核心素養(yǎng)下的高中物理課堂教學(xué)

【摘? 要】高中物理核心素養(yǎng)由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任四個維度組成。高中物理課堂中如何滲透物理學(xué)科的育人功能，教學(xué)中如何對學(xué)生進行物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，值得每個教師思考。筆者以“光的偏振”為例，簡要分析了本節(jié)課所承載的學(xué)科教育功能，并淺談了對核心素養(yǎng)下的高中物理課堂教學(xué)的一些思考。

【關(guān)鍵詞】高中物理;課堂教學(xué);核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：0493-2099（2021）05-0072-02

【Abstract】The core literacy of high school physics consists of four dimensions： physics concept， scientific thinking， scientific inquiry， scientific attitude and responsibility. How to infiltrate the educating function of physics in high school physics classrooms and how to cultivate students' core literacy in physics is worthy of every teacher's thinking. Taking the "polarization of light" as an example， the author briefly analyzed the subject education function carried in this lesson， and talked about some thoughts on the high school physics classroom teaching under the core literacy.

【Keywords】High school physics; Classroom teaching; Core literacy

一、教學(xué)過程及所承載的學(xué)科教育功能

1.從“偏振”的字面含義入手，并與生活中父母的“偏愛”類比，引導(dǎo)學(xué)生得出只有橫波才有偏振的結(jié)論。通過橫波和縱波經(jīng)過狹縫的傳播情況的實驗，讓學(xué)生形象理解“偏振”這個抽象的概念。

教師：什么是偏振呢？“偏振”字面上的含義即對某一方向的振動情有獨鐘，故機械波要發(fā)生偏振，應(yīng)該具備好幾個可能振動的方向，如果傾向于某一方向的振動，就說這波具有偏振。波橫和縱波誰具有偏振特性呢？縱波的振動方向與傳播方向共線，振動方向只有一個，不具備偏振特性;橫波振動方向與傳播方向垂直，有好多個可能振動的方向，自然具備偏振的特性。

怎么檢測橫波具有偏振特性呢？筆者通過如下實驗演示橫波和縱波的區(qū)別。

通過實驗發(fā)現(xiàn)：不論狹縫方向如何，縱波都可以暢通無阻地通過狹縫傳播過去，而只有當狹縫方向和振動方向平行時，橫波才能暢通無阻地通過。故縱波沒有偏振特性，而橫波具有偏振特性。

進而拋出魯科版3-4對偏振的定義如下：如果一列波的振動方向只沿著某特定方向，物理學(xué)上就稱這列波具有偏振特性。

2.引導(dǎo)學(xué)生利用偏振片通過實驗判定光是橫波還是縱波，并通過真實的學(xué)生隨堂實驗現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生認知沖突，吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進而引發(fā)學(xué)生進行理論研究化解沖突，達到加深學(xué)生對知識的理解和培養(yǎng)他們科學(xué)思維的目的。

隨堂的學(xué)生實驗（1）：自然光過單個偏振片，并將偏振片旋轉(zhuǎn)360度，觀察透射光強度的變化。

現(xiàn)象：透射光強度幾乎沒發(fā)生明顯的改變。

結(jié)論：光難道是一種縱波？

隨堂的學(xué)生實驗（2）：自然光連續(xù)經(jīng)過兩個偏振片，其中一個偏振片不動，另一個偏振片旋轉(zhuǎn)360度，觀察自然光連續(xù)經(jīng)過兩個偏振片的透射光強度的變化。

現(xiàn)象：透射光強度明顯改變，時而最強，時而最暗。

結(jié)論：光不是縱波，而是橫波。

光如果是橫波，那隨堂實驗（1）的現(xiàn)象如何解釋呢？原來日常生活中常見的電燈、蠟燭、太陽等普通光源發(fā)出的光波不顯示偏振特性，因為這些常見的普通光源都是由大量原子組成的，這些原子、分子發(fā)光的總和就是這些普通光源發(fā)出的光。某一分子或原子在某一時刻發(fā)出的一列光波是沿著某一特定方向振動，但由于分子或原子是間歇性發(fā)光的，在下一時刻發(fā)出的另一列光波可能就不是沿著上一個時刻的振動方向振動了，所以單個分子或原子發(fā)出的光波的振動方向時刻發(fā)生改變。

4.回歸到光的偏振在生活中的應(yīng)用，利用偏振片減弱反射光、觀看立體電影等，讓學(xué)生覺得物理有用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

（1）照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片可減弱反射光，使相片更清晰。例如利用攝像機拍攝水中景物時，水面外的景物發(fā)出的光經(jīng)水面反射有很強的反射光進入鏡頭，使得拍攝出的照片模糊不清。這時候我們可以在攝像機鏡頭上加裝一個偏振片，旋轉(zhuǎn)偏振片至適當角度使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，這樣就可以有效地濾掉這些反射光，從而使拍攝出的水中景物清晰可見。

（2）觀看立體電影。拍攝立體電影時，可以使用兩架攝影機，如同人的兩只眼睛，它們同時從不同角度分別拍攝同一場景的兩部電影，放映時兩部電影同時放映在銀幕上，設(shè)法讓觀看者的一只眼睛只能看到其中一部電影，另一只眼睛只能看到另一部電影，這樣就可以使觀看者獲得立體感，從而達到觀看立體電影的效果。怎么設(shè)法讓觀看者的一只眼睛只看到其中一部電影呢？放映時，可以在兩個放映機鏡頭前各放一個偏振片，且這兩個偏振片的起偏方向相互垂直。觀看時，觀眾戴上偏振鏡片，左眼偏振鏡片的透振方向與左放映機偏振片的起偏方向一致，右眼偏振鏡片的透振方向與右放映機偏振片的起偏方向一致，這樣觀眾的兩只眼睛各看到一部不同角度拍攝到的電影，在觀眾的腦海中就形成立體畫面了。

二、本節(jié)課有關(guān)高中物理核心素養(yǎng)的總結(jié)與思考

物理是一門基于實驗的自然科學(xué)，筆者認為，通過真實的物理實驗，引發(fā)學(xué)生認知沖突可以極好地吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進而引發(fā)學(xué)生進行理論研究化解沖突，達到加深學(xué)生對知識的理解和培養(yǎng)他們科學(xué)思維的目的。為此教師應(yīng)精心準備演示實驗、學(xué)生實驗或隨堂實驗，用心設(shè)計問題串，引導(dǎo)學(xué)生思考解決問題，加強對學(xué)生物理科學(xué)思維的訓(xùn)練。筆者介紹完偏振片概念后，引導(dǎo)學(xué)生利用偏振片通過實驗進行判定，并開展學(xué)生隨堂實驗（1），讓學(xué)生在真實的情境中得出光波可能是縱波，緊接著進行學(xué)生隨堂實驗（2），引發(fā)學(xué)生認知沖突：如果光波是縱波，不可能有隨堂實驗（2）的現(xiàn)象。進而得出結(jié)論：光波是橫波。光波既然是橫波，那隨堂實驗（1）的現(xiàn)象又該如何解釋呢？通過閱讀書本，學(xué)生知道原來自然光不具偏振性，自然會有隨堂實驗（1）的現(xiàn)象的出現(xiàn)。

新一輪課改“核心素養(yǎng)”是對前一輪課改“三維目標”的繼承和延伸，兩輪課改有很多理念仍舊是一致的，例如兩輪課改都秉承著“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。正是基于這一理念，筆者本節(jié)課最后回歸到光偏振在生活中的應(yīng)用，利用偏振片減弱反射光、觀看立體電影等，讓學(xué)生覺得物理有用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，希望能對今后的物理教學(xué)提供一定的參考價值。

參考文獻：

[1]顧明遠.核心素養(yǎng)：課程改革的原動力[J].人民教育，2015（13）.

作者簡介：林清源（1983.8-），男，漢族，福建安溪人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：高中物理教學(xué)。

（責任編輯? 袁? 霜）