依托自主探究，构建多元课堂

在新课改的背景下，物理教学越来越注重培养学生的科学素养和创新能力，但是在实际教学中，许多教师仍然延续传统的“满堂灌”模式，学生被动接受知识，缺乏主动探究和动手实践的机会，这种教学方式不仅难以激发学生的学习兴趣，还无法真正实现新课标提出的“自主、探究、合作”的理念。为了改变这一现状，教师在教学“光的折射”内容时，尝试采用自主探究的教学模式，通过创设生活情境、小组实验等方式，引导学生主动思考、动手实践，在探究过程中发现和掌握光的折射规律，这样的课堂不仅能够提高学生的学习兴趣和主动性，还能培养学生的科学思维和实践能力，真正实现物理教学的多元化和高效化。

在“光的折射”中，主要介绍光在不同介质中传播方向发生变化的现象及其规律，教材首先通过“筷子折断”“叉鱼”等生活现象导入折射概念；其次通过实验探究光在不同介质中传播路径的变化，归纳出光的折射规律，并引入折射角、入射角、法线等相关概念；最后还通过实验“为何又能见硬币了”创设实验情境，活跃课堂氛围，激发学生兴趣。本节内容与学生的生活实际密切相关，且实验演示操作较为简单，易于学生理解和掌握，光的折射规律是理解后续凸透镜成像、光的色散等内容的基础，对学生的物理学习有重要意义。因此，教师需要引导学生深入理解光折射的本质和规律，加强实验探究和生活应用，夯实学生的物理基础。初中生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些抽象的物理概念和规律还缺乏深刻的认识，他们普遍好奇心强，喜欢动手实践和自主探索。因此，在教学“光的折射”时，教师可以充分利用学生的这些特点，创设生动有趣的教学情境，鼓励学生动手实验、自主探究，引导他们在直观感知的基础上逐步建构概念，掌握规律，发展科学思维。

《义务教育物理课程标准（2022年版）》对物理学科核心素养进行明确界定，其中涵盖物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，强调物理教学应注重整体设计与情境创设。基于这一规定，教师设计本节课教学目标如下：物理观念方面，通过实验探究，理解光在不同介质中传播方向发生改变的物理本质，掌握光的折射现象的概念和规律，初步建立光的直线传播和折射的物理观念；科学思维方面，通过小组讨论和交流，分析和总结实验结果，归纳光的折射规律，培养学生的归纳、概括和逻辑推理能力，提高学生的科学思维水平；科学探究方面，通过教师引导和学生自主设计实验，锻炼学生提出问题、设计方案、动手操作、获取数据的科学探究能力，培养学生的创新意识和实践能力；科学态度与责任方面，培养学生细致观察、严谨求实的科学态度，养成实事求是、诚实守信的品格，激发学生敢于质疑、勇于创新的科学精神。

笔者围绕新课标的要求和学生认知水平，以“光的折射”为例，依托自主探究，建构多元课堂的教学理念，整合出如下教学策略，旨在提高学生的科学探究能力，培养学生的物理核心素养。

一、情境导入，激发探究欲望

教师（演示实验）：同学们，今天我们来做一个有趣的实验。

老师拿出一个透明的水杯，里面放一支铅笔（见图1），大家仔细观察，铅笔在杯子里是什么样子的呢？

学生A：老师，我发现铅笔放在水里看起来好像折断了一样，和在空气中看到的不一样。

教师：非常好的观察！大家都来看一看，笔在水中和在空气中看起来有什么不同？

学生B：笔在水里看起来比在空气中更粗一些。

学生C：笔在水面以下的部分好像向杯壁的方向偏移了。

（学生七嘴八舌地讨论着观察到的现象，课堂氛围非常活跃）

教师：大家观察得非常仔细，这些现象其实都是光在水中发生折射导致的。那么，光为什么会在水中发生折射呢？折射后的光线传播方向有什么规律呢？

学生D：老师，我猜可能是因为光从空气进入水中的时候，传播方向发生了变化。

学生E：我觉得折射可能和光线入射的角度有关系，入射角度不同，折射的程度也不同。

教师：同学们的想法很有创意！看来大家对光的折射现象产生了浓厚的兴趣，这正是我们今天要探究的问题。

二、自主探究，发现光的折射规律

（教师播放一段光的折射视频，视频中光线从空气斜入水面发生偏折的过程清晰可见）

教师：通过刚才的视频，同学们对光的折射有了一个直观的认识。那么，我们想要深入了解光的折射规律，一定要亲自动手去探究和实践。

教师：接下来，请同学们分成几个小组，每组领取一个激光笔、水槽、一个可以折转的光屏。探究光从空气斜射入水中时，折射光线与入射光线的位置关系。小组可以通过改变入射角来观察折射角的变化情况，思考并总结光的折射规律。

（学生分组领取器材，开始小组探究实验）

教师：（巡视各小组）老师发现有的小组用激光笔发出的激光束斜射入水中时，看不到入射光线和折射光线，怎样才能看到光线呢？同学们可以先尝试向水槽中倒入牛奶，搅拌均匀，就能显示光线。然后，仔细观察入射光线和折射光线的位置关系。

（学生热烈讨论，积极动手实验，教师适时给予指导和提示）

教师：各小组讨论目前的探究成果，待会请小组派代表和大家分享你们的发现。

（学生进行组内交流，总结探究过程中的发现）

学生F：我们小组发现，当光线斜射入水中时，折射光线似乎总是向法线方向偏折。而且入射角越大，折射角也越大。

学生G：我们小组发现，无论光线从哪个方向射向玻璃砖，折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。

教师：你们是怎么探究入射光线、折射光线和法线在同一平面内的？

学生H：我们是将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度，观察到光屏没有折射光线。

教师：非常好，同学们已经具备探究能力，这些发现非常精彩！通过同学们的努力探究，我们对光的折射现象和规律有了更加直观和全面的认识。接下来，我们将通过动手实验，深入探究光的折射规律。

（教师演示实验操作）

教师：首先，我们需要准备一个透明的玻璃砖和一个激光笔。把玻璃砖垂直放在白纸上，用激光笔从空气中向玻璃砖射出一条光线。

（学生观察演示，记录光线传播路径）

教师：大家仔细观察，光线从空气进入玻璃砖时，传播路径发生了什么变化？

学生A：光线在空气和玻璃的交界面发生了偏折，好像向法线方向偏折了。

教师：很好！我们把光线进入玻璃前的部分叫作入射光线，光线进入玻璃中的部分叫作折射光线。光线偏折的这个交点叫作入射点。

（教师引导学生思考）

教师：那么，入射光线、折射光线和入射点处的法线，三者之间有什么位置关系呢？

学生B：它们好像都在同一个平面内。

教师：非常棒！这个平面我们称为入射面。光的折射必须满足：入射光线、折射光线、法线在同一平面内。这是我们发现的第一个规律。

（学生分组进行探究实验）

教师：现在，请同学们分组，每组领取实验器材。探究一下，当入射角发生变化时，折射角是如何变化的。

（学生进行探究实验，教师巡视指导）

学生C：老师，我发现当入射角增大时，折射角也随之增大。

学生D：而且，折射光线始终在入射光线的另一侧，它们分居法线的两侧。

教师：你们的这些发现很精彩！我们可以把它们总结成光的折射的第二个规律：折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角随入射角的增大而增大。

（教师引导学生归纳光的折射规律）

教师：通过刚才的探究实验，我们再来归纳一下光的折射规律。第一，入射光线、折射光线、法线在同一平面内；第二，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角随入射角的增大而增大。

学生E：老师，如果光线垂直射入玻璃，还会发生折射吗？

教师：这是一个很好的问题。我们来做个实验验证一下。

（教师演示垂直入射实验）

教师：当光线垂直射入玻璃时，我们发现它并没有发生偏折，而是沿原方向传播。这启示我们：当光线垂直射入介质表面时，不发生折射。

（学生总结光的折射规律）

教师：好了，现在请同学们归纳一下我们探究出的光的折射规律。

学生F：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。光的折射符合以下规律：第一，入射光线、折射光线、法线在同一平面内；第二，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角随入射角的增大而增大；第三，当光线垂直射入介质表面时，不发生折射。

教师：总结得非常完整、准确！今天我们通过动手实践，亲自探究发现了光的折射规律。希望大家能够运用这些规律去解释生活中观察到的各种折射现象。接下来，我们来做一个有趣的实验：为何又能看见硬币了（见图2）？

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图2

教师：这是一只不透明的杯子，老师在杯子底部放了一枚硬币，让一位同学从杯子的上方看去能看到杯底的硬币，然后向后退，直到刚好看不见杯底的硬币时站住。请另一位同学向杯子里倒水，刚刚看不到的硬币又能看见了。这是什么原因呢？

（学生进行课堂活动）

教师：这个实验与光的折射有关，如图2（b）所示，当杯子加了适量水后，由于光的折射，光线发生了偏折，进入了人的8csyxgpC9cUSs7c2pkz1/Gs7AHY3SJpz4+QgoC0bbn8=眼睛，人就又能看见硬币了。

三、合作交流，深化学习内容

教师：同学们，通过刚才的探究实验，我们已经掌握了光的折射规律。现在，我想请大家回到小组，围绕如下几个问题进行讨论和交流。

（教师展示讨论问题）

1.在探究过程中，你们遇到了哪些困难和疑惑？是如何解决的？

2.除了教师演示的实验方案，你们还能设计出哪些探究光的折射的实验？

3.光的折射规律在生活中有哪些应用？你能举出一些例子吗？

（学生小组讨论交流）

学生A：我一开始不太明白入射角和折射角怎么求，后来通过和组员讨论，弄清楚了它们与法线的关系。

学生B：我们小组还设计了一个实验，用半圆形的玻璃砖，观察光线从空气射入玻璃再射出玻璃的整个过程。

学生C：我在生活中观察到，水底的鱼看起来比实际位置要浅，这应该就是光的折射导致的。

（教师引导学生分享讨论成果）

教师：大家的讨论都很深入，能够从不同角度探究光的折射。那么，每个小组能推荐一位代表，和全班同学分享你们的讨论成果吗？

（小组代表分享交流）

小组1代表：我们小组通过交流，加深了对折射角和入射角的理解。我们还尝试用激光笔和不同形状的透明物体探究光的折射，发现光的折射规律在不同介质中都是适用的。

小组2代表：我们小组的创新实验是用一个鱼缸，在水面悬挂一个小灯泡，观察从水中看灯泡的位置变化。这个实验直观地展示了光的折射现象。

小组3代表：我们讨论了光的折射在生活中的应用，如凸透镜、光纤通信、海市蜃楼等。这些现象背后都蕴含着光的折射原理。

（教师总结提炼）

教师：通过小组合作交流，同学们共享了彼此的疑惑和解决方法，拓展了探究光的折射思路，也发现了光的折射规律在生活中的广泛应用。这些都有助于同学们加深对光的折射知识的理解。

（学生反思升华）

学生D：通过同学们的分享，我学到了不同的实验方法，也了解了更多光的折射的应用。我感受到合作交流对学习的促进作用。

学生E：我原来对光的折射现象只有一个模糊的印象，通过探究实验和小组讨论，我对光的折射规律有了更清晰、更全面的认识。

（教师引导学生内化知识）

教师：我们今天的探究和交流，不仅是为了掌握光的折射规律，更重要的是在合作中学会分享、倾听、表达和思考。这种学习方式对我们今后的学习和生活都很有益处。

教师：那么，请同学们利用几分钟，对照今天的学习目标，评估一下自己的学习效果，也可以对小组成员的贡献进行评价。

（学生自评、互评，教师适时点评）

教师：光的折射是一个有趣而又重要的物理现象，它不仅丰富了我们的物理知识体系，还拓宽了我们认识世界的视野。希望大家能在今后的学习和生活中，进一步探索光学现象，感受光的神奇。

（设计意图：整个教学环节体现了“以学生发展为本”的理念，调动了学生参与交流的积极性，促进了学生的全面发展，学生在与他人的思维碰撞中，加深了对知识的理解，内化了科学探究的方法，提升了综合素质，合作交流不仅成为深化知识的途径，更成为学生成长的助推器。）

四、总结

本节课以“光的折射”为切入点，通过创设生活情境、小组探究实验、合作交流分享等环节，引导学生主动构建“光的折射”知识体系，提高了学生的科学素养和创新能力。在教学过程中，笔者充分发挥学生的主体作用，引导学生通过观察现象、提出问题、设计实验、归纳规律等步骤，循序渐进地掌握光折射的基本概念和规律，培养学生的科学探究能力。学生在自主探究中提升了动手操作能力，在合作交流中提升了表达沟通能力，在拓展应用中培养了分析解决问题的能力，教学过程突出了学生的亲身体验和互动参与，调动了学生学习的积极性和主动性。在实际教学过程中，构建多元课堂，创设各种教学情境，调动学生积极性，让学生掌握物理知识的同时，不断提升课堂教学质量，发展学生的物理核心素养，实现全面发展。

不足之处在于针对学生的个体差异，无法做到满足每个学生的需求，教学策略还有待进一步完善。部分学生在探究过程中可能需要更多的指导和帮助，而一些学有余力的学生则需要更具挑战性的拓展任务。在今后的教学实践中，教师应加强分层指导，设计差异化的探究任务，以促进每位学生的个性化发展。

（作者单位：福建省漳州市华侨中学）

编辑：赵文静