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摘 要:初中物理是理论与实验相统一的课程,教学内容具有很强的理论性和实践性.教学中 要帮助学生利用教学内容做好物理实验,通过实验培养学生的物理学科素养,培养学生的物理学习能力和实际操作能力.
1 结合学生生活实际创设物理学习情境,落 实核心素养
1 . 1 结合实际创设情境
初中物理新课程要求物理教学要联系学生的生 活和学习实际,创设物理学习情境,培养学生的探究 能力,培养学生的物理核心素养.现以初中物理的 《 光的直线传播》为例,探讨物理教学中学科素养的 培养[1] .
以下是课堂教学实录:
师:同学们,请欣赏( 播放视频—多彩的光), 学生观看、思考.师:同学们,这些视频中的风景很漂 亮,说说有哪些漂亮的风景呢? 生答( 略).师:同学 们说的很好,有雨后的彩虹七彩斑斓,秋天的风景绚 丽多彩,城市的夜景灯火璀璨 … … 这些都与什么有 关呢? 生:与光有关.师:光让我们的世界丰富多彩, 光给我们带来了光明与视觉,光是哪些物体发出的 呢? 我们一起探究光的足迹,开启光学之旅! 教师 出示一组图片:太阳、萤火虫、灯笼鱼、点燃的蜡烛、 发光的灯泡等等.师:同学们看看这些物体有什么共 同的特点? 生( 举手):能够发光.师( 板书)光源:能够发光的物体叫做光源.师:同学们阅读课本 69 页 第一二段,哪些物体是光源? 可以分为几类? 并说 明原因( 时间 2 分钟).生答( 略).
1 . 2 核心素养落实体现
在该教学片段中,首先让学生欣赏熟悉的生活 场景,美丽的自然风光给人以美的享受,漂亮的夜景 让城市更有魅力,进而引领学生热爱生活,保护生 态,人与自然和谐相处,激发学生的兴趣,直接切入 主题,引导学生“探究光的足迹”,从而认识光源,光 源的分类,进一步辨析月亮等反射光的物体不属于 光源.利用学生比较熟悉的生活环境作为素材引入 课题,使学生感觉到学习物理并不困难,把学生的学 习活动引向深入,自然顺利地完成学习内容,学生思 维能力得到提升,核心素养得以真正落地.
2 结合分组实验和演示实验得出规律,落实 核心素养
2. 1 在实验设计中创设情境,在创新实验中得出规律
把学生分成小组,教师为每个小组提前准备好 器材:半烧杯的水( 加少许牛奶)、橘黄色的果冻、小 玻璃砖、小喷雾器、手电筒、激光笔等.师:请同学们猜一猜,光在空气、水及果冻这些透明的介质中怎样 传播[2] ? 生(1 , 2 , 3 ) :可能沿直线,可能沿曲线,也 有可能沿折线等.师:大家的猜想是否正确,我们应 该用实验来验证.师( 实验前交代安全注意事项): 6 分钟完成实验后各组推荐同学汇报,并上台展示. 教师来回巡视并适当提供指导和点拨.师:时间到, 各组推荐代表展示.同学们纷纷举手回答并上台展 示,如图 1 所示分别是光在空气中、水中及果冻中沿 直线传播的展示图片.
师:同学们刚才的展示效果很好,下面请观察这 个演示实验,如图 2 所示,这是我自制的玻璃箱水槽 ( 长 40 cm、宽 15 cm、高 30 cm ) , 装入适量的水,用 绿色的激光笔从上方射向水中,用喷雾器喷出水雾 来显示光在空气中的传播路径,当光从上方的空气 射向水中时,在界面处发生了什么? 生答:光路不是 直线.
师:由此证明了什么? 生答:光单独在空气中或 者单独在水中沿直线传播.师:观察很仔细.请同学 们继续观看下面的演示实验,光真的是沿直线传播 的吗?
如图 3 所示,在支架上固定好小型的水槽,先用 4 个相同的大烧杯盛好 一样多且温度相同的温开 水,4 个烧杯中按 4 ∶ 3 ∶ 2 ∶ 1 的比例加入一定量的白 砂糖,用玻璃棒搅拌均匀,这样配制出不同浓度的糖 水,按浓度从大到小的顺序分别倒入水槽中,水槽内 的糖水是不均匀的,这时用激光笔射向不均匀的糖 水中.
师:请同学们观察光在糖水中的传播路径,能看 到什么现象? 生:光在不均匀的糖水中发生了弯曲.
师:请一位同学上台用玻璃棒搅匀糖水,再用激 光束斜射入同种均匀的糖水中,师:又发生了什么现 象? 生:在均匀糖水中光是沿直线传播的.
师:对比两次演示实验,能得出光沿直线传播 的条件吗? 请说一说,生:光在同种均匀介质中沿直线传播.
2. 2 核心素养落实体现
该教学片段,教师把学生分成小组,并准备好实 验器材.首先让学生从生活实际中举出光沿直线传 播的一些实例,然后进行猜想光的传播路径,通过自 己寻找实验器材,小组合作完成实验,从而验证光沿 直线传播是需要一定条件的.在通过实验探究得出 结论的过程中,培养学生团结合作的能力.教师自制 实验器材,学生观察对比两次演示实验后,能够通过 实验现象得出规律[3] . 用这样的探究方式来组织学 生学习,由浅入深,层层递进,按照“光如何传播”的 逻辑拆分为:(1) 探寻光在同种介质中的传播路径; (2) 探寻光在不同介质界面的传播路径;(3 ) 探寻光 在不均匀介质内部的传播路径.这样做把单调的传 授知识转化为通过实验探究获取知识,实现了从感 性认识向理性认识的飞跃,培养学生归纳概括的能 力,有效提升了学生核心素养的落实.
3 在实验探究中引导学生学会发现问题、分 析问题、解决问题,落实核心素养
师:既然光沿直线传播,那么如何画出它的路径 及其方向? 如何描述呢?想一想怎么画? 哪位同学 上来画出来?一位学生走上讲台,在白板上沿着光 的传播径迹画了出来,如图 4 所示,师:同学们掌声 在哪里? 师:光是真实存在的吗? 生:是.师:光线是 吗? 生:不是,是我们画出的.师生总结:我们先画出 一条直线,并在直线中间的适当位置画出箭头,这样 就可以把光的传播路径和方向表示出来了.作图时 画出的这条直线表示光的传播径迹,画出的箭头表 示传播方向( 教师画图,如图 5 所示),因此光线是 画出来的,是一种理想模型法.
师:在生产生活中,光沿直线传播有哪些应用? 请同学们从我们身边举出一些实例.生(1 , 2 , 3 ) :上 体育课时、国庆阅兵时排队看齐等等都应用了光沿直线传播.师:同学们说得很好,如在实际生产中种 植秧苗,植树时种植成一排排等等都应用了这一道 理.同学们继续思考,在修建高速公路时要穿过大 山,用什 么 办 法 才 能 保 证 挖 掘 的 隧 道 沿 直 线 呢? ( 教师通过播放激光准直的视频引导学生思考)生: 应用了激光准直.
师:光沿直线传播还可以用来解释哪些生活现 象呢? 师引导学生分析影子的形成,手影游戏及皮 影戏( 生观看图片).师:现在桌面上有手电筒、乒乓 球、小皮球、日晷、玩具手枪、蜡烛、火柴、纸杯( 杯底 有不同形状的小孔)、小塑料袋、细橡皮筋等器材, 同学们自选器材,给大家 6 分钟时间,通过实验探究 光沿直线传播现象的一些模拟实例,教师来回巡查 指导.
师:时间到,请各组推荐代表上台展示,上台展 示的小组可以获得一些小礼物,希望同学们积极行 动,各组展示一个,下一组不可重复,自愿的请举手 ( 同学们纷纷举手),有请第 1 组代表上台展示日 食、月食形成的原因.生 1 简述:用手电筒发光代表 太阳发光,乒乓球代表月球,小皮球代表地球,当乒 乓球转到手电筒光和小皮球之间,乒乓球的影子投 到皮球上,这时处在影区的人们能看到日食现象;同 理当小皮球转到手电筒光和乒乓球之间在一条直线 上时发生的是月食现象. 8 组代表上台展示日晷影 子的形成,生 2 简述:当手电筒光运转时照射到日晷 上,日晷杆的影子落在日晷面盘上,可以粗略测出时 间.第 10 组代表上台展示,生 3 用玩具手枪模拟瞄 准射击,应用了光沿直线传播的道理.第 12 组代表 上台展示,生 4 简述:利用蜡烛火焰、带孔的纸杯,纸 杯上用橡皮筋扎紧塑料薄膜,通过改变蜡烛的烛焰 与杯底之间的距离,可以在塑料薄膜上观察到烛焰 倒立的像.成像原理通过观察视频并引导学生得出 如下结论:(1) 烛焰的光通过小孔后上下相反,所以 像是倒立的实像;(2) 在前面的实验中改变了小孔的形状,但实像不变,说明像与小孔的形状无关; (3) 改变烛焰到小孔的距离或者改变像到小孔的距 离,像的大小会改变.
3 . 2 核心素养落实体现
在组织学生学习的过程中,学生完成实验,探 究了影子的形成、日食、月食及小孔成像的成因. 教师介绍墨子发现了小孔成像的实验原理,以实 验的来历对学生进行热爱科学、爱国情怀的思想 教育,最后再通过视频图片进 一 步解释得出小孔 成像的三条结论.实验是模型建构的条件,是形式 逻辑思维的核心,是任何讲述无法替代的;事实的 呈现、得出结论离不开实验,通过实验才能将真实 情境与现实模型建立联系;实验等实践活动是促 使物理教学走向物理育人的重要载体,实验是用 来发现问题的,也是用来解决问题的,在探究过程 中让学生真实体验了光沿直线传播解释的一些现 象,此环节紧扣实验进行教学,让学生看得见、做 得到、信得过,学习效果较好,培养学生交流合作 及应用知识的能力,学生核心素养得到进 一 步的 落实和提升.
总之,在《光的直线传播》教学中,通过情境设 计、问题探讨、交流互助、学生分组实验、展示实验及 教师演示实验等多种途径来验证光沿直线传播的条 件及其应用,让学生通过小组合作完成实验探究,得 出结论,体现了“ 教师为主导,学生为主体,实验探 究为核心”的物理教学理念,有利于培养学生的思 维能力和创新能力,有利于学生的核心素养在课堂教学中落细、落实.
参考文献:
[1] 范雯菲.基于学科素养的初中物理实验教学策略浅析[ J] . 考试周刊,2021(08) : 125 - 126 .
[2] 涂富梅.核心素养视域下初中物理探究性实验教学:基于《机械效率》教学视频的思考[ J] . 广西教育( 义务教育),2019(6) : 102 - 104 .
[3] 付艳平.互联网 +形势下学生核心素养的提升:中学物理开放式探究性实验教学[ J] . 中学物理( 初中版),2016 , 34(12) : 10 - 11 .
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