在基础教育中落实科普教育 增强物理课堂的时代性

冯爽

【摘 要】我国的基础教育课程改革已走过十年历程，这场意义深远的改革引发人们从不同的视角阐释科学的外延与内涵、教育功能以及教师成长等。为顺应时代发展要求，科学普及必须走向全民。在基础教育中落实科普教育意义重大，因此提升教师在课堂中渗透科普教育的理念极为重要，应让物理课堂体现时代性。本文以“光的偏振”内容为例进行具体分析，以期给读者以启发。

【关键词】教师 科普 光的偏振[HK][HJ1。9mm]

物理教育必须“为了每一位学生的发展”，提升教师在课堂中渗透科普教育的理念极为重要。今天所教的物理内容应与十年前所教的物理内容有所不同。虽然核心知识是相同的，但应精选生活中的物理应用相关题材，通过生活中的实例，向学生展现物理知识的广泛应用；也可以融合化学、生物等相关学科的热点问题，使学生的视野有所拓展，并对跨学科的应用有所了解，渗透科普教育的理念，提升学生的科学素养。

一、提升教师在课堂中渗透科普教育的理念

1在课堂中渗透科普教育涉及很多物理知识的综合应用，对教师物理知识的要求较高。要很好地实现在课堂中渗透科普教育，物理教师对物理知识把握的准确性及深度都需要进一步加强。光的偏振教学内容难度较大，且光的偏振现象在现实生活中难以直接观察，是教师公认的一个教学疑难问题。自然光的特性、偏振光的概念、自然光与偏振光的区别、大脑根据双眼视差形成立体图像的原理、3D偏振电影的原理等一系列知识都需要教师进一步清晰化。

2教师应加强将教材中的物理知识与现代生活、社会现象相联系的意识。教师教学时所举实例多为数年前甚至数十年前常见的物理现象，现在的学生很难体验到，所举实例与当代生活脱节，不能很好地体现物理学与现代生活、社会以及科技发展之间的紧密联系。例如，3D偏振电影于近几年兴起并受到人们喜爱，它的原理就是光的偏振特性。在课堂中，应使学生认识到虽然所学的物理知识是经过千锤百炼的经典物理知识，但是现代科技的飞速发展仍然依赖于这些知识，避免学生认为物理学是陈旧传统的学科，激发学生对物理的学习兴趣，从而提升教师的教学效果。

3教师应加强运用物理知识解释相关生活现象的能力。现代社会科技发展日新月异，教学内容也应该随着科技进步有所改变，这样才能使学生适应飞速发展的社会。身边的有关物理现象虽然能引起教师和学生的兴趣，但由于教师应用物理知识解释生活实际的能力有所欠缺，对其原理一知半解，使得一些优秀的教学素材不能进入课堂。3D偏振电影是学生很感兴趣的生活实例，但大部分教师对3D偏振电影的基本原理了解不够，因此教师应加强运用物理知识解释相关生活现象的能力，提升物理课堂的时代性和实践性。

二、在课堂中融入科普教育的教学案例

1情境引入，提出问题。感受3D偏振电影的魅力，对比不戴眼镜与戴眼镜观看3D偏振电影的感受，引出问题——为什么看3D偏振电影需要戴眼镜？

2引出所学知识——和光的偏振性质有关。用电磁理论来解释光是什么，分析自然光的特性，对比自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的特性。

3猜想假设。联想拿扁担过城门、绳子的机械波穿过挡板狭缝等生活情境，得到结论：当狭缝方向与振动方向相同时，可以通过狭缝；当狭缝方向与振动方向垂直时，不能通过狭缝。

4实验探究。介绍偏振片的原理。使用1个偏振片观察自然光；再使用2个偏振片，并旋转其中一个观察自然光。通过这个探究性实验，使学生体会偏振片的工作原理和使用方法。

5再次设疑——3D偏振电影的原理是什么？让学生分别用两只眼睛观看同一物体，体验双眼看到不同的图像，理解大脑产生立体图像的原理。理解光的偏振特性如何应用于3D偏振电影，提升学生利用物理知识解释生活实际的能力。

6实验验证。佩戴眼镜双眼和单眼对比观看3D偏振电影。

7渗透STS思想。3D偏振电影在20世纪50年代初已经产生，但近几年才真正走向大众，体会科学通过技术改变人们的生活品质。

8拓展应用。介绍光的偏振特性在生活中的其他应用，进一步加深学生对光的偏振特性的理解。

三、案例分析

这节课很好地渗透了在课堂中进行科普教育的理念，以下三个方面值得借鉴。

1创设与生活相关的物理情境激发兴趣

“兴趣是人类最好的老师”，只有充分唤起学生的学习热情和积极性，才能起到好的效果。因此，教学过程创设了三个教学情境：一是共同体验3D偏振电影的魅力，引出本节内容，激发学生强烈的求知欲和学习兴趣。二是联想拿扁担进城门、绳子振动形成机械波穿过挡板等情境，使学生将抽象的光现象具体化思考，得到结论：当狭缝方向与振动方向相同时，波可以通过狭缝； 当狭缝方向与振动方向垂直时，波不能通过狭缝。让学生体会类比法、将抽象的情境具体化等方法在物理学习中的重要作用。机械波的偏振现象和光的偏振现象的对比，符合由具体到抽象、由表及里的思维特点，合理地搭建了学习的平台。三是通过生活中其他光的偏振现象的介绍，帮助学生丰富学习资源，提升物理课堂的时代性和实践性。

2深入分析知识，体验并解决学生学习障碍

光在垂直于传播方向的平面上只沿着某一特定的方向振动，这种光叫作偏振光。对于这个概念，学生接受的最大障碍是把握不清什么是“传播方向”，什么是“垂直于传播方向的平面”，教师普遍反映这是教学难点。本案例中，教师设计实验，让学生现场观察手电筒光线的传播方向，如图，学生可以准确分辨出光的传播方向是AB，而垂直于传播方向的平面是如图阴影平面，并进一步画出示意图深入分析光在振动面上振动的情况，使学生明晰这一概念，突破难点。学生理解光在振动面上振动的情况之后，也就能够进一步分辨自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光这五种光的特性了。[KH-*1D]

在讲解3D偏振电影如何产生立体效果时，首先应使学生感受大脑是如何产生立体图像的原理。首先使学生分别用一只眼睛观看同一物体，体验对于同一物体双眼因不同位置会看到不同的图像，感受大脑产生立体图像的原理。3D偏振电影拍摄时就是模仿人的双眼，使用双机进行拍摄，放映时在屏幕上同时产生两组图像，人们观看电影时佩戴眼镜，两只镜片分别与每个放映机前的偏振片透光方向一致，因此两只眼睛观看到的图像不同，使大脑产生立体效果。

3注重學生的亲身体验

学习知识时，只有通过自己的感觉器官去感受事物，自己观察、分析、思考、体验才能真正吸收知识。因此，本案例设计了观察手电筒光线的传播方向、理解光的振动面的演示实验和三个体验活动（佩戴和不戴眼镜对比观看3D偏振电影、使用偏振片观察自然光、双眼和单眼对比观看3D偏振电影），其中既有探究性实验，又有验证性实验。将体验学习贯穿于教学始终，力图使学生自己感受的信息成为主要的教学资源，成为整个教学活动的中心。

四、结语

教师应加强对物理知识的学习，增强在课堂中渗透科普教育的理念，提升学生的科学素养水平。避免课堂出现两个极端：要么刻板严肃，内容远离生活，过于专注知识点，而对学生应形成的素养关注不足；要么过分关注趣味性，但内容过于浅显，与物理知识脱节。