生活情景创设物理课堂——以“光的折射”教学片段设计为例

姜玉梅 曹芝翎

(扬州大学物理科学与技术学院,江苏 扬州 225002)

生活情景是指生活中具体的、直观的现象或活动．情境是在情景的基础上包括环境、个体等各种因素之间相互联系而形成的一种氛围．物理情境是人们将复杂的物理现象、物理状态和物理过程,经过充分的想象、分析、判断并应用图示、图像、语言符号所做出的一种形象化描述．[1]

对于生活情景在物理课堂教学中的运用研究中,有许多研究者专注于创设生活情境进行物理规律、实验、习题等的教学,例如文献[2]提出要利用生活问题、学生的错误经验和好奇心来创设教学情境进行教学;也有直接创设物理情境进行教学,例如文献[3]提出教师要在课前围绕教学内容设计相关物理情境;文献[4]则倡导用生活情景类比物理新知从而进行教学．而笔者注意到物理课堂首先需要利用生活情景来创设教学情境引发学生的兴趣与思考,而在进行新知的教学时需要将生活情景与物理新知联系起来,建立科学的物理情境．因此,笔者更注重利用一个生活情景来创设生活教学情境,再合理地通过物理手段将生活情境转移到物理情境,最后再回到生活情景．

对于“光的折射”这一节内容中光的折射光路图这一知识点,笔者选用了“叉鱼”这一生活情景创设物理课堂情境进行教学,让学生通过观察、动手实验来发现问题，从而促进学生折射光路图的学习,具体的教学设计如下.

1 情境创设——提出问题

问题是思维的开端,引发思维其中一个重要的环节就是发现问题．创设生活化的教学情境是让学生主动发现问题的重要途径．

“叉鱼”是一个生活情景,学生不一定直接有在水中叉鱼的生活经验,可能认为在水中叉鱼和在空气中摸鱼一样．通过游戏式实验创设“叉鱼”生活情景,让学生尝试通过一根在空气中不透明圆管边缘寻找水槽水中的塑料鱼头,瞄准后即固定圆管,随后让学生在圆管内用一根铁丝沿圆管边缘充当鱼叉来叉鱼(见图1)．学生们通过观察,发现铁丝不能叉到鱼,由此展开思考,提出问题“为什么通过圆管看到鱼头却叉不到鱼头?”,由此教师自然而然地告知学生是因为光不是在同一介质中传播,而是在两种介质中传播,从而引出课题“光的折射”．在此之前学生已经学习了光的反射,因此会对光的折射有一种陌生的熟悉感．紧接着教师进一步提出问题“那么光的折射到底是怎么回事?”再次引发学生思考,从而进行下一阶段的教学．

图1 铁丝“叉鱼”实验

通过这样一个简单的游戏式实验,创设了“叉鱼”这一生活情景,让学生原本的“想当然”与实际结果发生碰撞,从而引发思考．而教师在此基础上通过问题的引导,能让学生迅速把握住教学的脉搏,引起学生强烈的兴趣和好奇心,为后续的探究进行铺垫,同时通过游戏式实验也培养了学生主动观察、发现问题的能力．

2 情境转移——新知教学

生活化的教学情境的创设是为了帮助学生更好地进行新知的学习,但是对于新知的教学还是要建立在更加科学的物理情境之中,因此必须要将“叉鱼”生活情景转移到光的折射的物理情境．

图2 激光“叉鱼”实验

在学生思考“光的折射是怎么回事?”的同时,教师进一步追问:“有什么办法可以让我们看到光的折射路径呢?”再一次引发学生思考．由于初二学生对于知识转移的能力有所欠缺,因此,教师可以通过引导,让学生在已有知识的基础上对问题进行猜想与讨论,在经过讨论之后得出用激光代替铁丝来叉鱼,从而观察光折射的路径．学生再进行实验(见图2),学生们很明显观察到光线在经过水和空气的交界面时传播方向发生了偏折,并最终“叉”到了鱼头．由此进行光的折射的定义以及折射光路图的教学．在这一教学过程中,学生经历了“问题——猜想——计划——实验——结论”的科学探究过程,同时通过对实验的操作与实验现象的观察,触觉与视觉的结合,学生能很轻松地掌握光的折射定义以及有关折射光路图的知识．

光的折射现象虽然很明显,但是需要学生直接想象光的折射路径还是有一定难度的,因此教师可以引导学生想象光从鱼经过水和空气进入我们的眼睛,再通过光路可逆原理进行分析,得出可以利用激光来尝试“叉鱼”，合理且准确地将铁丝叉鱼这一生活情境转变成激光“叉鱼”这一物理情境,同时又没有完全地将叉鱼这一生活情景剥离，让学生依然在愉悦的叉鱼情境中,通过对激光光路的观察来完成对新知的学习．

3 情景再现——解决问题

初中物理教学不仅要让学生掌握物理知识,还要培养学生用所学物理知识解决实际生活问题的能力．因此,在新知教学之后,通过生活情景的再现,帮助学生巩固新知并解决生活问题．

图3 光从鱼到人眼的折射

在学生掌握了光的折射现象和折射光路图,并简单练习作光线经过三棱镜和玻璃砖的光路图后,笔者设置了让学生作图解释“为什么通过圆管看到鱼头却叉不到鱼头?”以及“如何才能叉到鱼头?”两个问题．要解决第1个问题,介于初二学生知识迁移能力不高,因此有一定的难度．让学生作出光从鱼头到人眼的折射光路图(见图3)后,教师可以引导学生回顾光反射成像的相关内容,即通过镜子看到的像是反射光线反向延长光线的交点，是虚像．由此可以得出:通过圆管看到的鱼头是折射光线反向延长光线的交点，是虚像(见图3)．在画出光路图后,第2个问题也迎刃而解,要想叉到鱼头就应该瞄准鱼头后的鱼身．在此基础上,回到课堂初始时的“叉鱼”实验,去掉不透明圆管,再一次让学生尝试用铁丝叉鱼,看是否能够叉到鱼．

通过这两个问题的设置,一方面检验学生对光的折射光路图的掌握情况;另一方面与所创设的生活情境相呼应,保证了教学的完整性．对于学生的长远发展而言,通过让学生将所学知识回归到生活实际,提高学以致用的意识,增强对物理知识学习的兴趣．

综上所述,本文对于光的折射定义以及折射光路图的教学紧紧围绕“叉鱼”这一生活情景展开,通过问题引导连接教学的各个部分,引发学生的主动思考．利用铁丝“叉鱼”这一实验进行情境创设,将生活引入物理课堂;再利用激光“叉鱼”将生活情境转移到适合新知教学的物理情境;最后将物理知识应用于对叉鱼的解释,并实践叉鱼．这样不仅帮助学生对新知的学习,同时在学生动手实验的过程中培养学生观察、探索,以及解决实际问题的能力．