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初中物理探究课教学行为分析*
——以“光的反射”教学为例

2018-07-12

物理之友 2018年6期
关键词:入射光平面镜光线

(江苏省江阴市敔山湾实验学校,江苏 江阴 214400)

教师是决定课堂教学有效性的因素之一,有研究表明:教师教学行为和学生学习结果具有重要的相关性。教学行为引导着课堂教学的进程,深刻影响着学生学习的效果。有效的教学行为符合学生的认知特征和思维特点,能在单位时间内能取得良好的教学效果,能提高学生分析问题、解决问题能力。

《义务教育物理课程标准(2011版)》提出:科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式。实施探究性教学对提高学生的科学素养具有重要的作用,本文以探究课“光的反射”为例来谈谈教学行为的选择。

1 教学行为选择的先行准备

1.1 教材分析

本节内容主要由“光的反射定律”“镜面反射与漫反射”和“生活·物理·社会:凹面镜和凸面镜”三部分组成。课程标准中对本节的要求是:通过实验,探究并了解光的反射定律。光的反射定律是光学中的重要定律,是平面镜的成像本质,根据课程标准的要求,确定本节的重点为“探究光的反射规律”。

1.2 学情分析

八年级学生活泼好动,对新鲜事物和规律充满好奇心,有一定的生活经验,探究欲望强,通过前面的物理学习,学生对物理产生了比较浓厚的兴趣。学生已经建立了光线模型,并知道了“光在同种均匀介质中沿直线传播”。通过数学的学习,学生对轴对称也有了一定基础,这些都为本课的学习奠定了良好基础。

2 依托教学内容,选择教学行为

2.1 创设情境,引入课题

在上课刚开始的几分钟,学生的注意力可能还停留在课间,创设能够引起学生有意注意的情境,能让学生更快地投入课堂,有利于激发学生的探究欲望。

教材中直接给出了光的反射的定义。虽然学生听过“反射”这个词,但他们还不知道具体的原理,所以创设情境,通过实验,让学生认识什么是光的反射现象,能激发学生的兴趣。

案例1:光的反射定义

演示:教师用激光笔从半透明塑料水槽的A点射向B点(如图1),这说明了什么?

图1

小游戏:在A点和B点之间放一张纸,还想让光从A点射向B点,让两位同学比赛,如图2所示,在一只水槽底部放有平面镜,另一只水槽不放。并让先射中的同学发表获奖感言,谈谈自己是怎么做的,从而得到光的反射的定义。

图2

分析:该环节主要采用实验和提问,利用学生的求胜心理,让学生比赛,并让先射中的同学发言,使学生初步了解光的反射现象,并能用语言初步描述什么是光的反射,既激发学生的探究欲望,也为研究光的反射规律埋下伏笔。

2.2 探究光的反射规律

探究实验的处理是初中物理教学的重点与难点。课标要求:“让学生经历科学探究的过程,主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。”

该部分内容教材设计了如图3所示的教学结构。

图3

为了让学生更清楚地认识光的反射规律,先让学生知道有关反射的几个名词是很有必要的。

案例2:有关反射的几个名词

教师用线光源演示光的反射。介绍入射光线、入射点、反射光线,把镜子的位置、反射光线和入射光线都描下来。提问:观察光路,看看有什么发现?并提示:可以从数学角度、几何方面去思考。

教师请学生帮忙找对称轴,把纸取下,学生对折纸,教师画出对称轴,并介绍:它是研究光的反射定律时一条重要的线,我们把它叫做法线。提问:法线和镜面有什么关系?

总结:法线就是过入射点并垂直于镜面的直线,由于它是辅助线,通常用虚线来表示。并介绍入射角和反射角。

分析:在介绍了入射点、入射光线、反射光线几个名词后,利用学生已有的几何知识帮助学生找到法线,并介绍入射角和反射角的概念。为了让学生的探究更有针对性,教师可在探究前做适当的铺垫。

案例3:探究光的反射规律

教师改变入射光线的位置(入射点不变),让学生观察反射光线的变化情况,并提出问题:

(1) 在什么情况下入射光与反射光重合?

(2) 当入射光从与反射光重合的位置偏转一定角度时,反射光的方向怎样变化?它们可能有什么关系?

师:老师给大家提供激光笔、笔套、小镜子和可以显示光路的光屏,注意激光笔不要射向人眼。下面请大家利用老师提供的器材进行实验。

师:实验中有没有遇到什么问题?观察到了什么现象?

生:入射光线与镜面垂直时,反射光与入射光重合。

师:此时入射角和反射角分别是多少?

生:都是0度。当从左边入射,反射光线出现在右边;当从右边入射,反射光线出现在左边。说明入射光线、反射光线分居法线两侧。

师:因为有了入射才有反射,所以我们说反射光线、入射光线分居法线两侧。

师:反射角和入射角有什么关系?

学生边演示、边回答:反射角等于入射角。

教师演示并提出新的问题:老师的纸板光屏上只能看到入射光线,找不到反射光线,有没有哪位同学能够帮助我?

生:让折起的纸板展开在同一平面上。

师:这说明什么?

生:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。

教师请学生总结光的反射定律。

师:刚才光线从AO入射,反射光线是OB,现在光线从BO入射,反射光线在哪里呢?请两组同学配合试一试!

学生实验、总结:光反射时,光路是可逆的。

师:现已知入射光线,请作出反射光线。

学生利用光的反射定律完成光路图。

分析:该部分以探究实验行为为主,用具体的讲授行为、提问行为、活动指导行为贯穿始终。预设学生经过思考能回答出的问题,教师采用提问行为;当遇到的问题超出学生的经验时,教师采用讲授行为;探究过程采用实验行为并辅助活动指导行为;在学生探究结束后,教师又让学生上台交流与展示,并辅以指导行为。学生通过自主探究,观察并说出实验现象,总结归纳出实验结论,加之教师的提炼,用规范的语言表述光的反射规律。步步推进,符合学生的认知特点,有利于学生物理学习能力的培养。

2.3 读一读:人眼怎样看到平面镜所成的像

阅读能力是学生学习的重要能力。由于学生并不了解平面镜中成的像是怎么形成的,教材中安排了“读一读”的内容。

案例4:利用光的反射解释平面镜成像

师:我们为什么能看到发光的蜡烛?为什么我们能看到物体在平面镜中成的像?

安排学生阅读教材:人眼怎样看到平面镜所成的像。

师:物体在平面镜中所成的像是否符合光的反射规律,你怎么证明?

分析:该部分教学主要采用提问行为和阅读行为。通过提问,引起学生思考,让学生初步感知平面镜成像有可能与光的反射有关;让学生阅读教材,证实自己的感知是正确的,再让学生证明自己的观点,从而加强学生对成像原理的理解,有利于培养学生“批判性阅读”的良好习惯。

2.4 镜面反射与漫反射

教材采用暗室中的实验引入镜面反射和漫反射。受实验环境的制约,教材中的实验不能在教室中很好地演示,教师在实际教学中可稍作调整。

案例5:镜面反射和漫反射

教师把课件上的一个小的动态图像——“招手的小猫”投影到屏幕上,边演示边提问:我用镜子斜着放在招手的小猫前,遮住它,你还能看到它吗?用不透光的素描纸斜着遮住它,你还能看到它吗?

教师让一位学生摸一下素描纸和镜子表面,问两者有什么不同?得到:不同的物体表面对光的反射是有差异的。

实验:一束平行光射向小平面镜表面,观察现像并总结什么是镜面反射。一束平行光射向粗糙的镜子表面,观察现象并总结什么是漫反射。

问题:漫反射是否遵循光的反射定律?为什么?

学生一时回答不出,教师进行讲解。

问题:为什么用镜子斜着遮住小猫,同学们没看见?而用不透光的素描纸同样遮住它,为什么却看见了?

分析:该部分采用了多媒体演示行为、演示实验行为、提问行为和讲授行为。用多媒体演示,过渡到镜面反射和漫反射,学生会有“用镜子遮住怎么看不见小猫了,而用不透光的素描纸遮住却还是能看到”的疑惑,有利于激发学生的好奇心。教师让学生摸物体表面的行为,让学生感受到光在不同的物体表面发生反射是有不同的。再通过演示实验结合讲授,得到镜面反射和漫反射的定义。教师提问:漫反射是否遵循光的反射定律?为什么?引起学生思考。最后通过问题,引起学生对“用光滑的镜子遮住图像,看不见图像;用不透光的素描纸遮住它,却能看见”的现象进行思考,学会用所学习的物理知识进行解释。

2.5 本课小结:本节课你有哪些收获?

教师采用问题,让学生自己回顾整个课堂学习的过程,总结本节课的收获,让学生学会反思归纳,是对所学知识和方法的升华。

3 教学反思——初中物理探究课教学行为优化的手段

3.1 教学反思促进提问行为的优化

提问是教学中常见的一种教学行为,有研究表明:教师高频率发问对学生学习有重要的积极作用。所提问题要具体化,具有“可思考性”,让学生“跳一跳,够得着”,学生通过思考能解决问题。

怎样才能优化提问行为?这就需要教师清楚提问的目的,仔细斟酌,站在学生的角度思考问题的设计,教师可以通过观察学生的反应,反思问题行为的有效性,还可观看课堂教学视频来反思哪些提问行为是低效甚至无效的。

3.2 教学反思促进探究行为的优化

《义务教育物理课程标准(2011年版)》把发展科学探究能力作为重要的课程目标,教师是探究行为的组织者,但实施探究行为的主体是学生。

为更好地提高课堂探究教学的有效性,教师要明确探究教学的目标,如通过探究,学生要掌握哪些知识,发展什么能力,应注意哪些“情感、态度、价值观”方面的目标渗透?教师还要明白探究的重点和难点,从多方面做好预设,如探究具体要怎么操作,哪个地方可能会出现问题,要怎么解决?探究完成后,教师可以组织学生对探究过程进行评价,促进学生的反思,更好地修正探究行为,提高探究能力。课堂教学之后,教师也要对自己组织探究的过程进行反思、调整。

3.3 教学反思促进整体结构的优化

教师实施教学行为有效与否,与教学内容、学生学情是否匹配等因素密切相关。但教师对整体结构的把控是整个课堂教学的关键,所以教师应全盘考虑,尽可能地优化教学的整体结构,切忌“捡了芝麻,丢了西瓜”。这就要求教师研读课标和教材等,不断学习和反思,取长补短,优化教学的整体结构。

4 结语

探究教学是物理课堂教学的重点。苏科版初中物理教材中安排了很多探究活动,这些探究活动具有一定的开放性,组织得好能拓展学生的思维,组织得不好就可能失去了它原有的价值,这需要教师不断地学习和反思。现在的学生个性强,他们敢于挑战教师,随着互联网的普及,他们获得知识的途径很多,知识面广,这更需要教师不断地优化教学行为,提升自己的专业素养。

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