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角。對于“三線共一個平面”的推斷，可以通過彎折白紙，直到看不到折射光線得到驗證，從而讓整個實驗探究更加完整。

3? ?把握物理實驗節(jié)奏，揭示物理規(guī)律

在初中階段，物理課程知識的呈現(xiàn)要考慮學(xué)生的認知規(guī)律，特別是在物理實驗情境教學(xué)中，教師要把控好實驗的節(jié)奏，做到“急”與“緩”得當。不能過急，要讓學(xué)生對新知識和實驗方法有一個體驗熟悉的過程。教師要有耐心，特別是對于物理難點知識，更要把握好實驗的節(jié)奏，娓娓道來，慢慢呈現(xiàn)，讓學(xué)生能夠從實驗細節(jié)中感知物理的科學(xué)性、準確性。教師在設(shè)計課堂教學(xué)時，要營造輕松、自主、平等、和諧的實驗氛圍，盡量給予學(xué)生放飛思維的時空，促進學(xué)生對物理知識的深刻理解。教師要激發(fā)學(xué)生拓展思維，鼓勵學(xué)生大膽動手實踐，發(fā)現(xiàn)問題，敢于猜想，發(fā)揮創(chuàng)新力。對“光的折射”概念的學(xué)習(xí)，要配合具體的物理實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生讀懂光路圖，闡述光的折射現(xiàn)象。在猜想的引入環(huán)節(jié)，要拉近學(xué)生對物理知識的距離，活躍物理學(xué)習(xí)氛圍。在課堂實驗探究中，還要強調(diào)學(xué)生的合作與互助，鼓勵學(xué)生圍繞實驗現(xiàn)象，打開思維，充分交流，對光的折射相關(guān)問題展開討論。特別是在實驗操作中，要注意增強學(xué)生的自主意識，鼓勵學(xué)生獨立思考，分享實驗經(jīng)驗。當學(xué)生個人能力發(fā)展遇到瓶頸時，可借助合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生相互啟發(fā)，突破學(xué)習(xí)難點。如通過合作探究，對以下問題展開討論。①光從空氣斜射入水中時，光路會發(fā)生什么變化？反之，當光從水中斜射入空氣中，光路又會發(fā)生怎樣變化？②如何對入射角、折射角進行測定并比較大小？③當光垂直從水進入空氣中，或者垂直從空氣進入水中時，光路會如何變化？讓學(xué)生在對這些問題的實踐體驗與交流中探究收獲與心得，實現(xiàn)對光的折射現(xiàn)象的全面認識。

在對“光的折射”現(xiàn)象的實驗觀察中，學(xué)生進行了充分的情境探討與交流。在這之后，教師可利用多媒體，以PPT的方式，向?qū)W生展示“光的折射”光路圖。從光路圖中可看到，光由空氣介質(zhì)進入水介質(zhì)，入射光線與法線之間的夾角為入射角，折射光線與法線之間的夾角為折射角。從對兩個角大小關(guān)系的探討中，學(xué)生能解讀光的折射規(guī)律。盡管實驗中很多學(xué)生都能夠從現(xiàn)象認知光的折射，但對于折射規(guī)律的提煉，教師仍要給予學(xué)生思考和討論的時間，讓學(xué)生漸進建立“光的折射”模型。教師可以圍繞之前的實驗情境，以總結(jié)的方式，讓學(xué)生深入地感知相關(guān)的物理知識點。如折射光線、入射光線與法線三者要共面;入射光線與折射光線分布于法線的兩側(cè);當光從空氣介質(zhì)進入水介質(zhì)時，折射光線更逼近法線，所以在此情境下，折射角小于入射角。同時，還可進一步拓展知識點，拓展學(xué)生的實驗思維。當入射光線的入射角慢慢增大時，折射角也會隨之增大;如果入射角垂直于界面，則光的傳播方向不變;相反，當光線從水中進入空氣中時，入射角會小于折射角。對實驗情境的體驗，可以讓學(xué)生加深對“光的折射”規(guī)律的理解。

教師作為引導(dǎo)者，還要善于引入多樣化的教學(xué)評價，利用師生之間、生生之間的交流與評價來激活學(xué)生的參與意識，促進學(xué)生批判性思維和問題解決能力的發(fā)展。

總之，初中物理課堂學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生全面掌握物理知識、深入探究物理問題搭建了平臺。教師要從物理實驗組織、實驗操作技能、實驗方案設(shè)計等方面入手，立足學(xué)情，讓學(xué)生在實驗探究與交流中，大膽質(zhì)疑，敢于表達自己的想法，樂于參與問題探究，積極改進實驗設(shè)計方案，在解決問題的過程中完成實驗，得出實驗結(jié)論促進學(xué)生全面發(fā)展。教師還要關(guān)注學(xué)生的個性發(fā)展，遵循學(xué)生的認知規(guī)律，開展物理探究性實驗，通過實時評價來調(diào)控課堂教學(xué)節(jié)奏，讓學(xué)生在物理探究中學(xué)有所思，思有所成，讓整個物理課堂教學(xué)張弛有度、活潑

高效。

【參考文獻】

[1]袁敏芳.關(guān)于如何創(chuàng)設(shè)物理科學(xué)探究情境的探討[J].湖南中學(xué)物理，2012（1）.