基于深度学习的课例教学——以光的反射为例

◎ 王 琪

在初中物理的学习中，由于受到学生思维水平、理解能力的限制，往往会出现一些问题讲不清、讲不透的现象，这时老师如果处理不当，可能会和后续高中物理的学习产生冲突，或者只能应付题目，而不知道原因为何。笔者认为，初中物理至少在宏观层面，应让学生知其然，知其所以然。

《光的反射》是沪科版第四章第一节，是光学的开始，通过本节的学习能让学生感受到大自然中的光带来的神奇与美丽，继而开始从物理学的角度研究光。

学生对光的反射现象并不陌生，但是在八年级第一学期，学生缺乏立体几何知识储备，对平面几何也仅有简单的认识，他们对反射光线和入射光线之间的空间关系、法线的作用的理解是有困难的。所以说，学生对光的反射定律有了解，其也仅限于表层认识或机械记忆。如何让学生通过深度学习了解引入法线的前因后果就是本节要解决的难点。由此，笔者进行了以下教学设计过程。

一、利用实事,引入新知

情景1

播放杨倩夺冠视屏

老师:视频中的杨倩，在奥运会上取得了首枚金牌，身为中国人的我们再次感受到了自豪与骄傲。今天咱们也来一场射击游戏但是呢，老师没有枪，可是老师有一支激光笔，谁能用激光笔射中黑板上的准心?

学生活动，射中目标

老师:现在增加游戏难度(挡上去)，老师给你提供一个平面镜

学生利用平面镜射中

老师:为什么第一次射击老师挡上去就射不中了呢? 为什么第二次又能射中呢? 今天我们就来学习有关光的两种现象。

【设计意图】利用奥运赛事激发学生爱国热情，同时利用活动打开光学大门，开始探索之旅。

二、合作学习,探究新知

1.光源

老师演示:打开激光笔

连续发问:(1)光从哪里来? (2)关闭激光笔，还是光源吗?(3)生活中还有哪些光源? (4)你觉得什么样的物体是光源?

【设计意图】学生对光学有一些前概念知识，可以充分发挥学生的主动性

2.光的传播

情景1

拿出激光笔，打开，继续发问:光从光源发出，几乎同时在墙壁上看到光点，说明什么? 光是沿沿什么样的路径传播到墙上? 有没有办法看到它的传播路径呢?

学生设计实验:喷雾器喷出的水雾，就可以观察到光在空气中的传播路径。

演示实验，让学生观察现象，可以得出结论:光在空气中传播的路径是一条直线。

光能否在固体中传播呢?

演示光在玻璃砖中沿直线传播，同时引导学生观察到折射现象，学生总结在同种介质中沿直线传播

【设计意图】总结规律的同时对学生进行前概念学习的基础，为后续光的折射埋下伏笔。

光能否在液体中沿直线传播呢?

播放视频:光在不均匀的蔗糖水中传播路径是弯曲的，搅拌均匀后传播路径又变成一条直线。

师生进一步总结:光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

【设计意图】通过制造悬念，教师演示实验，充分发挥学生的主体地位

3.光线

拿出激光笔，打开:谁能把这束光形象的画下来。学生到黑板来画。

强调:物理学中常建立模型来方便研究问题，光线就是我们研究光所建立的模型

【设计意图】建立“模型”的概念，为后面学习光的反射、折射等问题打下基础。模型法的介绍也是对今后学习杠杆模型、磁感线模型等知识做了理论铺垫，这也是对学生思维能力的有效培养。

三、深度学习,理解新知

1.光的反射现象

老师:光会一直沿直线传播吗?

利用自制教具演示反射现象

学生观察光路并描述光的反射现象。介绍反射现象中的基本名词:入射光、反射光、入射点、镜面(平面)

【设计意图】让学生用自己的语言描述反射现象，培养学生语言表达能力、总结能力。

2.光的反射定律

活动1

初步建模，提出猜想:学生根据观察到的现象，提出关于“当入射光线和反射面确定时，反射光线所在位置”的猜想，并利用泡沫塑料和竹签进行演示交流。在讨论过程中教师利用提问和演示，引导学生意识到“反射光线和入射光线所在的平面”具有一定的规律。

情景2

结合PPT 三维立体空间图，演示实验，引出法线:学生通过观察演示实验理解引入法线的必要性，建立法线概念并由此确定反射光线所在的平面。

老师:我们发现，这些面与平面镜之间都是垂直的。在这里，虽然老师只给了三条光路，但是我们可以想象，假如四面八方有无数条入射光都照射到这一入射点? 那么是不是会有无数个这样与平面垂直的面呢? 那同学们，你们能在这些无数个变化的面中找到他们不变的规律吗?

学生:所有的面都会相交于一条线

老师:这条交线有什么特点?

学生:垂直，过入射点。

老师:所有的入射光和反射光所在的面都会过这条线，说明这条线很特殊。先从面上来看，任何一条入射光和它是不是都能组成一个与镜面垂直的面?

老师:那假如现在保留这条线，只给你入射光，反射光在哪个面呢，你能准确的描述吗?

学生:在入射光与这条线所组成的平面

老师强调，这条线叫法线。

【设计意图】深度学习，充分调动学生的主动性，从本质上了解引入法线的原因。培养学生发现问题，通过建立模型解决问题的能力。

老师:确定了反射光和入射光所在的面的特点，反射光的位置就能确定了吗? 这样是不是也在同一个面(演示同一面上不同方位)?

老师:看来呀，咱们还得确定反射光所在面的大体方位

(打开三束激光)同学们，这条入射光所对应的反射光在哪里? 那这条入射光所对应的反射光呢?

学生回答左边右边

老师:很明显，用左右前后来描述不能统一，不够科学，大家还记得咱们的法线吗? 可以怎么描述反射光所在的方位?

学生:反射光总是在法线的另一侧。

老师:那现在能确定反射光的位置了吗? (演示同一方位,不同角度)

学生演示并回答:这样表述并不能确定反射光的位置

老师:看来还不够精确，那还需要确定什么关系呢

学生:角度相等

老师:利用法线，我们把入射光线和法线的夹角称为入射角，反射光线和法线的夹角称为反射角。要想知道角度是否相等，不如动动手用实验说话。

活动2

学生用实验器材进行分组实验

老师:从因果关系上看，入射光是因，反射光是果，所以在描述的时候，我们应该说反射角等于入射角。

老师:现在我们知道如何确定反射光的位置了，那接下来在描述的时候呢，我们可以从范围较大的面上逐渐缩小至方位，最后以角度来定位，所以我们怎么总结反射光所在的位置呢?

学生:反射光与入射光在同一平面，反射光与入射光分位于法线两次，反射角等于入射角。

通过探究实验研究反射角和入射角之间的大小关系，最终得到完整的反射定律。

教师总结反射定律特点，再次强调法线在空间位置的确定中所起的重要作用

【设计意图】深度学习，培养科学意识，科学能力，科学方法和科学品质，提高学生的科学素养。

活动3

老师:接下来看看同学们学得怎么样。

反射图示:根据光的反射定律，学习绘制光的反射现象图示，并总结作图顺序

活动4

视频播放塔式光热发电

老师:学习物理知识并不是为了会做题，更重要的是要会利用所学解决实际问题，或利用所学更好地为人类所服务。

【设计意图】践行物理来源与生活却又高于生活，学习物理可以更好地为人类生活所服务，调动学生学习物理的积极性。

至此，本节课的教学内容得以完成。

本节课，通过问题的提出，让学生亲身经历深度学习的过程，真实体验思维的演变过程，贯彻物理学科的核心素养。让学生真真切切地感受到在物理学习的过程中，规律的总结中，科学的方式、方法尤为重要。通过深度学习，不仅能帮助学生克服浅层次学习、机械性学习的弊端，更实现了师、生、知识间的高度统一，使教师和学生在教学活动中都能获得最大程度的发展。