中学课程融合劳动教育的教学策略研究——以一道试题的习题教学为例

刘 洋

重庆市南坪中学校，重庆 400060

1 融合策略构建：素养内联合理有效，目标导向自然融入

中学课程融合劳动教育是指依据劳动教育与学科教育之间的某种内在联系，在实施学科教育的过程中嵌入有关劳动观念、劳动精神以及劳动技能的教育，以渗透和熏陶的方式提升学生的劳动素养。实现劳动教育有效融入高中物理教学，关键是强化融合意识、构建整体方案，尤其避讳生搬硬套。融合应该遵循其开端依存内容关联、过程保证合理有效、结果具备价值意义，讲究自然融合。

劳动教育与中学课程的融合关键在其内在逻辑上须满足培养目标契合、教学过程互补。物理核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”，劳动教育目标包含“劳动观念、劳动能力、劳动精神、劳动习惯和品质”。从契合度上来看，物理观念是解决生产生活中有关劳动问题的基础，联动劳动观念；科学思维是掌握基本劳动知识与技能的条件，支撑劳动能力；科学探究是发展与体现劳动精神的方式，培养劳动精神；科学态度与责任是形成诚实守信、吃苦耐劳品质，珍惜劳动成果的纽带，集成劳动习惯和品质。劳动教育在物理教学中的自然渗透更利于深化学生对学科的理解，强化学科教学的情境性、生动性和探究性，升华学生发掘物理知识与生活实际间的实质性关联，以此提升学生在物理学习中的热情、兴趣和自我效能［1］。

物理是以实验为基础的学科，在劳动教育的融合上具有天然优势，劳动是实践概念的具体化，比实践具有更强的目的指向性。《中国高考评价体系》指出，高考要体现出育人选才效力和在高中教学中的导向，试题以实际情境为载体，考查必备知识和关键能力，以此着重考查物理学科素养。传统物理的习题教学专注于习题本身，围绕物理的基本概念、基本规律、基本公式教授给学生解题的逻辑和技巧。然而，对于容易出现理解偏差、判断失误、困惑歧义的题目，学生则容易在学习上感到困难。因此，教师在习题教学过程中亦要自然渗透学科素养，习题实验化是以实验对习题情境进行探究、验证、判断，以实验的结果辅以理论的讲解，从而形成逻辑严密、结果自洽的完整习题教学，教学设计思路如图1所示。习题实验化教学亦是让理论与实践有机结合起来，协同劳动教育切实落地，在劳动当中集成物理知识，以实践教学提高学生掌握知识、运用知识的能力。

图1 习题实验化教学设计思路

习题实验化旨在通过实验探究以完成深度学习，在困惑解决当中思考相应的过程方法及策略，故优质的习题是决定能否达成目标的重要因素［2］。这需要我们教师提高自身站位，“以素养为中心”筛选优质的、典型的、与核心知识联系紧密的习题，同时要利于劳动教育的融合与实施，教学流程如图2所示。

图2 习题实验化的教学流程

2 习题实验化教学：理论实验相辅互补，能力素养共建提升

2.1 原题呈现：试题初析知立意，情境构建考素养

例1（2022年高考物理重庆卷第16 题）如图3所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为n红和n蓝。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为h红：

图3 例1 示意图

（1）求蓝灯到水面的最大距离；

（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？

根据高考评价体系“一核四层四翼”的要求，物理试题凸显物理必备知识、思想方法，同时注重五种关键能力的考查，体现新课程理念，通过设置真实的问题情境，引导学生从“解题”向“解决问题”转变。本题以单色灯的照射为素材创设的生产生活问题情境，是一道难度适中的光学综合分析题，考查的必备知识是折射率、全反射，突出考查模型建构能力、推理论证能力。学生要理解题意，抓住关键信息准确分析，通过物理模型的建构找临界光路，以此体现内容考查上的基础性、综合性，在不失基础性的同时极具灵活性。

2.2 试题分析：逻辑推理巧破题，思路差异心存疑

高考物理题对能力有一定的要求，且通常信息量比较大，解题过程要结合物理情境、物理状态、物理过程综合分析，审题时抓住关键词句，往往以临界情况为关键突破口。以此题为契机展现物理探究中所涉及的科学思维和方法，培养学生理性思考、敢于质疑、不断创新的科学素养。根据学生作答结果的反馈，在本题解答上存有2 种差异。学生依据自身理解，在小组讨论后给出了以下两种解法，分析解答如下：

解法一

【分析】 光由均质球进入空气，法线沿球半径方向，为了让射向上半球的光都发生折射，则临界情况可认为光路在空气与球的接触面上恰好发生全反射，即出射光线与水面垂直，向上射出，如图4所示。

图4 光路图

【解答】 （1）作出法线沿球半径，得到光路图如图5所示。假设球半径为R，根据全反射定律和几何关系可知

图5 光路图

同理可知蓝光

两式联立解得

（2）蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红，根据（1）问结果变形

结合n蓝>n红>1 可知

所以，蓝灯应该在红灯的上方。

解法二

【分析】 因题目中给出的是均质球，故在该折射处的位置为空气、水、均质球这三种介质的共同交汇处，且为一标准的几何点。那么，光射到该点处时可认为光同时处于空气、水、均质球这三种介质当中，光由该点折射进入空气就应该认为同时发生两种情况：①光由水折射进入空气；②光由均质球折射进入空气。在该位置存在的法线会有两条，出现的光也会有两束，如图6所示，a 为光从水进入空气的折射光，b 为光从均质球进入空气的折射光。若要满足题意“为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射”，则考虑到的临界情况是光由水折射进入空气的a 光发生全反射。

图6 光路图

【解答】 （1）为使从光源照射到上半球面的光都能发生折射，关键是光线能够从水平折射出去。以红光为例，当折射角最大达到临界角C 时，光线平行水面折射出去，法线垂直于空气与水的交界面，光路图如图7所示。假设球半径为R，根据全反射定律和几何关系可知

图7 光路图

同理可知蓝光

两式联立解得

（2）蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红，根据（1）问结果变形

结合n蓝>n红>1 可知

所以，蓝灯应该在红灯的下方。

同一问题出现不同答案的原因一般有两个，一是题目自身不严谨，数据或情境不严密所致；二是解题的思路和方法有误。对比两种解题思路，其差异在于法线位置的确定，从而作出两种不同光路。解法一认为光是从球形介质射入空气，故作出法线沿球半径方向；解法二则认为光是从水射入空气，故作出法线垂直于空气与水的交界面。解法二是一种常见的典型错误，是审题过程中对界面、法线、入射角、折射角等概念的理解不到位、光路图绘制不准确所致，学生分析认为同时出现两条折射光。习题教学中，教师应尊重学生的质疑，若仅通过理论解释又较难令学生信服，为使学生完全理解该题的实际情况，当以实验为辅助，实验的结果方是强有力的证据。

3 实验演绎：科学推测显理论，实验验证见真章

3.1 实验设计，步步为营定方案

针对学生在本题的困惑，关键是检验光从空气、水、均质球这三种介质的共同交汇处折射时是否出现两条折射光。根据实验目的，组织学生自主设计实验方案，保证实验的合理性、可行性和可操作性。实验室并没有题意的现成装置，为构建出题目所设情境，选用挡板、半圆形玻璃砖、透明水槽组合实验装置如图8所示，所用光源为红单色光。

图8 实验装置

3.2 实验验证，拨云见日明真理

水槽中注入水后，让光源从水槽下方外界射入，需要通过调节光的入射位置，让光正好射到水槽中空气、水、玻璃三种介质的交点处。多次尝试，反复调整入射光的位置，得到的光路如图9所示，在该点处出现的折射光确有两条。如此是否表明学生假说成立，实验已然得证？

图9 实验光路

3.3 抽丝剥茧，谨慎细微寻误差

图10 光路图

实验的步骤环节如图11所示。

图11 实验步骤环节

4 教学反思：劳动融合实验释疑，素养提升全面发展

在物理教学中融入劳动教育，当以渗透和熏陶的方式在学科教学过程中自然呈现相关内容，由此加深物理学科的育人功能，而自然融合的核心即在于对高中物理的学科逻辑、知识联系的深入理解和精准把控的基础上，对准恰当的可融合点。普通高中物理课程标准的课程目标要增强学生的创新意识和实践能力，具有批判性思维的意识，追求科技创新。质疑创新是物理科学思维核心素养中最高层次的核心素养，习题实验化的教学过程包含提出问题、猜想和假设、制订方案、实施过程和得出结论，渗透着质疑创新因素［3］，其过程自然聚合劳动教育，所以习题实验化教学更能培养拔尖人才创新素养，以习题教学引领其关键能力的培养，以实验释疑启迪其思维逻辑的提升。

高中物理教学中融入劳动教育既可以培养学生的劳动素养，亦能进一步夯实学生的科学探究、科学态度与责任等物理学科核心素养，提高学生的物理水平。习题实验化教学是物理学科与劳动教育融合推进教学的一种有效途径，以物理问题为探究主线、劳动教育为探究方式，相得益彰的教学情境能让劳动教育自然渗透到学科教学的全过程，解决物理问题的过程亦能感知劳动价值。故依据潜移默化的方式在学科教学中体现劳动教育，更能够让学生感受劳动的价值，实际感知劳动教育的意义，由此谓之教育“润物细无声”。