基于学生核心素养提升的卓越课堂构建①——以“光的折射”教学为例

(江苏省苏州高新区实验初级中学,江苏 苏州 215000)

1 引言

太湖石姿态万千、通灵剔透，展现了大自然的鬼斧神工。我校在课堂教学改革中针对“卓越课堂”建设，从太湖石的形态中得到启发，归纳总结出“卓越课堂”的四字特征——“瘦、皱、漏、透”，从“卓越课堂”的外在表征入手，紧扣四字特征，逐步提升学生的核心素养，笔者以一节物理新授课“光的折射”为例说明。

2 教学概述

“光的折射”是苏科版初中物理教材八年级上册第四章第1节内容，是在学习了“光的传播及光的反射定律”的基础上进行的，是解释日常生活中许多光现象的基础，同时又是理解透镜成像的基础，所以本节是本单元教学的重点。教材将本节教学要求定位在认识光的折射特点上，关注学生对折射现象的感知、体验和对折射特点的探究。

3 教学目标

(1) 探究光在水(玻璃)和空气之间发生折射时的特点；

(2) 能用光的折射规律解释生活中的一些简单的折射现象；

4 教学过程

4.1 趣味导入

选用两张对比照片引入新课，照片中教师自己站在泳池边和泳池内，泳池内的腿明显比较短，学生看后都被逗乐了。

4.2 了解“光的折射”的定义和现象

(1) 由光在同种均匀介质中沿直线传播过渡到传播路径发生偏折的状况，让学生自己给出折射的定义。

(2) 列举出自然界和身边常见的折射现象，如彩虹、筷子弯折等。

4.3 探究光的折射特点

(1) 自学关于光的折射的专有名词。

(2) 参考光的反射定律的得出过程，试着探究光的折射特点。

(3) “三线共面”和“两线分居”由学生代表上台演示，折射角和入射角的关系由学生分组探究，分别探究光由空气斜射入水和光由水斜射入空气中两种情况。总结时引导学生发现角度的动态关系，折射角总是随着入射角的增大(或减小)而增大(或减小)，即同增同减。

(4) 引导学生从前面实验数据中发现光路可逆，并要求他们利用两支激光笔进一步演示光路可逆。

4.4 解释折射现象

以人眼看水中的鱼为例，利用光的折射规律通过作图确定看到的“鱼”的位置。作图过程中用到的折射特点包含了“光由水斜射入空气时，折射角大于入射角”以及“折射角和入射角的同增同减关系”。

要弄清楚在某个领域一个问题的范围，首先要清楚问题的各个因素之间的关联、隶属关系。对于问题包含的因素，要清楚问题所在的结构是否适用于层次分析结构。层次分析模型可以分为三层，最高层、中间层和最底层，分别可以用于解决问题，达到目的，表示措施和预定目标达到需要经历的环节。最低层可以用以表示解决问题的措施、政策和方案。

5 教学案例分析

5.1 关于四字特征的体现

5.1.1 “瘦”——简约而不简单

简约体现在通过精心加工、设置呈现出来的简明扼要的探究内容、环节、方法及手段，厚实体现在丰富、生动而不繁杂累赘的探究过程设置。课堂教学过程就是要给探究核心内容留出宝贵的时间，教师应该将更多的时间放在新知探究上。要在有限的时间内做到效益最大化，就必须强调学习过程科学、顺畅，符合学生的学习需要和认知特点，清晰的思路紧扣“主线”展开，层层向前推进，每个环节的活动力求简约而厚实。例如：关于“光的折射”的几个专有名词，在前一章“光的反射”的学习中学生已有知识迁移的基础，本节课即可由学生自主完成学习。探究光的折射特点时，可让学生从反射定律的得出过程中借鉴方法。由于“三线共面”和“两线分居”的探究过程与前一章相似，便不再由学生分组实验得出，而是通过学生代表上台演示来完成。这样既避免了教师活动过多，又增加了学生在课堂中的参与度，同时也为后面重点探究角度关系预留了更多的时间。本节课分组实验中的重头戏即为折射角和入射角的关系，此探究实验的目的非常简洁明了，学生动手过程中目标明确、思路清晰、操作简单。而实验完成后，实验数据的分析却隐藏了非常大的文章。根据学生亲手得出的众多角度，教师逐步引导，层层分析，既发现光由空气斜射入水中和光由水斜射入空气中，折射角和入射角的大小是不同的，又发现它们之间的动态变化关系，并且还在两个实验数据的对比中发现光路可逆的特点，由此，光的折射特点便完整地呈现在学生面前，此为目标简约而内容厚实。

5.1.2 “皱”——生动、互动、灵动

“皱”的本意是皮肤松弛而成的纹路，用到赏石上是指石体层叠交错、沟沟壑壑而形成的皱褶。皱褶起伏变化，无论大小其弧线、弧度应自然，不可间断，与石体落座的角度要顺势，不可杂乱无章。对应卓越课堂教学，要求语言生动、有效互动、思维灵动。教师规范优美、活泼灵动的教学语言既是信息传递和情感交流的需要，更是开启心智、陶冶情操的催化剂。课堂的一开始就利用教师本人的两幅对比鲜明的照片，让学生开心一笑，顺利进入了课堂的情境。后面更是充分突出了和学生之间的互动，能让学生亲手实验、处理所得数据、表达所得结论，教师绝对不越俎代庖。整节课教师只是适当地给予点拨和总结，在这样的课堂中，学生的思维才能灵动，才能高度参与进来。

5.1.3 “透”——析透、讲透、悟透

“透”意在深刻，要求教材析透、教师讲透、学生悟透。特级教师余映潮曾说过：教师的任务就是把教材读“厚”，把教材教“薄”。这里的“厚”，可以理解为运用手边的资料和各种媒介，充分调动自己的知识储备，分析教材时看到的不仅仅是书上展现的文字和图片，更重要的是能联想到这些文字和图片背后的设计意图、需要学生参与的方式、希望学生能达成的程度、以及在课堂上教师可采用的各种教学途径、需要拓展的课外学习等。对于教师而言，只有能将薄薄的一本教材分析成厚厚的一摞资料，这节课才算分析透彻。只有做足这些准备工作，才能谈及在课堂中给学生讲透，而后才有学生的悟透。

5.1.4 “漏”——留白、待下回分解

在初中物理课堂教学中，教师为了增强教学效果，往往追求将教学内容讲全、讲透、讲深，将学生的思维束缚在教师所设置的框架之中。这样不仅不能有效提升初中物理课堂教学效果，还在一定程度上限制了学生的思维空间，不利于学生的全面发展。将“留白式”教学法应用到初中物理教学中去，在教学中巧妙地留有空白，可锻炼初中学生的探究能力和思维能力，从而提升初中学生的关键能力。例如：学生在探究光由水斜射入空气中时，逐渐增大入射角到一定程度时，会发现折射光线消失了，无法记录此时的折射角。这一“全反射”现象在本节课中不作讨论，只让学生观察到现象即可，至于其中的奥秘和应用，给学生留有空白。在后面的光纤通信中会再次涉及全反射，学生便会调动起相应的记忆，而不至于纸上谈兵，此为本课堂第一处留白。第二处为课堂的结尾，学生利用吸管(开了小口，竖放时可辨别左右)和盛水的烧杯，观察各种折射现象。将吸管放在杯中或者杯外，并改变距离，多次观察，看看有哪些变化。当吸管倾斜放置时，水下的部分弯折或者变短是本节课可解释的现象，其他现象如水下的吸管变粗，或者杯外的吸管可变粗也可变细，小口可在左侧又可在右侧，属于后面透镜的内容，无法解释也无须解释，留着疑问，带着兴趣让学生在后面的学习中去解惑。

5.2 核心素养的提升

5.2.1 科学态度的培养

随着课程改革的不断深化，在新课标的指引下，强调以生为本，尽量让学生去体验，在体验中丰润自己的心灵，树立正确的世界观。需要在初中物理教学中渗透思想品德教育，不能仅凭空洞口号去说教，而应该用生动的教学去潜移默化地影响学生。本节课重点内容中包含探究折射角和入射角的关系，需要学生自己通过分组实验来记录角度大小，在设计表格时讨论了每个实验需要至少测量3组角度，而光由水斜射入空气时，很多学生的入射角超过了临界角，根本没有折射光线，就无法测量折射角。这时需要他们实事求是地去记录，而不是为了完成任务，编造数据。所有的科学实验都必须求真求实，这一科学态度的养成远比完成实验任务更重要。

5.2.2 探究能力的培养

因为初二上学期学生刚开始学习物理，所以在一堂课中不可能将学生的学科核心素养明显提升，本节课的重点探究内容为折射角和入射角的关系，对于学生的实验探究能力要求较低，但对实验数据的分析、归纳能力要求较高。本节课借助几个课堂细节，帮助学生达成了以下核心素养的培养目标。

首先，帮助学生明确光的折射可以发生在多种介质中，在水和空气之间或者空气和玻璃之间，甚至推理到其他不同介质之间。

其次，培养学生在实验中自主设计实验表格的能力，这个能力在初中虽然要求不是特别高，但是到高中甚至大学时这个能力却属于学生必备技能，因此从现在开始，逐步要求学生自主设计非常有必要。表格中所包含的测量对象、物理量单位、实验次数，甚至物理量之间的逻辑关系都是对学生思维的严谨性和完整性的训练。

再次，帮助学生养成了透过现象看本质的思维习惯。实验中的数据仅仅是一些表象，重要的是表象背后所蕴藏的本质性认识，培养学生的分析、归纳能力也是初中物理教学的重要目标。

5.2.3 表达能力的提升

物理课堂中的语言表达是指学生能用简明、准确的科学媒介(文字、公式、图像)来表达概念、规律、现象和过程。老师在平时的教学中要通过各种方式来培养学生的语言表达能力，让学生力争做到表达科学、严谨、合理、简洁、富有逻辑。培养学生的科学语言表达能力,能增强学生的想象力和思维能力,促进知识的内化。学生在用语言描述对象特征时,首先要集中精力想“我将要说什么”,这需要在大脑中建立简洁的物理实物模型或过程模型,可以很好地培养学生的思维能力和建构模型的能力。因此在物理课堂中,教师应鼓励学生用科学语言描述自己的思维过程,可显化学生的思维,有助于教师了解学生思维的方式,准确找到学生思维的缺陷,进而解决学生的困难。另一方面,在学生交流的过程中,也进行了有效的表达能力培养和知识的共享,能够促进其他学生的思维发展,达到集体教育的效果。

本节课中需要学生进行表述的内容非常多，有概念性的表达，如尝试自己给出光的折射的定义；有旧知识的回忆，如光的反射定律；有归纳总结性的表达，如折射角和入射角的大小及动态变化关系、全反射现象的描述。良好的课堂讨论氛围是培养学生科学语言表达能力的前提，给学生一个表达的平台,他们会还教师一个百花齐放的春天。

在初中物理教学中，学生学科核心素养的提升以及“四字特征”的体现是一个循序渐进的过程，如果每节课堂都能充分体现“瘦、皱、漏、透”这四个特征，长此以往，学生的核心素养便会在不知不觉中得到充分提升，而以此为目标的课改才能真正落到实处。