基于深度學習的課例教學
——以光的反射為例

◎ 王 琪

在初中物理的學習中，由于受到學生思維水平、理解能力的限制，往往會出現一些問題講不清、講不透的現象，這時老師如果處理不當，可能會和后續高中物理的學習產生沖突，或者只能應付題目，而不知道原因為何。筆者認為，初中物理至少在宏觀層面，應讓學生知其然，知其所以然。

《光的反射》是滬科版第四章第一節，是光學的開始，通過本節的學習能讓學生感受到大自然中的光帶來的神奇與美麗，繼而開始從物理學的角度研究光。

學生對光的反射現象并不陌生，但是在八年級第一學期，學生缺乏立體幾何知識儲備，對平面幾何也僅有簡單的認識，他們對反射光線和入射光線之間的空間關系、法線的作用的理解是有困難的。所以說，學生對光的反射定律有了解，其也僅限于表層認識或機械記憶。如何讓學生通過深度學習了解引入法線的前因后果就是本節要解決的難點。由此，筆者進行了以下教學設計過程。

一、利用實事,引入新知

情景1

播放楊倩奪冠視屏

老師:視頻中的楊倩，在奧運會上取得了首枚金牌，身為中國人的我們再次感受到了自豪與驕傲。今天咱們也來一場射擊游戲但是呢，老師沒有槍，可是老師有一支激光筆，誰能用激光筆射中黑板上的準心?

學生活動，射中目標

老師:現在增加游戲難度(擋上去)，老師給你提供一個平面鏡

學生利用平面鏡射中

老師:為什么第一次射擊老師擋上去就射不中了呢? 為什么第二次又能射中呢? 今天我們就來學習有關光的兩種現象。

【設計意圖】利用奧運賽事激發學生愛國熱情，同時利用活動打開光學大門，開始探索之旅。

二、合作學習,探究新知

1.光源

老師演示:打開激光筆

連續發問:(1)光從哪里來? (2)關閉激光筆，還是光源嗎?(3)生活中還有哪些光源? (4)你覺得什么樣的物體是光源?

【設計意圖】學生對光學有一些前概念知識，可以充分發揮學生的主動性

2.光的傳播

情景1

拿出激光筆，打開，繼續發問:光從光源發出，幾乎同時在墻壁上看到光點，說明什么? 光是沿沿什么樣的路徑傳播到墻上? 有沒有辦法看到它的傳播路徑呢?

學生設計實驗:噴霧器噴出的水霧，就可以觀察到光在空氣中的傳播路徑。

演示實驗，讓學生觀察現象，可以得出結論:光在空氣中傳播的路徑是一條直線。

光能否在固體中傳播呢?

演示光在玻璃磚中沿直線傳播，同時引導學生觀察到折射現象，學生總結在同種介質中沿直線傳播

【設計意圖】總結規律的同時對學生進行前概念學習的基礎，為后續光的折射埋下伏筆。

光能否在液體中沿直線傳播呢?

播放視頻:光在不均勻的蔗糖水中傳播路徑是彎曲的，攪拌均勻后傳播路徑又變成一條直線。

師生進一步總結:光在同種均勻介質中是沿直線傳播的。

【設計意圖】通過制造懸念，教師演示實驗，充分發揮學生的主體地位

3.光線

拿出激光筆，打開:誰能把這束光形象的畫下來。學生到黑板來畫。

強調:物理學中常建立模型來方便研究問題，光線就是我們研究光所建立的模型

【設計意圖】建立“模型”的概念，為后面學習光的反射、折射等問題打下基礎。模型法的介紹也是對今后學習杠桿模型、磁感線模型等知識做了理論鋪墊，這也是對學生思維能力的有效培養。

三、深度學習,理解新知

1.光的反射現象

老師:光會一直沿直線傳播嗎?

利用自制教具演示反射現象

學生觀察光路并描述光的反射現象。介紹反射現象中的基本名詞:入射光、反射光、入射點、鏡面(平面)

【設計意圖】讓學生用自己的語言描述反射現象，培養學生語言表達能力、總結能力。

2.光的反射定律

活動1

初步建模，提出猜想:學生根據觀察到的現象，提出關于“當入射光線和反射面確定時，反射光線所在位置”的猜想，并利用泡沫塑料和竹簽進行演示交流。在討論過程中教師利用提問和演示，引導學生意識到“反射光線和入射光線所在的平面”具有一定的規律。

情景2

結合PPT 三維立體空間圖，演示實驗，引出法線:學生通過觀察演示實驗理解引入法線的必要性，建立法線概念并由此確定反射光線所在的平面。

老師:我們發現，這些面與平面鏡之間都是垂直的。在這里，雖然老師只給了三條光路，但是我們可以想象，假如四面八方有無數條入射光都照射到這一入射點? 那么是不是會有無數個這樣與平面垂直的面呢? 那同學們，你們能在這些無數個變化的面中找到他們不變的規律嗎?

學生:所有的面都會相交于一條線

老師:這條交線有什么特點?

學生:垂直，過入射點。

老師:所有的入射光和反射光所在的面都會過這條線，說明這條線很特殊。先從面上來看，任何一條入射光和它是不是都能組成一個與鏡面垂直的面?

老師:那假如現在保留這條線，只給你入射光，反射光在哪個面呢，你能準確的描述嗎?

學生:在入射光與這條線所組成的平面

老師強調，這條線叫法線。

【設計意圖】深度學習，充分調動學生的主動性，從本質上了解引入法線的原因。培養學生發現問題，通過建立模型解決問題的能力。

老師:確定了反射光和入射光所在的面的特點，反射光的位置就能確定了嗎? 這樣是不是也在同一個面(演示同一面上不同方位)?

老師:看來呀，咱們還得確定反射光所在面的大體方位

(打開三束激光)同學們，這條入射光所對應的反射光在哪里? 那這條入射光所對應的反射光呢?

學生回答左邊右邊

老師:很明顯，用左右前后來描述不能統一，不夠科學，大家還記得咱們的法線嗎? 可以怎么描述反射光所在的方位?

學生:反射光總是在法線的另一側。

老師:那現在能確定反射光的位置了嗎? (演示同一方位,不同角度)

學生演示并回答:這樣表述并不能確定反射光的位置

老師:看來還不夠精確，那還需要確定什么關系呢

學生:角度相等

老師:利用法線，我們把入射光線和法線的夾角稱為入射角，反射光線和法線的夾角稱為反射角。要想知道角度是否相等，不如動動手用實驗說話。

活動2

學生用實驗器材進行分組實驗

老師:從因果關系上看，入射光是因，反射光是果，所以在描述的時候，我們應該說反射角等于入射角。

老師:現在我們知道如何確定反射光的位置了，那接下來在描述的時候呢，我們可以從范圍較大的面上逐漸縮小至方位，最后以角度來定位，所以我們怎么總結反射光所在的位置呢?

學生:反射光與入射光在同一平面，反射光與入射光分位于法線兩次，反射角等于入射角。

通過探究實驗研究反射角和入射角之間的大小關系，最終得到完整的反射定律。

教師總結反射定律特點，再次強調法線在空間位置的確定中所起的重要作用

【設計意圖】深度學習，培養科學意識，科學能力，科學方法和科學品質，提高學生的科學素養。

活動3

老師:接下來看看同學們學得怎么樣。

反射圖示:根據光的反射定律，學習繪制光的反射現象圖示，并總結作圖順序

活動4

視頻播放塔式光熱發電

老師:學習物理知識并不是為了會做題，更重要的是要會利用所學解決實際問題，或利用所學更好地為人類所服務。

【設計意圖】踐行物理來源與生活卻又高于生活，學習物理可以更好地為人類生活所服務，調動學生學習物理的積極性。

至此，本節課的教學內容得以完成。

本節課，通過問題的提出，讓學生親身經歷深度學習的過程，真實體驗思維的演變過程，貫徹物理學科的核心素養。讓學生真真切切地感受到在物理學習的過程中，規律的總結中，科學的方式、方法尤為重要。通過深度學習，不僅能幫助學生克服淺層次學習、機械性學習的弊端，更實現了師、生、知識間的高度統一，使教師和學生在教學活動中都能獲得最大程度的發展。