追求美感的初中物理教学探讨①——以“光的色彩 颜色”教学为例

徐建洪 贲可敬

(江苏省江阴市夏港中学,江苏 无锡 214442)

众多物理学家秉持“自然界是简洁和谐”的信念，以描述、展现自然之美为己任，推动了物理学的发展。物理教学也应引导、训练学生发现物理之美，提升其鉴赏物理美的能力。[1]笔者以“光的色彩 颜色”教学为例，追求富有美感的物理教学，让学生欣赏物理现象的奇特美、物理方法的巧妙美和物理实验的结构美。

1 以物理情境为载体，感知情境美

“光的色彩 颜色”教学内容主要有:光的色散(白光的组成)、色光混合与颜色之谜、光具有能量。《义务教育物理课程标准(2011年版)》对此内容的要求是：通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。“光具有能量”这一内容可由学生通过阅读插图自主学习,其他内容则需要学生在实验中通过自己动手操作、动脑思考得出。

情境教学是教师有意识地把学生带入真实情境中,让学生乐于参与有趣的、有思维深度的活动。[2]创设引人入胜、发人深思的情境,有助于学生主动、有效地参与课堂教学。教师应当引导学生抓牢情境的核心,体验面向真实的学习活动,注重深度学习。

师:击破一只气球可以采用哪些方法?

生:用手挤压、用尖锐物体戳、继续打气、用火烤、用光照……

师:如何只击破如图1所示的无色气球内的红色气球呢?

图1

学生讨论、交流，实验演示:用蓝色激光照射,外部无色气球保持完好而内部的红色气球爆裂了。

设计意图:以指导观察为基础,强化感性美。教师通过一个游戏情境激发学生学习的兴趣,调动学生的思维,基于学生的困惑及求知的诉求，直接引入主题,为“光的色彩 颜色”的学习提供准备。当生动、有趣的情境呈现在学生面前时,他们先去观察、思考,再走进情境,感受镶嵌在情境中的物理之美。

2 以科学方法为抓手，欣赏方法美

在物理教学中,如何培养和发展学生的核心素养?其中一个十分重要的问题就是正确对待物理实验。[3]本节的主要物理知识蕴含在探究活动之中,学生探究能力的提高、科学方法的习得与探究过程密不可分。在运用科学方法进行探究的过程中,通过观察实验,才会欣赏物理现象之美、科学方法的巧妙和独特之美。

生活现象:不同光源发出的光色彩不同;对于不发光的物体,我们也能看到它的颜色。

问题:为什么我们看到的世界是五彩缤纷的?白光是最单纯的光吗?

学生活动:实验器材有强光电筒、带有狭缝的泡沫板、三棱镜、光屏(图2)。

图2

实验现象:白光通过三棱镜被分解成多种不同颜色的光,光屏上呈现一条彩色光带,这种现象叫光的色散。

实验结论:太阳光(白光)是由多种色光混合而成的。

学生活动：用喷壶在光的传播路径上喷洒水雾,学生可清晰观察到“人造彩虹”的景象，用简易生活用品可演示光的色散现象(图3)。

图3

设计意图:在课堂教学中,通过挖掘和展现物理现象的美，揭示物理学科知识的美,使学生在情景中思考问题,在欣赏物理现象美的过程中理解知识。

3 以探究活动为主线，体验活动美

在教学过程中,教师不能仅满足于让学生学会知识,更重要的是要教给学生发现、分析和解决问题的科学方法。因此，课堂上教师应注重挖掘知识背后的方法和技巧,让学生感受到科学技术的力量以及科学探究的意义。

3.1 观察白光透过有色玻璃片的现象

问题:如何从白光中获得单色光?

学生活动:实验器材是强光电筒、摄影用滤色镜，利用该组器材可获得红、绿、蓝三种单色光。

实验现象:透明的有色玻璃片透过了与其颜色相同的色光。

归纳结论:透明物体透过与其颜色相同的色光。

联系生活:摄影时为了改变拍摄影像的色调,使用滤色镜用它来调节景物的色调与反差,以呈现不同的拍摄效果(图4)。

图4

3.2 观察不同色光混合的现象

问题:将红、绿、蓝任意两种色光照射到白纸上，相互重叠的区域是什么颜色呢?不同颜色的光是怎么形成的?

学生活动:实验器材是强光电筒、摄影用滤色镜。

归纳结论:任何一种其他颜色的光均可以由红、绿、蓝三种色光按不同比例混合而成。

联系生活:用高倍放大镜观察正在播放节目的彩色电视机的屏幕,看到了什么?

学生观察到了光的三原色：红、绿、蓝(图5)。

图5

设计意图:富有美感的课堂教学基于教材,但视角要高于教材,必须深入、科学地研究教材,深度挖掘教学资源，以服务于课堂教学。学生通过亲身体验,欣赏到物理现象的美、科学方法的巧妙和独特之美。教学中必须有意识地让学生体验、感悟和掌握科学方法。物理实验和学生探究活动不能满足于完成任务,而应该让学生在活动的过程中明确探究活动的价值与意义，认识到实验不应仅仅是操作,还应寻找物理现象的美，感受科学方法的巧妙美，体验物理活动设计的独特美。

4 以科学思维为灵魂，体验逻辑美

任何有意义的学习一定是以发展思维为核心,着眼于创新。情境教育提出的“发展”的内涵,包括知识、能力、智力以及情感意志等心理品质的整体和谐发展,其灵魂便是思维的发展,尤其是思维的创新性。学生在主动积极的思考中，经常会运用科学思维方法,久而久之就会提升其科学思维能力。

4.1 活动：观察彩色鹦鹉图片。

问题1:当没有光照在鹦鹉上时,你能看到它身上的颜色吗?为什么?

问题2:有了光,我们为什么能看见鹦鹉?

问题3:在自然光条件下,鹦鹉身上各部分分别是什么颜色?

问题4:为什么在自然光照射的条件下,会看到鹦鹉身上各部分的颜色不相同?

学生活动:实验器材是强光电筒、彩色不透明纸片，该组器材可用于演示物体反射色光的特点。

归纳结论:不透明物体反射与其颜色相同的色光。

设计意图:通过“想一想”“看一看”“说一说”这几个过程,让学生进一步用实验观察的方法归纳出物理知识,体验直觉的美，提升思维能力。实验是探究的主要方式,教学过程设计的优化核心是设计好实验，为学生观察物理现象和习得探究方法创造机会,预设问题为学生解决问题并体验成功的愉悦创造机会，使得学生在探究活动中领悟探究方法、形成科学观念、发展科学思维。

4.2 形成新观点

活动：解释激光击破气球的原因。

师:为什么蓝色激光只击破无色气球内部的红色气球呢?

生甲:光具有能量。

生乙:蓝光可以透过无色气球。

生丙:红色气球会吸收蓝光。

师:想用蓝色激光击破无色气球,你可以采取哪些措施?

生:将无色气球涂成黑色或蓝色以外的其他颜色。

设计意图:学生创造思维能力的发展并不是在教学中“信手拈来”,而是有意识、有目的地培养起来的。学会用物理知识解释物理现象、解决生活问题是物理课堂转型的显著特征,同时也是学生物理核心素养得以提升的重要标志。[3]学习评价要从“对学习的评价”转向“作为学习的评价”,其主要特征是与学习过程相伴随，使其成为学习过程的重要组成，促进意义的显化和内化。[4]思维的美丽是内涵的美丽，尤其是逻辑思维。什么可以用来证明学习目标的达成?达成这些目标的证据是什么?教与学所指向的、构成评估的表现性行为是什么样的?只有弄清了这些问题,才能在逻辑上设计出合适的教学和学习体验,从而使学生成功地完成学习任务,达到课程标准的要求。[5]

5 结语

物理教学要以实验探究活动为基础,以理性思维为中心,体现“实验是物理的根、科学思维是物理的魂”的学科特色,践行“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念。认清物理学科的特点有助于物理教师教育理念、教学方式、评价方式、学生学习方式的转变,使得物理课堂教学呈现出特殊的美感。