追求美感的初中物理教學探討①
——以“光的色彩 顏色”教學為例

徐建洪 賁可敬

(江蘇省江陰市夏港中學,江蘇 無錫 214442)

眾多物理學家秉持“自然界是簡潔和諧”的信念，以描述、展現自然之美為己任，推動了物理學的發展。物理教學也應引導、訓練學生發現物理之美，提升其鑒賞物理美的能力。[1]筆者以“光的色彩 顏色”教學為例，追求富有美感的物理教學，讓學生欣賞物理現象的奇特美、物理方法的巧妙美和物理實驗的結構美。

1 以物理情境為載體，感知情境美

“光的色彩 顏色”教學內容主要有:光的色散(白光的組成)、色光混合與顏色之謎、光具有能量。《義務教育物理課程標準(2011年版)》對此內容的要求是：通過實驗,了解白光的組成和不同色光混合的現象?！肮饩哂心芰俊边@一內容可由學生通過閱讀插圖自主學習,其他內容則需要學生在實驗中通過自己動手操作、動腦思考得出。

情境教學是教師有意識地把學生帶入真實情境中,讓學生樂于參與有趣的、有思維深度的活動。[2]創設引人入勝、發人深思的情境,有助于學生主動、有效地參與課堂教學。教師應當引導學生抓牢情境的核心,體驗面向真實的學習活動,注重深度學習。

師:擊破一只氣球可以采用哪些方法?

生:用手擠壓、用尖銳物體戳、繼續打氣、用火烤、用光照……

師:如何只擊破如圖1所示的無色氣球內的紅色氣球呢?

圖1

學生討論、交流，實驗演示:用藍色激光照射,外部無色氣球保持完好而內部的紅色氣球爆裂了。

設計意圖:以指導觀察為基礎,強化感性美。教師通過一個游戲情境激發學生學習的興趣,調動學生的思維,基于學生的困惑及求知的訴求，直接引入主題,為“光的色彩 顏色”的學習提供準備。當生動、有趣的情境呈現在學生面前時,他們先去觀察、思考,再走進情境,感受鑲嵌在情境中的物理之美。

2 以科學方法為抓手，欣賞方法美

在物理教學中,如何培養和發展學生的核心素養?其中一個十分重要的問題就是正確對待物理實驗。[3]本節的主要物理知識蘊含在探究活動之中,學生探究能力的提高、科學方法的習得與探究過程密不可分。在運用科學方法進行探究的過程中,通過觀察實驗,才會欣賞物理現象之美、科學方法的巧妙和獨特之美。

生活現象:不同光源發出的光色彩不同;對于不發光的物體,我們也能看到它的顏色。

問題:為什么我們看到的世界是五彩繽紛的?白光是最單純的光嗎?

學生活動:實驗器材有強光電筒、帶有狹縫的泡沫板、三棱鏡、光屏(圖2)。

圖2

實驗現象:白光通過三棱鏡被分解成多種不同顏色的光,光屏上呈現一條彩色光帶,這種現象叫光的色散。

實驗結論:太陽光(白光)是由多種色光混合而成的。

學生活動：用噴壺在光的傳播路徑上噴灑水霧,學生可清晰觀察到“人造彩虹”的景象，用簡易生活用品可演示光的色散現象(圖3)。

圖3

設計意圖:在課堂教學中,通過挖掘和展現物理現象的美，揭示物理學科知識的美,使學生在情景中思考問題,在欣賞物理現象美的過程中理解知識。

3 以探究活動為主線，體驗活動美

在教學過程中,教師不能僅滿足于讓學生學會知識,更重要的是要教給學生發現、分析和解決問題的科學方法。因此，課堂上教師應注重挖掘知識背后的方法和技巧,讓學生感受到科學技術的力量以及科學探究的意義。

3.1 觀察白光透過有色玻璃片的現象

問題:如何從白光中獲得單色光?

學生活動:實驗器材是強光電筒、攝影用濾色鏡，利用該組器材可獲得紅、綠、藍三種單色光。

實驗現象:透明的有色玻璃片透過了與其顏色相同的色光。

歸納結論:透明物體透過與其顏色相同的色光。

聯系生活:攝影時為了改變拍攝影像的色調,使用濾色鏡用它來調節景物的色調與反差,以呈現不同的拍攝效果(圖4)。

圖4

3.2 觀察不同色光混合的現象

問題:將紅、綠、藍任意兩種色光照射到白紙上，相互重疊的區域是什么顏色呢?不同顏色的光是怎么形成的?

學生活動:實驗器材是強光電筒、攝影用濾色鏡。

歸納結論:任何一種其他顏色的光均可以由紅、綠、藍三種色光按不同比例混合而成。

聯系生活:用高倍放大鏡觀察正在播放節目的彩色電視機的屏幕,看到了什么?

學生觀察到了光的三原色：紅、綠、藍(圖5)。

圖5

設計意圖:富有美感的課堂教學基于教材,但視角要高于教材,必須深入、科學地研究教材,深度挖掘教學資源，以服務于課堂教學。學生通過親身體驗,欣賞到物理現象的美、科學方法的巧妙和獨特之美。教學中必須有意識地讓學生體驗、感悟和掌握科學方法。物理實驗和學生探究活動不能滿足于完成任務,而應該讓學生在活動的過程中明確探究活動的價值與意義，認識到實驗不應僅僅是操作,還應尋找物理現象的美，感受科學方法的巧妙美，體驗物理活動設計的獨特美。

4 以科學思維為靈魂，體驗邏輯美

任何有意義的學習一定是以發展思維為核心,著眼于創新。情境教育提出的“發展”的內涵,包括知識、能力、智力以及情感意志等心理品質的整體和諧發展,其靈魂便是思維的發展,尤其是思維的創新性。學生在主動積極的思考中，經常會運用科學思維方法,久而久之就會提升其科學思維能力。

4.1 活動：觀察彩色鸚鵡圖片。

問題1:當沒有光照在鸚鵡上時,你能看到它身上的顏色嗎?為什么?

問題2:有了光,我們為什么能看見鸚鵡?

問題3:在自然光條件下,鸚鵡身上各部分分別是什么顏色?

問題4:為什么在自然光照射的條件下,會看到鸚鵡身上各部分的顏色不相同?

學生活動:實驗器材是強光電筒、彩色不透明紙片，該組器材可用于演示物體反射色光的特點。

歸納結論:不透明物體反射與其顏色相同的色光。

設計意圖:通過“想一想”“看一看”“說一說”這幾個過程,讓學生進一步用實驗觀察的方法歸納出物理知識,體驗直覺的美，提升思維能力。實驗是探究的主要方式,教學過程設計的優化核心是設計好實驗，為學生觀察物理現象和習得探究方法創造機會,預設問題為學生解決問題并體驗成功的愉悅創造機會，使得學生在探究活動中領悟探究方法、形成科學觀念、發展科學思維。

4.2 形成新觀點

活動：解釋激光擊破氣球的原因。

師:為什么藍色激光只擊破無色氣球內部的紅色氣球呢?

生甲:光具有能量。

生乙:藍光可以透過無色氣球。

生丙:紅色氣球會吸收藍光。

師:想用藍色激光擊破無色氣球,你可以采取哪些措施?

生:將無色氣球涂成黑色或藍色以外的其他顏色。

設計意圖:學生創造思維能力的發展并不是在教學中“信手拈來”,而是有意識、有目的地培養起來的。學會用物理知識解釋物理現象、解決生活問題是物理課堂轉型的顯著特征,同時也是學生物理核心素養得以提升的重要標志。[3]學習評價要從“對學習的評價”轉向“作為學習的評價”,其主要特征是與學習過程相伴隨，使其成為學習過程的重要組成，促進意義的顯化和內化。[4]思維的美麗是內涵的美麗，尤其是邏輯思維。什么可以用來證明學習目標的達成?達成這些目標的證據是什么?教與學所指向的、構成評估的表現性行為是什么樣的?只有弄清了這些問題,才能在邏輯上設計出合適的教學和學習體驗,從而使學生成功地完成學習任務,達到課程標準的要求。[5]

5 結語

物理教學要以實驗探究活動為基礎,以理性思維為中心,體現“實驗是物理的根、科學思維是物理的魂”的學科特色,踐行“從生活走向物理,從物理走向社會”的課程理念。認清物理學科的特點有助于物理教師教育理念、教學方式、評價方式、學生學習方式的轉變,使得物理課堂教學呈現出特殊的美感。