基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的卓越課堂構(gòu)建①
——以“光的折射”教學(xué)為例

(江蘇省蘇州高新區(qū)實(shí)驗初級中學(xué),江蘇 蘇州 215000)

1 引言

太湖石姿態(tài)萬千、通靈剔透，展現(xiàn)了大自然的鬼斧神工。我校在課堂教學(xué)改革中針對“卓越課堂”建設(shè)，從太湖石的形態(tài)中得到啟發(fā)，歸納總結(jié)出“卓越課堂”的四字特征——“瘦、皺、漏、透”，從“卓越課堂”的外在表征入手，緊扣四字特征，逐步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，筆者以一節(jié)物理新授課“光的折射”為例說明。

2 教學(xué)概述

“光的折射”是蘇科版初中物理教材八年級上冊第四章第1節(jié)內(nèi)容，是在學(xué)習(xí)了“光的傳播及光的反射定律”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎(chǔ)，同時又是理解透鏡成像的基礎(chǔ)，所以本節(jié)是本單元教學(xué)的重點(diǎn)。教材將本節(jié)教學(xué)要求定位在認(rèn)識光的折射特點(diǎn)上，關(guān)注學(xué)生對折射現(xiàn)象的感知、體驗和對折射特點(diǎn)的探究。

3 教學(xué)目標(biāo)

(1) 探究光在水(玻璃)和空氣之間發(fā)生折射時的特點(diǎn)；

(2) 能用光的折射規(guī)律解釋生活中的一些簡單的折射現(xiàn)象；

4 教學(xué)過程

4.1 趣味導(dǎo)入

選用兩張對比照片引入新課，照片中教師自己站在泳池邊和泳池內(nèi)，泳池內(nèi)的腿明顯比較短，學(xué)生看后都被逗樂了。

4.2 了解“光的折射”的定義和現(xiàn)象

(1) 由光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播過渡到傳播路徑發(fā)生偏折的狀況，讓學(xué)生自己給出折射的定義。

(2) 列舉出自然界和身邊常見的折射現(xiàn)象，如彩虹、筷子彎折等。

4.3 探究光的折射特點(diǎn)

(1) 自學(xué)關(guān)于光的折射的專有名詞。

(2) 參考光的反射定律的得出過程，試著探究光的折射特點(diǎn)。

(3) “三線共面”和“兩線分居”由學(xué)生代表上臺演示，折射角和入射角的關(guān)系由學(xué)生分組探究，分別探究光由空氣斜射入水和光由水斜射入空氣中兩種情況。總結(jié)時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)角度的動態(tài)關(guān)系，折射角總是隨著入射角的增大(或減小)而增大(或減小)，即同增同減。

(4) 引導(dǎo)學(xué)生從前面實(shí)驗數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)光路可逆，并要求他們利用兩支激光筆進(jìn)一步演示光路可逆。

4.4 解釋折射現(xiàn)象

以人眼看水中的魚為例，利用光的折射規(guī)律通過作圖確定看到的“魚”的位置。作圖過程中用到的折射特點(diǎn)包含了“光由水斜射入空氣時，折射角大于入射角”以及“折射角和入射角的同增同減關(guān)系”。

要弄清楚在某個領(lǐng)域一個問題的范圍，首先要清楚問題的各個因素之間的關(guān)聯(lián)、隸屬關(guān)系。對于問題包含的因素，要清楚問題所在的結(jié)構(gòu)是否適用于層次分析結(jié)構(gòu)。層次分析模型可以分為三層，最高層、中間層和最底層，分別可以用于解決問題，達(dá)到目的，表示措施和預(yù)定目標(biāo)達(dá)到需要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)。最低層可以用以表示解決問題的措施、政策和方案。

5 教學(xué)案例分析

5.1 關(guān)于四字特征的體現(xiàn)

5.1.1 “瘦”——簡約而不簡單

簡約體現(xiàn)在通過精心加工、設(shè)置呈現(xiàn)出來的簡明扼要的探究內(nèi)容、環(huán)節(jié)、方法及手段，厚實(shí)體現(xiàn)在豐富、生動而不繁雜累贅的探究過程設(shè)置。課堂教學(xué)過程就是要給探究核心內(nèi)容留出寶貴的時間，教師應(yīng)該將更多的時間放在新知探究上。要在有限的時間內(nèi)做到效益最大化，就必須強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程科學(xué)、順暢，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和認(rèn)知特點(diǎn)，清晰的思路緊扣“主線”展開，層層向前推進(jìn)，每個環(huán)節(jié)的活動力求簡約而厚實(shí)。例如：關(guān)于“光的折射”的幾個專有名詞，在前一章“光的反射”的學(xué)習(xí)中學(xué)生已有知識遷移的基礎(chǔ)，本節(jié)課即可由學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)。探究光的折射特點(diǎn)時，可讓學(xué)生從反射定律的得出過程中借鑒方法。由于“三線共面”和“兩線分居”的探究過程與前一章相似，便不再由學(xué)生分組實(shí)驗得出，而是通過學(xué)生代表上臺演示來完成。這樣既避免了教師活動過多，又增加了學(xué)生在課堂中的參與度，同時也為后面重點(diǎn)探究角度關(guān)系預(yù)留了更多的時間。本節(jié)課分組實(shí)驗中的重頭戲即為折射角和入射角的關(guān)系，此探究實(shí)驗的目的非常簡潔明了，學(xué)生動手過程中目標(biāo)明確、思路清晰、操作簡單。而實(shí)驗完成后，實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析卻隱藏了非常大的文章。根據(jù)學(xué)生親手得出的眾多角度，教師逐步引導(dǎo)，層層分析，既發(fā)現(xiàn)光由空氣斜射入水中和光由水斜射入空氣中，折射角和入射角的大小是不同的，又發(fā)現(xiàn)它們之間的動態(tài)變化關(guān)系，并且還在兩個實(shí)驗數(shù)據(jù)的對比中發(fā)現(xiàn)光路可逆的特點(diǎn)，由此，光的折射特點(diǎn)便完整地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，此為目標(biāo)簡約而內(nèi)容厚實(shí)。

5.1.2 “皺”——生動、互動、靈動

“皺”的本意是皮膚松弛而成的紋路，用到賞石上是指石體層疊交錯、溝溝壑壑而形成的皺褶。皺褶起伏變化，無論大小其弧線、弧度應(yīng)自然，不可間斷，與石體落座的角度要順勢，不可雜亂無章。對應(yīng)卓越課堂教學(xué)，要求語言生動、有效互動、思維靈動。教師規(guī)范優(yōu)美、活潑靈動的教學(xué)語言既是信息傳遞和情感交流的需要，更是開啟心智、陶冶情操的催化劑。課堂的一開始就利用教師本人的兩幅對比鮮明的照片，讓學(xué)生開心一笑，順利進(jìn)入了課堂的情境。后面更是充分突出了和學(xué)生之間的互動，能讓學(xué)生親手實(shí)驗、處理所得數(shù)據(jù)、表達(dá)所得結(jié)論，教師絕對不越俎代庖。整節(jié)課教師只是適當(dāng)?shù)亟o予點(diǎn)撥和總結(jié)，在這樣的課堂中，學(xué)生的思維才能靈動，才能高度參與進(jìn)來。

5.1.3 “透”——析透、講透、悟透

“透”意在深刻，要求教材析透、教師講透、學(xué)生悟透。特級教師余映潮曾說過：教師的任務(wù)就是把教材讀“厚”，把教材教“薄”。這里的“厚”，可以理解為運(yùn)用手邊的資料和各種媒介，充分調(diào)動自己的知識儲備，分析教材時看到的不僅僅是書上展現(xiàn)的文字和圖片，更重要的是能聯(lián)想到這些文字和圖片背后的設(shè)計意圖、需要學(xué)生參與的方式、希望學(xué)生能達(dá)成的程度、以及在課堂上教師可采用的各種教學(xué)途徑、需要拓展的課外學(xué)習(xí)等。對于教師而言，只有能將薄薄的一本教材分析成厚厚的一摞資料，這節(jié)課才算分析透徹。只有做足這些準(zhǔn)備工作，才能談及在課堂中給學(xué)生講透，而后才有學(xué)生的悟透。

5.1.4 “漏”——留白、待下回分解

在初中物理課堂教學(xué)中，教師為了增強(qiáng)教學(xué)效果，往往追求將教學(xué)內(nèi)容講全、講透、講深，將學(xué)生的思維束縛在教師所設(shè)置的框架之中。這樣不僅不能有效提升初中物理課堂教學(xué)效果，還在一定程度上限制了學(xué)生的思維空間，不利于學(xué)生的全面發(fā)展。將“留白式”教學(xué)法應(yīng)用到初中物理教學(xué)中去，在教學(xué)中巧妙地留有空白，可鍛煉初中學(xué)生的探究能力和思維能力，從而提升初中學(xué)生的關(guān)鍵能力。例如：學(xué)生在探究光由水斜射入空氣中時，逐漸增大入射角到一定程度時，會發(fā)現(xiàn)折射光線消失了，無法記錄此時的折射角。這一“全反射”現(xiàn)象在本節(jié)課中不作討論，只讓學(xué)生觀察到現(xiàn)象即可，至于其中的奧秘和應(yīng)用，給學(xué)生留有空白。在后面的光纖通信中會再次涉及全反射，學(xué)生便會調(diào)動起相應(yīng)的記憶，而不至于紙上談兵，此為本課堂第一處留白。第二處為課堂的結(jié)尾，學(xué)生利用吸管(開了小口，豎放時可辨別左右)和盛水的燒杯，觀察各種折射現(xiàn)象。將吸管放在杯中或者杯外，并改變距離，多次觀察，看看有哪些變化。當(dāng)吸管傾斜放置時，水下的部分彎折或者變短是本節(jié)課可解釋的現(xiàn)象，其他現(xiàn)象如水下的吸管變粗，或者杯外的吸管可變粗也可變細(xì)，小口可在左側(cè)又可在右側(cè)，屬于后面透鏡的內(nèi)容，無法解釋也無須解釋，留著疑問，帶著興趣讓學(xué)生在后面的學(xué)習(xí)中去解惑。

5.2 核心素養(yǎng)的提升

5.2.1 科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)

隨著課程改革的不斷深化，在新課標(biāo)的指引下，強(qiáng)調(diào)以生為本，盡量讓學(xué)生去體驗，在體驗中豐潤自己的心靈，樹立正確的世界觀。需要在初中物理教學(xué)中滲透思想品德教育，不能僅憑空洞口號去說教，而應(yīng)該用生動的教學(xué)去潛移默化地影響學(xué)生。本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容中包含探究折射角和入射角的關(guān)系，需要學(xué)生自己通過分組實(shí)驗來記錄角度大小，在設(shè)計表格時討論了每個實(shí)驗需要至少測量3組角度，而光由水斜射入空氣時，很多學(xué)生的入射角超過了臨界角，根本沒有折射光線，就無法測量折射角。這時需要他們實(shí)事求是地去記錄，而不是為了完成任務(wù)，編造數(shù)據(jù)。所有的科學(xué)實(shí)驗都必須求真求實(shí)，這一科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成遠(yuǎn)比完成實(shí)驗任務(wù)更重要。

5.2.2 探究能力的培養(yǎng)

因為初二上學(xué)期學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)物理，所以在一堂課中不可能將學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)明顯提升，本節(jié)課的重點(diǎn)探究內(nèi)容為折射角和入射角的關(guān)系，對于學(xué)生的實(shí)驗探究能力要求較低，但對實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析、歸納能力要求較高。本節(jié)課借助幾個課堂細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生達(dá)成了以下核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

首先，幫助學(xué)生明確光的折射可以發(fā)生在多種介質(zhì)中，在水和空氣之間或者空氣和玻璃之間，甚至推理到其他不同介質(zhì)之間。

其次，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗中自主設(shè)計實(shí)驗表格的能力，這個能力在初中雖然要求不是特別高，但是到高中甚至大學(xué)時這個能力卻屬于學(xué)生必備技能，因此從現(xiàn)在開始，逐步要求學(xué)生自主設(shè)計非常有必要。表格中所包含的測量對象、物理量單位、實(shí)驗次數(shù)，甚至物理量之間的邏輯關(guān)系都是對學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和完整性的訓(xùn)練。

再次，幫助學(xué)生養(yǎng)成了透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思維習(xí)慣。實(shí)驗中的數(shù)據(jù)僅僅是一些表象，重要的是表象背后所蘊(yùn)藏的本質(zhì)性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力也是初中物理教學(xué)的重要目標(biāo)。

5.2.3 表達(dá)能力的提升

物理課堂中的語言表達(dá)是指學(xué)生能用簡明、準(zhǔn)確的科學(xué)媒介(文字、公式、圖像)來表達(dá)概念、規(guī)律、現(xiàn)象和過程。老師在平時的教學(xué)中要通過各種方式來培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力，讓學(xué)生力爭做到表達(dá)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理、簡潔、富有邏輯。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)語言表達(dá)能力,能增強(qiáng)學(xué)生的想象力和思維能力,促進(jìn)知識的內(nèi)化。學(xué)生在用語言描述對象特征時,首先要集中精力想“我將要說什么”,這需要在大腦中建立簡潔的物理實(shí)物模型或過程模型,可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和建構(gòu)模型的能力。因此在物理課堂中,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生用科學(xué)語言描述自己的思維過程,可顯化學(xué)生的思維,有助于教師了解學(xué)生思維的方式,準(zhǔn)確找到學(xué)生思維的缺陷,進(jìn)而解決學(xué)生的困難。另一方面,在學(xué)生交流的過程中,也進(jìn)行了有效的表達(dá)能力培養(yǎng)和知識的共享,能夠促進(jìn)其他學(xué)生的思維發(fā)展,達(dá)到集體教育的效果。

本節(jié)課中需要學(xué)生進(jìn)行表述的內(nèi)容非常多，有概念性的表達(dá)，如嘗試自己給出光的折射的定義；有舊知識的回憶，如光的反射定律；有歸納總結(jié)性的表達(dá)，如折射角和入射角的大小及動態(tài)變化關(guān)系、全反射現(xiàn)象的描述。良好的課堂討論氛圍是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)語言表達(dá)能力的前提，給學(xué)生一個表達(dá)的平臺,他們會還教師一個百花齊放的春天。

在初中物理教學(xué)中，學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升以及“四字特征”的體現(xiàn)是一個循序漸進(jìn)的過程，如果每節(jié)課堂都能充分體現(xiàn)“瘦、皺、漏、透”這四個特征，長此以往，學(xué)生的核心素養(yǎng)便會在不知不覺中得到充分提升，而以此為目標(biāo)的課改才能真正落到實(shí)處。