开展课堂创新实验 促进学生深度学习与探索——以“光的折射”教学为例

中学物理 Vol.37 N〇.242019年12月
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—以“光的折射”教学为例
王坚
(建湖县高作中学江苏盐城224752)
摘要:神奇有趣、丰富多彩的创新实验，能够激发学生的好奇心，进而激发学生探究“神奇”背后物理知识的欲 望.本文以“光的折射”教学为例，让学生经历创新实验的实践过程，能够帮助学生加深对知识的理解，带有自主剖析的 深度学习，进而主动地构建自我学习体系，培养学生的创新实践能力.
关键词:创新实验;深度学习；光的折射
文章编号：1008 - 4134(2019)24 - 0041 中图分类号:G633.7 文献标识码：B
物理学科是一门实验学科，尤其是初中物理课 堂，离不开实验教学.事实上，当前我国初中物理实验 教学普遍存在教师讲、学生记、课后练、现象不够明显 等问题，严重降低了物理教学的实际效果，很多知识只是被机械地灌输到脑子里，并没有被学生真正理 解.笔者以“光的折射”教学为例，旨在通过对中学物 理创新实验开发的实践性进行探索，寻求初中物理课 堂创新实验促进学生深度学习的一些方法，从而提高
基金项目：盐城市教育学会“十三•五”教育科研课题“初中物理课堂创新实验促进学生深度学习的研究与实践”（项目编号: 2018B-162).
作者简介：王坚（1978 -),男，江苏建湖人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理课堂教学策略研究.
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了最新的科技与技术进步，很好地关注了物理学的应 用价值.例如，纳米材料、超导体、集成电路等.再如，在“摩擦力”一节，介绍了“减小阻力的创新历程”.从 利用滚木移动巨石到秦始皇兵马俑一号坑出土的青 铜战车再到气垫船;从海豚到高速列车.不仅呈现了 技术的价值和科技的进步，同时让学生从物理走向了 社会.
3.3多元的“小结与评价”—指导知识构建，关注 物理学的学习方法
刘教授非常重视如何用“物理的核心素养”引领 物理一章后的复习课的设计与实施问题;重视如何从 回顾探究过程中，提升科学方法的问题;重视评价学 生是否撼动已经存在的重要的前科学概念、是否领会 重要知识的得来过程的问题;重视如何指引学生学习 梳理物理知识，形成有序的知识结构的问题.
每个单元的后面都配有知识梳理部分，有分层 式、有树状图、有概念图、有表格等多种形式，在帮助 学生梳理知识的同时，传递了知识梳理的方法.在反 思与评价部分，有对核心概念建立过程的追问，有对 关键实验的反思,有对科学方法的总结，有对相关现 象的解释,在指导学生多方位总结反思的基础上提升了学生的学习能力.
总之，我们在实际教学过程中，要用实验为学生
创设生动的物理学习情境;要用实验有效地激发学生
学习物理的兴趣和求知欲;要用实验发展学生手脑并
用的能力;要用实验帮助学生掌握科学方法;要用实
验为学生个性化发展创设平台，提升学生的科学素
养.也只有这样才能体现物理科学的本质特征，才是
对刘炳昇教授教育思想的真正践行.
参考文献：
[1] 刘炳昇，李容•义务教育教科书物理（八年级下册）[M].江苏:江苏科学技术出版社,2013.
[2] 刘炳昇，李容•义务教育教科书物理（九年级上册）[M].江苏:江苏科学技术出版社，2013.
[3]刘炳昇.为发展学生的个性特长提供更大空间——案 例:设计和制作一个机械模型[J].物理教学探讨，2013,31,
(07) :1 -3 +6.
[4] 刘炳昇.在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和 教学建议—
—以“苏科版”物理教材中的综合实践活动为例[J]..物理之友,2015,31(01) :1 -3+9.
[5]刘炳昇，仲扣庄.中学物理教师专业技能训练[M].北 京:高等教育出版社，2004.
(收稿日期：2019 -07 -26)
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教学的效果，培养学生的创新意识、创新精神,增强其 创新能力.
1引入新课一“大鱼吃小鱼”
器材介绍:将塑料透明容器中间用玻璃隔开，两 侧底部分别贴上大鱼和小鱼的图片（如图1所示）.
图1图2
实验过程：在大鱼一侧加水，观察看到的现象. (如图2所示）
总结反思:加水前看到两条鱼，加水后消失一条，对于这个实验现象，学生是意想不到的，感到很新奇，好奇心和注意力，兴趣和求知欲迅速提高，以这样的 实验引入课题，使学生立即投入到课堂学习中来，在 情景中积极主动思维，在活动中进行深度的思考.
教师要善于利用创新实验来设置矛盾、疑问，创 设问题情境，如设置意想不到的实验，学生产生认知 上的冲突，学生就会主动寻其源、找其理，达到不达目 的不罢休的地步，积极参与到问题情境中来.我们追 求的是思维深度，培养思维习惯,进行“深度学习”是 突破口，从而使学生迅速进人到学习状态.
2突破难点一显示光的传播路径
器材介绍:将果冻切成玻璃砖型.
实验过程：学生分组实
验，观察光从令气射入汜冻屮
的传播情况（如图3所示）.
总结反恐：逝过现象明站
的实验，i上学生获得迫:观感
受，吸引料職.郷雖
活中常见食品，一能让学生感 图3
受到亲近实在，二相对于用玻璃砖现象更清晰，并且 通过不同介质的传播情况，说明光的折射现象的普 遍性.
3实践应用
3. 1坐井观天
器材介绍：PVC管粘在玻璃上模拟水井、玻璃下 面放一个摄像头作为青蛙的眼睛、做个小桌桌面底部 贴上天空的彩色图片（如图4所示）.
实验过程：展示青蛙在井中的图片（如图5所 示），思考根据图片联想到的成语和如何用实验的方法模拟看到的天空范围；介绍器材进行实验，回忆青 蛙看到天空的范围可以用什么知识解释;进一步设疑，在装有水的井底，青蛙看到的天空范围是否发生变化? 实验验证后，讨论、归纳通过分析光的传播路径来解释 有水时看到的范围变大的原因（如图6所示）.
图4 图5 图6
总结反思:在这一环节中，笔者通过卡通图片引 出成语坐井观天，通过演示实验的形式，模拟坐井观 天，通过无水时观察到的现象，复习光的直线传播知 识;通过比较发现，有水时，看到的井口范围变大了，引发学生积极思考，激起求知欲.通过逐个问题串，一
步一步将学生引人到是由于光从空气斜射人水中时 发生折射的原因，激发学生深度学习的愿望.
如果只是让学生观察坐井观天的图片，去分析原 因，收获只是停留在知识本身的层面上，而通过这样 一种触手可及、形象直观的自制创新实验，在理论和 现象上诠释了光的直线传播和光的折射，学生对于光 现象的理解就既有深度、又有广度.
3.2坦克观察孔
器材介绍:包上迷彩纸的泡沫上面开个跟玻璃砖 一样大的长方形孔作为坦克的观察孔（如图7所示）.
实验过程:介绍实验器材，把眼睛贴近观察孔，体 验当坦克兵的感觉，比较玻璃砖放入前后看到的范 围，思考范围变化的原因（如图8、9所示）；讨论与坐 井观天共同的特点；强调将所学的物理知识,联系到 实际生活当中的具体应用.
总结反思:通过分组实验，将坦克观察孔实例搬 到课堂中来，与坐井观天类比，两次不同的实验，相似 的现象，放在一起进行对比总结，不仅引发学生积极
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思考，培养学生分析、解决问题的良好习惯，还达到对 知识的再理解、整合,注重探究方法的渗透.学生掌握 了一定的学习方法后，对构建自我知识体系有很大的 促进作用，学生的学科素养、综合素质也在潜移默化 中得到提高.
3.3 鱼叉叉鱼
器材介绍:在一个长方形透明玻璃鱼缸的内侧下 方贴一张小鱼的彩色图片，将一个圆形笔筒固定在铁 架台上作为瞄准孔,用细金属杆作为鱼叉，用摄像头 拍摄观察到的现象展示在背投上便于学生观看（如图 10所示）.
实验过程:没有装水时，调整瞄准孔的角度，掌握 叉鱼的要领，叉鱼后从侧面观察是否叉到鱼;再装水 后重复实验，从光线传播的路径、偏折的角度分析讨 论装水后明明瞄准了，实际却没有叉到的原因，讨论 生活中渔民是如何操作才能真正叉到鱼;思考生活中 还有哪些类似的现象及解释这类现象的方法（如图1]所示）.
图10
总结反思:在这一环节中，笔者先让学生动手进 行实验，对准看到的鱼叉，却没有叉到，引发学生的认 知冲突，从而激发学生的兴趣，然后提出“实际鱼在什 么位置呢?”，引发学生的深度思考，把学生的思维带 入新的学习情境中，然后通过作光路图引导学生分析 得出实际鱼的位置，接着再让学生对准实际鱼的位置 下方叉,成功叉到了鱼，享受成功的喜悦.
通过培养学生积极参与探究活动，进一步锻炼其 实验操作能力,在实验中思考，在思考中实验，学会交 流、学会把所学知识紧密联系生活实际，学以致用.
3.4射水鱼捕食
器材介绍:在一个长方形透明玻璃鱼缸底部固定 一个摄像头作为眼睛，鱼缸上固定一个带橡皮的铅笔 作为虫子，用摄像头将影像显示在背投上（如图12所 示）_
实验过程:播放射水鱼视频（如图13所示）；在空 气中观察到水中的物体位置变浅了，思考射水鱼在水 中看到岸上的猎物比实际位置高还是矮？这时候光 线是如何传播的;介绍器材，实验演示;引导学生应用光的折射规律解释现象，突出实际上跟叉鱼就是一个
逆向思维（如图14所示）.
图12图13图14
总结反思:在这一环节中，笔者先让学生思考，在
岸上看水中物体时比实际的位置要浅，那么在水中看
岸上物体时，情况又如何呢？利用对比的方法、由浅
入深，引导学生对新的问题进行探索，激发学生主动
思考.然后通过实验的方法观看实际情况，再讨论如
何通过作图等方法分析得出位置，使他们产生进一步
求知的欲望，最后利用小组成员间交流、讨论,共同研
究学习中存在的问题.
4深化方法—
—游戏检测
器材介绍:请学生伸出右手臂，表示入射光线；伸
出左手臂，表示折射光线.肩膀作为两种不同介质的
分界面，站立的身体表示法线（如图15所示）.
实验过程:教师调整学生的右手臂角度位置，改
变人射角，学生通过改变左手臂位置，相当于调整折
射角（如图16所示）.
N
-分界面
图15图16
总结反思:本实验改变了传统的采用知识点罗列
的总结方式,通过游戏检测本节所学知识，增强学习
的趣味性，提高学生的注意力，增加学生的参与度，培
养学生知识迁移能力.
积极开展课堂创新实验教学，选择新颖、恰当的
教学策略，能提高学生的学习兴趣，促进学生深度学 习，提高学生科学素养.
参考文献：
[1]康淑敏.基于学科素养培养的深度学习研究[J].教 育研究，2016(7):111 -117.
[2]白孝忠.促进初中物理深度学习的策略探索[J].中学物理教学参考,2016,45(17) :9 -11.
(收稿日期:2019 -08 -10)
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