創造性地使用教材，實施科學探究

摘要：教材是實施課堂教學的重要資源，教師要以新課程的理念創造性地使用它。人教社的物理教材八年級（上）第二章的第四節“光的折射”，集物理現象、物理概念、物理規律、知識應用于一體，對本章的學習乃至初中物理光學部分都有至關重要的作用。為了更好地達到課程標準提出的的三維課程目標，最好是把“光的折射”設計成為一堂科學探究課。

關鍵詞創造性；科學探究；光的折射

中圖分類號：G633.7

文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148(2007)4(S)-0019-2

人教社的物理教材八年級（上）第二章的第四節“光的折射”，其主要內容為：介紹了“折射現象”，解釋了“折射使池水變淺”，適量的作業，課外閱讀“海市蜃樓”。對于光的折射的規律，教材只給出了一句話“當光從空氣中傾斜射入水中或其他介質時，折射光線向法線方向偏折”。作為新課標下“光的折射”一節內容，無論從教材的內容（知識點數量）和難度要求都大大降低了。“光的折射”集物理現象、物理概念、物理規律、知識應用于一體，對本章的學習乃至初中物理光學部分都有至關重要的作用。

為了更好地達到課程標準提出的“知識與技能”、“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”的三維課程目標，我認為最好是把“光的折射”設計成為一堂科學探究課。下面是對“光的折射”的教學設計。

1 創設情景，引入新課，激趣激疑

讓學生分組做兩個神奇的實驗，觀察光的折射現象，激發學習興趣，形成概念，提出問題。

（1）小魔術：先設法使自己恰好看不到位于紙杯底部的硬幣，然后另一個同學往紙杯中倒入水，你觀察到了什么現象？

（2）體驗生活中的現象：一根筷子傾斜插入盛有水的杯子中，你觀察到了什么現象？

（3）由學生提出疑問：通過觀察以上兩個實驗，你有什么疑問嗎？請大膽提出。

2 建立模型，提出概念，激發新的問題

通過演示激光斜射入水（滴有幾滴牛奶的熱水）中，學生們可以觀察到：光從空氣斜射入水中時，傳播方向發生了偏折，在水面處還同時發生了反射，驗證了前面的猜想是否正確。

教師通過實驗，使學生對光的折射有一個感性認識，面對實驗現象，建立物理模型，把光的折射現象用如圖1所示的光路模型顯示表達出來，運用對比（光的反射）的方法，介紹入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角等概念，為折射規律的探究打下基礎。

提出新的問題：光的折射遵循什么規律呢？請大家大膽猜想。

3 實驗探究，尋找規律

介紹探究所用的實驗器材，激光器、半圓形玻璃磚、帶有量角器的背板，著重通過實驗介紹光線經過半圓形玻璃磚的特點，如圖2所示。

（1）當光從空氣中傾斜射入半圓形玻璃磚的平面時，折射光線、入射光線與法線的空間位置的關系怎么樣?

通過實驗觀察，得出三條線的位置關系：折射光線與入射光線、法線在同一平面內，折射光線與入射光線分居法線的兩側。

（2）當光從空氣中垂直射入半圓形玻璃磚的平面（也就是入射光線與法線重合，i＝0°）時，折射光線的傳播方向怎么樣？

（3）當光從空氣中傾斜射入半圓形玻璃磚的平面時，請填寫下面的表格：

從上面表格中的數據中，學生歸納總結出入射角i和折射角γ之間的規律：①當光從空氣斜射入玻璃介質時，折射角小于入射角。②折射角隨著入射角的增大而增大，隨著入射角的減小而減小。

（4）當光從半圓形玻璃磚傾斜射入空氣中時，把上面的表格中的入射角的數據作為折射角的數據，請填寫下面的表格：

從上面表格中的數據中，學生歸納總結出規律：①當光從玻璃介質斜射入空氣時，折射角大于入射角。②折射角隨著入射角的增大而增大，隨著入射角的減小而減小。

（5）從上面兩個表格中的數據中，歸納總結出光的折射遵循光路可逆。

在探究中始終注意激發學生的興趣，讓學生動腦、動手，親自體驗探究的全過程。在探究過程中，學生對有光的折射規律提出大膽的猜想，然后通過實驗、小組合作、全班交流得出規律，學生的思維發生碰撞，產生創造的火花。在整個實驗探究的過程中，教師因勢利導，層層追問，引出新的問題，引起學生進一步的思考。充分體現了科學探究活動的基本要素，學生獲得了深層次的情感體驗。

4 前后呼應，釋疑解難，培養能力，運用折射規律解決實際問題

用光的折射規律來解釋日常生活中的現象是本節課的難點，但由于前面折射規律的探究是非常充分的，規律是學生自己通過探究得出的，教學難點得到輕松突破。

解釋“硬幣上浮”，引導學生畫出了如圖3所示的光路圖，由于折射規律的是學生自己探究出來，很容易地理解圖中的兩個折射角的大小關系（γ₁＜γ₂），明確空氣中的兩條折射光線發散的，從而更好地理解折射所成的像是虛像。這樣的解釋遠遠比教材中的漁民叉魚的光路圖（如圖4所示）準確、深刻得多，學生的思維能力得到了很好的培養。

之后，讓學生自己類似于解釋“硬幣上浮”，畫出如圖5所示的光路圖，來解釋“筷子彎折”的現象。

5 課外小制作鞏固知識，培養動手能力，提出新的問題

布置學生課外小制作：制作“漁民叉魚”的模擬實驗教具。

提出新的問題：當光從玻璃介質斜射入空氣時，折射角大于入射角，且折射角隨著入射角的增大而增大，那么，當折射角增大到90°時，會出現什么現象呢?請同學們課外探究，還可以上網查詢相關的資料。

6 小結

回顧如圖6所示的教學過程，總結所學知識和研究問題的方法。

在本節課的教學活動中，創造性地使用教材，注重激發學生學習物理的興趣和培養初步的探究能力及協作精神。提出問題是引發學習的根本，沒有問題，也就難以誘發和激起探究的欲望。教師首先注重創設良好的問題情景，從“硬幣上浮”、“筷子彎折”的生活中的現象出發，激起學生對現象產生原因的好奇心，與學生對話引出這節課要探究的核心問題。進而引導學生對有關光的折射提出大膽的猜想。然后指導學生按照“設計實驗——合作探究——交流成果”進行實驗探究。最后前后呼應，釋疑解難，解釋“硬幣上浮”、“筷子彎折”、“漁民叉魚”的現象，提出新的問題，以問題開始，以問題結束，讓學生的探究在課外延伸。

(欄目編輯 黃懋恩)