基于學生核心素養提升的卓越課堂構建①
——以“光的折射”教學為例

(江蘇省蘇州高新區實驗初級中學,江蘇 蘇州 215000)

1 引言

太湖石姿態萬千、通靈剔透，展現了大自然的鬼斧神工。我校在課堂教學改革中針對“卓越課堂”建設，從太湖石的形態中得到啟發，歸納總結出“卓越課堂”的四字特征——“瘦、皺、漏、透”，從“卓越課堂”的外在表征入手，緊扣四字特征，逐步提升學生的核心素養，筆者以一節物理新授課“光的折射”為例說明。

2 教學概述

“光的折射”是蘇科版初中物理教材八年級上冊第四章第1節內容，是在學習了“光的傳播及光的反射定律”的基礎上進行的，是解釋日常生活中許多光現象的基礎，同時又是理解透鏡成像的基礎，所以本節是本單元教學的重點。教材將本節教學要求定位在認識光的折射特點上，關注學生對折射現象的感知、體驗和對折射特點的探究。

3 教學目標

(1) 探究光在水(玻璃)和空氣之間發生折射時的特點；

(2) 能用光的折射規律解釋生活中的一些簡單的折射現象；

4 教學過程

4.1 趣味導入

選用兩張對比照片引入新課，照片中教師自己站在泳池邊和泳池內，泳池內的腿明顯比較短，學生看后都被逗樂了。

4.2 了解“光的折射”的定義和現象

(1) 由光在同種均勻介質中沿直線傳播過渡到傳播路徑發生偏折的狀況，讓學生自己給出折射的定義。

(2) 列舉出自然界和身邊常見的折射現象，如彩虹、筷子彎折等。

4.3 探究光的折射特點

(1) 自學關于光的折射的專有名詞。

(2) 參考光的反射定律的得出過程，試著探究光的折射特點。

(3) “三線共面”和“兩線分居”由學生代表上臺演示，折射角和入射角的關系由學生分組探究，分別探究光由空氣斜射入水和光由水斜射入空氣中兩種情況。總結時引導學生發現角度的動態關系，折射角總是隨著入射角的增大(或減小)而增大(或減小)，即同增同減。

(4) 引導學生從前面實驗數據中發現光路可逆，并要求他們利用兩支激光筆進一步演示光路可逆。

4.4 解釋折射現象

以人眼看水中的魚為例，利用光的折射規律通過作圖確定看到的“魚”的位置。作圖過程中用到的折射特點包含了“光由水斜射入空氣時，折射角大于入射角”以及“折射角和入射角的同增同減關系”。

要弄清楚在某個領域一個問題的范圍，首先要清楚問題的各個因素之間的關聯、隸屬關系。對于問題包含的因素，要清楚問題所在的結構是否適用于層次分析結構。層次分析模型可以分為三層，最高層、中間層和最底層，分別可以用于解決問題，達到目的，表示措施和預定目標達到需要經歷的環節。最低層可以用以表示解決問題的措施、政策和方案。

5 教學案例分析

5.1 關于四字特征的體現

5.1.1 “瘦”——簡約而不簡單

簡約體現在通過精心加工、設置呈現出來的簡明扼要的探究內容、環節、方法及手段，厚實體現在豐富、生動而不繁雜累贅的探究過程設置。課堂教學過程就是要給探究核心內容留出寶貴的時間，教師應該將更多的時間放在新知探究上。要在有限的時間內做到效益最大化，就必須強調學習過程科學、順暢，符合學生的學習需要和認知特點，清晰的思路緊扣“主線”展開，層層向前推進，每個環節的活動力求簡約而厚實。例如：關于“光的折射”的幾個專有名詞，在前一章“光的反射”的學習中學生已有知識遷移的基礎，本節課即可由學生自主完成學習。探究光的折射特點時，可讓學生從反射定律的得出過程中借鑒方法。由于“三線共面”和“兩線分居”的探究過程與前一章相似，便不再由學生分組實驗得出，而是通過學生代表上臺演示來完成。這樣既避免了教師活動過多，又增加了學生在課堂中的參與度，同時也為后面重點探究角度關系預留了更多的時間。本節課分組實驗中的重頭戲即為折射角和入射角的關系，此探究實驗的目的非常簡潔明了，學生動手過程中目標明確、思路清晰、操作簡單。而實驗完成后，實驗數據的分析卻隱藏了非常大的文章。根據學生親手得出的眾多角度，教師逐步引導，層層分析，既發現光由空氣斜射入水中和光由水斜射入空氣中，折射角和入射角的大小是不同的，又發現它們之間的動態變化關系，并且還在兩個實驗數據的對比中發現光路可逆的特點，由此，光的折射特點便完整地呈現在學生面前，此為目標簡約而內容厚實。

5.1.2 “皺”——生動、互動、靈動

“皺”的本意是皮膚松弛而成的紋路，用到賞石上是指石體層疊交錯、溝溝壑壑而形成的皺褶。皺褶起伏變化，無論大小其弧線、弧度應自然，不可間斷，與石體落座的角度要順勢，不可雜亂無章。對應卓越課堂教學，要求語言生動、有效互動、思維靈動。教師規范優美、活潑靈動的教學語言既是信息傳遞和情感交流的需要，更是開啟心智、陶冶情操的催化劑。課堂的一開始就利用教師本人的兩幅對比鮮明的照片，讓學生開心一笑，順利進入了課堂的情境。后面更是充分突出了和學生之間的互動，能讓學生親手實驗、處理所得數據、表達所得結論，教師絕對不越俎代庖。整節課教師只是適當地給予點撥和總結，在這樣的課堂中，學生的思維才能靈動，才能高度參與進來。

5.1.3 “透”——析透、講透、悟透

“透”意在深刻，要求教材析透、教師講透、學生悟透。特級教師余映潮曾說過：教師的任務就是把教材讀“厚”，把教材教“薄”。這里的“厚”，可以理解為運用手邊的資料和各種媒介，充分調動自己的知識儲備，分析教材時看到的不僅僅是書上展現的文字和圖片，更重要的是能聯想到這些文字和圖片背后的設計意圖、需要學生參與的方式、希望學生能達成的程度、以及在課堂上教師可采用的各種教學途徑、需要拓展的課外學習等。對于教師而言，只有能將薄薄的一本教材分析成厚厚的一摞資料，這節課才算分析透徹。只有做足這些準備工作，才能談及在課堂中給學生講透，而后才有學生的悟透。

5.1.4 “漏”——留白、待下回分解

在初中物理課堂教學中，教師為了增強教學效果，往往追求將教學內容講全、講透、講深，將學生的思維束縛在教師所設置的框架之中。這樣不僅不能有效提升初中物理課堂教學效果，還在一定程度上限制了學生的思維空間，不利于學生的全面發展。將“留白式”教學法應用到初中物理教學中去，在教學中巧妙地留有空白，可鍛煉初中學生的探究能力和思維能力，從而提升初中學生的關鍵能力。例如：學生在探究光由水斜射入空氣中時，逐漸增大入射角到一定程度時，會發現折射光線消失了，無法記錄此時的折射角。這一“全反射”現象在本節課中不作討論，只讓學生觀察到現象即可，至于其中的奧秘和應用，給學生留有空白。在后面的光纖通信中會再次涉及全反射，學生便會調動起相應的記憶，而不至于紙上談兵，此為本課堂第一處留白。第二處為課堂的結尾，學生利用吸管(開了小口，豎放時可辨別左右)和盛水的燒杯，觀察各種折射現象。將吸管放在杯中或者杯外，并改變距離，多次觀察，看看有哪些變化。當吸管傾斜放置時，水下的部分彎折或者變短是本節課可解釋的現象，其他現象如水下的吸管變粗，或者杯外的吸管可變粗也可變細，小口可在左側又可在右側，屬于后面透鏡的內容，無法解釋也無須解釋，留著疑問，帶著興趣讓學生在后面的學習中去解惑。

5.2 核心素養的提升

5.2.1 科學態度的培養

隨著課程改革的不斷深化，在新課標的指引下，強調以生為本，盡量讓學生去體驗，在體驗中豐潤自己的心靈，樹立正確的世界觀。需要在初中物理教學中滲透思想品德教育，不能僅憑空洞口號去說教，而應該用生動的教學去潛移默化地影響學生。本節課重點內容中包含探究折射角和入射角的關系，需要學生自己通過分組實驗來記錄角度大小，在設計表格時討論了每個實驗需要至少測量3組角度，而光由水斜射入空氣時，很多學生的入射角超過了臨界角，根本沒有折射光線，就無法測量折射角。這時需要他們實事求是地去記錄，而不是為了完成任務，編造數據。所有的科學實驗都必須求真求實，這一科學態度的養成遠比完成實驗任務更重要。

5.2.2 探究能力的培養

因為初二上學期學生剛開始學習物理，所以在一堂課中不可能將學生的學科核心素養明顯提升，本節課的重點探究內容為折射角和入射角的關系，對于學生的實驗探究能力要求較低，但對實驗數據的分析、歸納能力要求較高。本節課借助幾個課堂細節，幫助學生達成了以下核心素養的培養目標。

首先，幫助學生明確光的折射可以發生在多種介質中，在水和空氣之間或者空氣和玻璃之間，甚至推理到其他不同介質之間。

其次，培養學生在實驗中自主設計實驗表格的能力，這個能力在初中雖然要求不是特別高，但是到高中甚至大學時這個能力卻屬于學生必備技能，因此從現在開始，逐步要求學生自主設計非常有必要。表格中所包含的測量對象、物理量單位、實驗次數，甚至物理量之間的邏輯關系都是對學生思維的嚴謹性和完整性的訓練。

再次，幫助學生養成了透過現象看本質的思維習慣。實驗中的數據僅僅是一些表象，重要的是表象背后所蘊藏的本質性認識，培養學生的分析、歸納能力也是初中物理教學的重要目標。

5.2.3 表達能力的提升

物理課堂中的語言表達是指學生能用簡明、準確的科學媒介(文字、公式、圖像)來表達概念、規律、現象和過程。老師在平時的教學中要通過各種方式來培養學生的語言表達能力，讓學生力爭做到表達科學、嚴謹、合理、簡潔、富有邏輯。培養學生的科學語言表達能力,能增強學生的想象力和思維能力,促進知識的內化。學生在用語言描述對象特征時,首先要集中精力想“我將要說什么”,這需要在大腦中建立簡潔的物理實物模型或過程模型,可以很好地培養學生的思維能力和建構模型的能力。因此在物理課堂中,教師應鼓勵學生用科學語言描述自己的思維過程,可顯化學生的思維,有助于教師了解學生思維的方式,準確找到學生思維的缺陷,進而解決學生的困難。另一方面,在學生交流的過程中,也進行了有效的表達能力培養和知識的共享,能夠促進其他學生的思維發展,達到集體教育的效果。

本節課中需要學生進行表述的內容非常多，有概念性的表達，如嘗試自己給出光的折射的定義；有舊知識的回憶，如光的反射定律；有歸納總結性的表達，如折射角和入射角的大小及動態變化關系、全反射現象的描述。良好的課堂討論氛圍是培養學生科學語言表達能力的前提，給學生一個表達的平臺,他們會還教師一個百花齊放的春天。

在初中物理教學中，學生學科核心素養的提升以及“四字特征”的體現是一個循序漸進的過程，如果每節課堂都能充分體現“瘦、皺、漏、透”這四個特征，長此以往，學生的核心素養便會在不知不覺中得到充分提升，而以此為目標的課改才能真正落到實處。