基于學習情境的物理實驗教學探究

吳小玲

【摘 要】在物理教學中，教師要通過實驗探究活動，培養學生的物理思維，增進學生對物理規律的理解與掌握。本文以“光的折射”為例，提出在教學中創設基于實驗的問題情境，順應學生的認知特點，優化教學目標及教學內容，鼓勵學生自主探究實驗問題，提升物理課堂學習實效。

【關鍵詞】初中物理;學習情境;實驗教學

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）34-0138-02

構建情境課堂有助于展開物理知識點，便于學生在物理情境中思考、分析、探究，在問題解決中提升物理核心素養。在“光的折射”教學中，教師應先從情境導入入手，引發學生對問題展開思考，探討“光從一種介質射入另一種介質時，將如何傳播？”的問題。然后借助問題的引導，讓學生猜想“光的傳播路徑”，并對猜想結果進行展示與交流，深化學生對“光的折射”的理解。學習情境的營造，為激活學生主動性，挖掘學生探究潛能，提升學生物理辨析力創造了條件。

1? ?導入學習情境，體現趣味性

要創建情境課堂，教師要把握教學內容與學情，以興趣為媒介，抓住學生的注意力，激發學生參與探究的興趣，在物理情境中突出學習主題。本節課程的導入環節，可先引出如下實例：夏日，某學生來到湖邊想游泳，湖邊標識上寫著“湖水很深，禁止游泳”，但該學生看了看湖水，清澈見底，加之夏日炎熱，于是便獨自下水[1]，結果引發了危險，在眾人施救下解困。教師再引導學生思考，為什么在岸上看到的清淺的湖，實際上卻很深？光線在空氣中傳播與在水中傳播，以及從空氣中進入水中，其傳播路徑是如何改變的？通過聯系學生的生活體驗，引出問題：“光從一種介質射入另一種介質時，其傳播路徑是什么？”教師鼓勵學生大膽猜想，交流想法。本節的學習主題是“光的折射”，顯然，通過這樣的設計導入活動，便于直奔主題，突出學習重點。在實驗探究活動中，教師可利用課件，展示一束激光斜射到玻璃磚上的情境，讓學生觀察光從空氣進入玻璃中后的傳播路徑，由此來認識“光的折射”現象。

為了突出物理實驗的實踐性，教師可以導入實驗探究活動，讓學生親歷“光的折射”，并從中去觀察、分析、梳理“光的折射”規律。為此，教師將學生進行分組，然后在每組學生面前擺放一個空燒杯，拿出激光筆，打出一束光，讓學生將光點集中于燒杯底部的中心。接著，請另一位學生慢慢向燒杯中加水，加水過程中，通過固定支架使激光筆保持不動。由于從空氣射入水中的光線發生了折射，學生可觀察到光點位置在移動。教師圍繞實驗現象，讓學生觀察光點的移動過程，思考光在水中的折射規律是什么。請學生聯系之前所學的“光的反射”定律，以小組方式探討“光的折射”定律。鼓勵學生動手，嘗試將“光的折射”模型畫出來。物理學習情境的創設，要與物理實驗探究緊密聯系。本節的教學內容為著重探究“光的折射”規律，所以教師可在生活化物理情境中提出問題，讓學生主動思考：“光從空氣斜射到水中為什么會發生折射現象？”接著，再從生活走向物理實驗，讓學生積極參與物理分組實驗過程。在分組實驗中，順應學生的認知特點，讓學生通過對物理現象的觀察和思考，并在問題的引領下，將探究的焦點聚集于“光的折射”問題上，從而實現物理實驗教學目標。

2? ?探究物理實驗問題，抓住重難點

在物理實驗探究中，問題是貫穿學習活動始終的主線。學生能從物理實驗中發現問題，探究解決問題的途徑，激活思維能動性，從問題解決中了解實驗步驟、實驗方法和實驗目的，在實驗探究中提升物理學科核心素養。在本節實驗的設計與教學中，“光的折射”規律是重點也是難點。首先，要注重學生的自主性，在學習情境中，依托問題聚焦物理知識，讓學生在物理探究中建構知識。其次，要引導學生發現問題，讓學生主動思考，探尋問題解決方案，突破物理學習認知障礙。最后，對于“光從一種介質進入另一種介質時會產生怎樣的情形？”這一問題，可利用實驗進行演示，激發學生參與探究的欲望。在實驗中，實驗現象最具吸引力，要充分利用實驗，引領學生去觀察、猜想、思考、探究。先將實驗裝置下半部分遮擋，僅呈現上半部分的光路圖，讓學生根據光路圖，猜想光源位置與特點，鼓勵學生談談自己的想法。然后將遮擋物撤走，讓學生對照自己的猜想，分析光的傳播路徑。在絢麗的燈光下，光線傳播的路徑成為實驗教學中獨具匠心的設計點。接著出示不同的實驗情境，展示光路傳播效果圖，對比不同的光路走向。如光從空氣進入玻璃，再從玻璃進入空氣所對應的光的傳播路徑;光從空氣進入樹脂鏡片后的光路走向;光從空氣進入酒精后的光路走向;光從水里進入玻璃后的光路走向。通過對這些不同的光的傳播走向進行比較，讓學生從中歸納“光的折射”有何共同點。

演示實驗，有助于學生通過實驗現象，觀察和總結物理規律。通過不同實驗情境的對比，學生能從中探明“光的折射”問題的本質，為后續引出物理結論創造條件。教師還可以組織學生以小組形式探究“光的折射”規律。教師準備相應的實驗器材，如激光筆、白紙、水平木板、刻度尺、鉛筆、玻璃磚等，讓學生自主設計“光的折射”實驗方案。各組通過分工、合作，商討實驗步驟，解決實驗中的問題，對實驗方案的科學性、可行性進行論證，再動手制作“光的折射”光路圖，得出光的折射規律。教師要全程參與指導學生的實驗探究過程，通過了解各組學生的實驗方案、觀察各組實驗過程，對各小組實驗中存在的缺陷和不足進行點撥、指正。如對入射光線、折射光線、法線是否共面進行探究，結合學生原有的認知經驗，利用“光的反射”規律，猜想和完善“光的折射”規律。在這個過程中，實驗器材的選擇和實驗步驟的設計，關系到整個實驗探究的科學性、完整性。激光筆在貼近白紙射入玻璃磚時，學生可以直接觀察到光的傳播路徑及其折射變化，進而推斷出入射光線與折射光線分居在法線的兩側。在進一步的實驗探究中，當光從玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角。對于“三線共一個平面”的推斷，可以通過彎折白紙，直到看不到折射光線得到驗證，從而讓整個實驗探究更加完整。

3? ?把握物理實驗節奏，揭示物理規律

在初中階段，物理課程知識的呈現要考慮學生的認知規律，特別是在物理實驗情境教學中，教師要把控好實驗的節奏，做到“急”與“緩”得當。不能過急，要讓學生對新知識和實驗方法有一個體驗熟悉的過程。教師要有耐心，特別是對于物理難點知識，更要把握好實驗的節奏，娓娓道來，慢慢呈現，讓學生能夠從實驗細節中感知物理的科學性、準確性。教師在設計課堂教學時，要營造輕松、自主、平等、和諧的實驗氛圍，盡量給予學生放飛思維的時空，促進學生對物理知識的深刻理解。教師要激發學生拓展思維，鼓勵學生大膽動手實踐，發現問題，敢于猜想，發揮創新力。對“光的折射”概念的學習，要配合具體的物理實驗過程，引導學生讀懂光路圖，闡述光的折射現象。在猜想的引入環節，要拉近學生對物理知識的距離，活躍物理學習氛圍。在課堂實驗探究中，還要強調學生的合作與互助，鼓勵學生圍繞實驗現象，打開思維，充分交流，對光的折射相關問題展開討論。特別是在實驗操作中，要注意增強學生的自主意識，鼓勵學生獨立思考，分享實驗經驗。當學生個人能力發展遇到瓶頸時，可借助合作學習，使學生相互啟發，突破學習難點。如通過合作探究，對以下問題展開討論。①光從空氣斜射入水中時，光路會發生什么變化？反之，當光從水中斜射入空氣中，光路又會發生怎樣變化？②如何對入射角、折射角進行測定并比較大小？③當光垂直從水進入空氣中，或者垂直從空氣進入水中時，光路會如何變化？讓學生在對這些問題的實踐體驗與交流中探究收獲與心得，實現對光的折射現象的全面認識。

在對“光的折射”現象的實驗觀察中，學生進行了充分的情境探討與交流。在這之后，教師可利用多媒體，以PPT的方式，向學生展示“光的折射”光路圖。從光路圖中可看到，光由空氣介質進入水介質，入射光線與法線之間的夾角為入射角，折射光線與法線之間的夾角為折射角。從對兩個角大小關系的探討中，學生能解讀光的折射規律。盡管實驗中很多學生都能夠從現象認知光的折射，但對于折射規律的提煉，教師仍要給予學生思考和討論的時間，讓學生漸進建立“光的折射”模型。教師可以圍繞之前的實驗情境，以總結的方式，讓學生深入地感知相關的物理知識點。如折射光線、入射光線與法線三者要共面;入射光線與折射光線分布于法線的兩側;當光從空氣介質進入水介質時，折射光線更逼近法線，所以在此情境下，折射角小于入射角。同時，還可進一步拓展知識點，拓展學生的實驗思維。當入射光線的入射角慢慢增大時，折射角也會隨之增大;如果入射角垂直于界面，則光的傳播方向不變;相反，當光線從水中進入空氣中時，入射角會小于折射角。對實驗情境的體驗，可以讓學生加深對“光的折射”規律的理解。

教師作為引導者，還要善于引入多樣化的教學評價，利用師生之間、生生之間的交流與評價來激活學生的參與意識，促進學生批判性思維和問題解決能力的發展。

總之，初中物理課堂學習情境的創設，為學生全面掌握物理知識、深入探究物理問題搭建了平臺。教師要從物理實驗組織、實驗操作技能、實驗方案設計等方面入手，立足學情，讓學生在實驗探究與交流中，大膽質疑，敢于表達自己的想法，樂于參與問題探究，積極改進實驗設計方案，在解決問題的過程中完成實驗，得出實驗結論促進學生全面發展。教師還要關注學生的個性發展，遵循學生的認知規律，開展物理探究性實驗，通過實時評價來調控課堂教學節奏，讓學生在物理探究中學有所思，思有所成，讓整個物理課堂教學張弛有度、活潑

高效。

【參考文獻】

[1]袁敏芳.關于如何創設物理科學探究情境的探討[J].湖南中學物理，2012（1）.