生活情景創設物理課堂
——以“光的折射”教學片段設計為例

姜玉梅 曹芝翎

(揚州大學物理科學與技術學院,江蘇 揚州 225002)

生活情景是指生活中具體的、直觀的現象或活動．情境是在情景的基礎上包括環境、個體等各種因素之間相互聯系而形成的一種氛圍．物理情境是人們將復雜的物理現象、物理狀態和物理過程,經過充分的想象、分析、判斷并應用圖示、圖像、語言符號所做出的一種形象化描述．[1]

對于生活情景在物理課堂教學中的運用研究中,有許多研究者專注于創設生活情境進行物理規律、實驗、習題等的教學,例如文獻[2]提出要利用生活問題、學生的錯誤經驗和好奇心來創設教學情境進行教學;也有直接創設物理情境進行教學,例如文獻[3]提出教師要在課前圍繞教學內容設計相關物理情境;文獻[4]則倡導用生活情景類比物理新知從而進行教學．而筆者注意到物理課堂首先需要利用生活情景來創設教學情境引發學生的興趣與思考,而在進行新知的教學時需要將生活情景與物理新知聯系起來,建立科學的物理情境．因此,筆者更注重利用一個生活情景來創設生活教學情境,再合理地通過物理手段將生活情境轉移到物理情境,最后再回到生活情景．

對于“光的折射”這一節內容中光的折射光路圖這一知識點,筆者選用了“叉魚”這一生活情景創設物理課堂情境進行教學,讓學生通過觀察、動手實驗來發現問題，從而促進學生折射光路圖的學習,具體的教學設計如下.

1 情境創設——提出問題

問題是思維的開端,引發思維其中一個重要的環節就是發現問題．創設生活化的教學情境是讓學生主動發現問題的重要途徑．

“叉魚”是一個生活情景,學生不一定直接有在水中叉魚的生活經驗,可能認為在水中叉魚和在空氣中摸魚一樣．通過游戲式實驗創設“叉魚”生活情景,讓學生嘗試通過一根在空氣中不透明圓管邊緣尋找水槽水中的塑料魚頭,瞄準后即固定圓管,隨后讓學生在圓管內用一根鐵絲沿圓管邊緣充當魚叉來叉魚(見圖1)．學生們通過觀察,發現鐵絲不能叉到魚,由此展開思考,提出問題“為什么通過圓管看到魚頭卻叉不到魚頭?”,由此教師自然而然地告知學生是因為光不是在同一介質中傳播,而是在兩種介質中傳播,從而引出課題“光的折射”．在此之前學生已經學習了光的反射,因此會對光的折射有一種陌生的熟悉感．緊接著教師進一步提出問題“那么光的折射到底是怎么回事?”再次引發學生思考,從而進行下一階段的教學．

圖1 鐵絲“叉魚”實驗

通過這樣一個簡單的游戲式實驗,創設了“叉魚”這一生活情景,讓學生原本的“想當然”與實際結果發生碰撞,從而引發思考．而教師在此基礎上通過問題的引導,能讓學生迅速把握住教學的脈搏,引起學生強烈的興趣和好奇心,為后續的探究進行鋪墊,同時通過游戲式實驗也培養了學生主動觀察、發現問題的能力．

2 情境轉移——新知教學

生活化的教學情境的創設是為了幫助學生更好地進行新知的學習,但是對于新知的教學還是要建立在更加科學的物理情境之中,因此必須要將“叉魚”生活情景轉移到光的折射的物理情境．

圖2 激光“叉魚”實驗

在學生思考“光的折射是怎么回事?”的同時,教師進一步追問:“有什么辦法可以讓我們看到光的折射路徑呢?”再一次引發學生思考．由于初二學生對于知識轉移的能力有所欠缺,因此,教師可以通過引導,讓學生在已有知識的基礎上對問題進行猜想與討論,在經過討論之后得出用激光代替鐵絲來叉魚,從而觀察光折射的路徑．學生再進行實驗(見圖2),學生們很明顯觀察到光線在經過水和空氣的交界面時傳播方向發生了偏折,并最終“叉”到了魚頭．由此進行光的折射的定義以及折射光路圖的教學．在這一教學過程中,學生經歷了“問題——猜想——計劃——實驗——結論”的科學探究過程,同時通過對實驗的操作與實驗現象的觀察,觸覺與視覺的結合,學生能很輕松地掌握光的折射定義以及有關折射光路圖的知識．

光的折射現象雖然很明顯,但是需要學生直接想象光的折射路徑還是有一定難度的,因此教師可以引導學生想象光從魚經過水和空氣進入我們的眼睛,再通過光路可逆原理進行分析,得出可以利用激光來嘗試“叉魚”，合理且準確地將鐵絲叉魚這一生活情境轉變成激光“叉魚”這一物理情境,同時又沒有完全地將叉魚這一生活情景剝離，讓學生依然在愉悅的叉魚情境中,通過對激光光路的觀察來完成對新知的學習．

3 情景再現——解決問題

初中物理教學不僅要讓學生掌握物理知識,還要培養學生用所學物理知識解決實際生活問題的能力．因此,在新知教學之后,通過生活情景的再現,幫助學生鞏固新知并解決生活問題．

圖3 光從魚到人眼的折射

在學生掌握了光的折射現象和折射光路圖,并簡單練習作光線經過三棱鏡和玻璃磚的光路圖后,筆者設置了讓學生作圖解釋“為什么通過圓管看到魚頭卻叉不到魚頭?”以及“如何才能叉到魚頭?”兩個問題．要解決第1個問題,介于初二學生知識遷移能力不高,因此有一定的難度．讓學生作出光從魚頭到人眼的折射光路圖(見圖3)后,教師可以引導學生回顧光反射成像的相關內容,即通過鏡子看到的像是反射光線反向延長光線的交點，是虛像．由此可以得出:通過圓管看到的魚頭是折射光線反向延長光線的交點，是虛像(見圖3)．在畫出光路圖后,第2個問題也迎刃而解,要想叉到魚頭就應該瞄準魚頭后的魚身．在此基礎上,回到課堂初始時的“叉魚”實驗,去掉不透明圓管,再一次讓學生嘗試用鐵絲叉魚,看是否能夠叉到魚．

通過這兩個問題的設置,一方面檢驗學生對光的折射光路圖的掌握情況;另一方面與所創設的生活情境相呼應,保證了教學的完整性．對于學生的長遠發展而言,通過讓學生將所學知識回歸到生活實際,提高學以致用的意識,增強對物理知識學習的興趣．

綜上所述,本文對于光的折射定義以及折射光路圖的教學緊緊圍繞“叉魚”這一生活情景展開,通過問題引導連接教學的各個部分,引發學生的主動思考．利用鐵絲“叉魚”這一實驗進行情境創設,將生活引入物理課堂;再利用激光“叉魚”將生活情境轉移到適合新知教學的物理情境;最后將物理知識應用于對叉魚的解釋,并實踐叉魚．這樣不僅幫助學生對新知的學習,同時在學生動手實驗的過程中培養學生觀察、探索,以及解決實際問題的能力．