宋加全
摘? ?要:發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng),必須基于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),設(shè)計(jì)豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng),并將其落實(shí)到日常的教學(xué)活動(dòng)之中。文章以蘇科版初中物理“光的色彩? 顏色”的教學(xué)實(shí)踐為例,闡述通過(guò)不同項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與融合,在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的方法與路徑。
關(guān)鍵詞:初中物理;核心素養(yǎng);項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新
中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2019)6-0034-3
新一輪課程改革要求一線教師要從本地區(qū)及學(xué)校的實(shí)際情況和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā),將核心素養(yǎng)落實(shí)到日常的學(xué)科教學(xué)之中。同時(shí),在教學(xué)活動(dòng)中教師應(yīng)更加注重學(xué)生的自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐等。物理學(xué)科素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任,這些素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教學(xué)過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的方法與路徑如圖1所示。下面以蘇科版初中物理“光的色彩? 顏色”的教學(xué)實(shí)踐為例,詳述如何通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。
1? ? 提出問(wèn)題:發(fā)展物理核心素養(yǎng)的原點(diǎn)
項(xiàng)目活動(dòng)1:尋找藍(lán)氣球
找兩位戴近視眼鏡的學(xué)生,教師在他們的眼鏡片上蒙上一層透明綠塑料紙,然后教師在講臺(tái)上放一大堆五顏六色的氣球,要求這兩位學(xué)生戴著“特殊眼鏡”去找講臺(tái)上的藍(lán)氣球,看誰(shuí)找得快。
兩位學(xué)生都沒(méi)有找到藍(lán)氣球,引起全班學(xué)生哄堂大笑。接著,教師將眼鏡片上的綠塑料紙拿掉,結(jié)果兩位學(xué)生都準(zhǔn)確無(wú)誤地找到了藍(lán)氣球。
提出問(wèn)題:這兩位同學(xué)的眼鏡片上蒙上透明綠塑料紙后,為什么就不能找到藍(lán)氣球呢?本堂課我們一起來(lái)揭開(kāi)這一顏色之謎。
評(píng)析:“學(xué)起于思,思源于疑”。物理素養(yǎng)的培養(yǎng)需要學(xué)生在具體情境中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并有解決問(wèn)題的意愿。通過(guò)“尋找藍(lán)氣球”的活動(dòng)引入新課,活躍了課堂氣氛,點(diǎn)燃了學(xué)生思維的火花,激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。在問(wèn)題設(shè)計(jì)上,還能夠追問(wèn)“如果眼鏡片上蒙上紅塑料紙,是否能找到藍(lán)氣球”。這些問(wèn)題的設(shè)計(jì)都能夠?yàn)榻酉聛?lái)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。
2? ? 分類(lèi)歸納:形成物理觀念的方法
項(xiàng)目任務(wù)2:給光源進(jìn)行分類(lèi)
教師通過(guò)多媒體展示一組光源圖片(太陽(yáng)、閃電、螢火蟲(chóng)、發(fā)光的水母、點(diǎn)燃的蠟燭、發(fā)光的霓虹燈、舞臺(tái)的燈光等)。結(jié)合課本上的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納思考:
(1)這些物體有什么共同特點(diǎn)?
(2)將光源分為天然光源和人造光源,以上哪些光源屬于天然光源?哪些光源屬于人造光源?
(3)不同光源發(fā)出的光,它們的色彩相同嗎?
評(píng)析:有關(guān)光源的知識(shí)較簡(jiǎn)單,教師安排學(xué)生進(jìn)行自學(xué),讓學(xué)生通過(guò)回答系列問(wèn)題加深對(duì)光源的理解,使他們認(rèn)識(shí)到“不同光源發(fā)出的光,它們的色彩不同”,建立光具有不同色彩的觀念,為學(xué)生順利完成接下來(lái)的探究活動(dòng)做準(zhǔn)備。
3? ? 實(shí)驗(yàn)探究:發(fā)展物理核心素養(yǎng)的有效途徑
項(xiàng)目活動(dòng)3:分解白光
【提出問(wèn)題】 太陽(yáng)光是白光。很久以前,很多人認(rèn)為白光是單純的光。這種觀點(diǎn)正確嗎?
【猜想與假設(shè)】 雨過(guò)天晴后,天空中會(huì)出現(xiàn)彩虹;在太陽(yáng)光的照射下,吹出的肥皂泡是多彩的。因此,白光不是單純的光。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)用一塊帶有窄縫的厚硬紙板放在舊投影儀上。打開(kāi)投影儀電源,讓投影儀發(fā)出的光通過(guò)窄縫射到教室內(nèi)的白色天花板上,在天花板上可以看到一條清晰、狹窄的白光帶。將三棱鏡放在窄縫上方,緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡,可以觀察到天花板上白色的光帶被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的七色光帶。
(2)將另一三棱鏡與前一三棱鏡頂角相對(duì),相鄰的邊平行放在色光的傳播路徑上(如圖2所示)。色光經(jīng)第二個(gè)三棱鏡折射后,在各種色光相交的區(qū)域能夠觀察到白光。
【分析論證】 白光不是單純的光,它是由多種色光混合而成的。
教師簡(jiǎn)單介紹牛頓“光的色散實(shí)驗(yàn)”,以及這一實(shí)驗(yàn)對(duì)人類(lèi)在認(rèn)識(shí)光的道路上的偉大意義。
評(píng)析:“科學(xué)探究是學(xué)生參與式的學(xué)習(xí)活動(dòng)。要鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手、動(dòng)腦,通過(guò)自主的探究活動(dòng),學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律,體驗(yàn)學(xué)科學(xué)的樂(lè)趣?!蓖ㄟ^(guò)探究,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和探索精神。從用一個(gè)三棱鏡分解白光,到用兩個(gè)三棱鏡合成白光,這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,能有效促進(jìn)學(xué)生觀察、動(dòng)手、分析的能力。通過(guò)介紹牛頓“光的色散實(shí)驗(yàn)”,可以培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。
項(xiàng)目活動(dòng)4:觀察白光透過(guò)有色玻璃的現(xiàn)象
師:剛才我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)將色散后的各種色光混合還原成白光。那么,如果只將兩種不同的色光混合,能否獲得一種新的色光呢?為此,我們先要得到一種色光。
【提出問(wèn)題】 根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn),怎樣用簡(jiǎn)便的方法從白光中得到一種色光?
教師讓學(xué)生戴上墨鏡看周?chē)矬w顏色的變化,讓學(xué)生感悟獲得單色光的方法。
【猜想與假設(shè)】有色玻璃只讓白光中的本色光通過(guò)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 學(xué)生分別將紅、綠、藍(lán)玻璃緊貼手電筒,將透過(guò)有色玻璃的光射向白紙,觀察白紙上的顏色。
【分析論證】 紅玻璃只能通過(guò)紅光,藍(lán)玻璃只能通過(guò)藍(lán)光,綠玻璃只能通過(guò)綠光。
教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本“生活·物理·社會(huì)”的相關(guān)內(nèi)容,學(xué)習(xí)有關(guān)濾色鏡的知識(shí)。
項(xiàng)目活動(dòng)5:觀察色光混合的現(xiàn)象
【提出問(wèn)題】 將紅、綠、藍(lán)色光中的任意兩種色光混合,觀察重疊區(qū)域的顏色,會(huì)有什么樣的發(fā)現(xiàn)?
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)如圖3所示,分別將紅綠色光混合、紅藍(lán)色光混合、藍(lán)綠色光混合后射向白紙,觀察白紙上的顏色。
(2)旋轉(zhuǎn)“光的三原色合成實(shí)驗(yàn)器”(如圖4)的三個(gè)按鈕,使該器材發(fā)出的紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合,仔細(xì)觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。
【得出結(jié)論】 研究表明,將紅、綠、藍(lán)三種色光按不同的比例混合,能產(chǎn)生任何一種其他顏色的光,而自身卻無(wú)法用其他的色光混合得到。因此,我們將紅、綠、藍(lán)叫做光的三原色。
教師通過(guò)多媒體介紹彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器能夠呈現(xiàn)彩色圖像的原理。
評(píng)析:教師先讓學(xué)生戴上墨鏡觀察周?chē)矬w的顏色,充分利用學(xué)生的切身體會(huì)和感性認(rèn)識(shí),讓學(xué)生感悟到獲得單色光的方法,也為接下來(lái)的“觀察色光混合的現(xiàn)象”作鋪墊,降低了學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)的難度,使學(xué)生能享受到成功的樂(lè)趣。利用色光混合知識(shí),介紹彩色電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器能呈現(xiàn)彩色圖像的基本原理,充分體現(xiàn)了“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的新課程理念。
項(xiàng)目活動(dòng)6:物體的顏色
多媒體展示如圖5所示的鸚鵡彩圖。
【提出問(wèn)題】 鸚鵡圖片不是光源,為什么它能夠呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)、白等顏色?在黑暗中你能看到它的顏色嗎?
【猜想與假設(shè)】黑暗中人不能看到任何物體,物體的顏色可能與周?chē)墓庥嘘P(guān)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 準(zhǔn)備一個(gè)廢紙盒,廢紙盒的一側(cè)留有邊長(zhǎng)約為4 cm的小孔。將數(shù)碼攝像頭的探頭放入盒內(nèi)邊緣,USB接口連接電腦相應(yīng)部分(如圖6)。蓋上盒蓋,學(xué)生用前面獲取單色光的方法得到的紅、綠、藍(lán)三種色光透過(guò)小孔射到白紙上,數(shù)碼攝像頭的探頭將紙的顏色通過(guò)多媒體顯示出來(lái),將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表1中。
【分析論證】 我們能看到不透明物體的顏色,是由它反射的色光決定的。
引導(dǎo)學(xué)生解釋引入新課時(shí)的小游戲中找不到藍(lán)氣球的原因。
評(píng)析:理解物體的顏色成因是本課的教學(xué)難點(diǎn)。初二學(xué)生的探究能力有限,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)“探究不透明物體的顏色”的方案難度較大。課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“在比較困難的地方給予具體的指導(dǎo),使學(xué)生能夠比較順利地參與科學(xué)探究活動(dòng)。這樣做可以讓學(xué)生更多地體驗(yàn)到成功的愉悅,避免多次失敗產(chǎn)生的消極心理影響。”因此,本活動(dòng)由教師提供實(shí)驗(yàn)方案,利用多媒體手段改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、突破教學(xué)難點(diǎn),師生共同參與實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,幫助學(xué)生提高科學(xué)探究能力。當(dāng)然,在暗盒實(shí)驗(yàn)中如果能將書(shū)本上的彩色鸚鵡作為資源來(lái)進(jìn)行操作,可能更加貼近教材,也更易為學(xué)生所接受。
項(xiàng)目任務(wù)7:閱讀教材,認(rèn)識(shí)光能
師:我們的生活離不開(kāi)光,它可以給我們帶來(lái)光明和溫暖。除此之外,光還有哪些作用呢?
學(xué)生自學(xué)課本“生活·物理·社會(huì)”的相應(yīng)內(nèi)容。
評(píng)析:通過(guò)“太陽(yáng)能電池板”“植物的光合作用”“太陽(yáng)能熱水器”等實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到光的照射能引起一些新的變化,從而認(rèn)識(shí)到光具有能量(光能),也使學(xué)生從中體會(huì)到科學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)的巨大進(jìn)步,樹(shù)立正確的科學(xué)觀。
4? ? 適恰評(píng)價(jià):檢驗(yàn)物理思維發(fā)展的手段
在課堂教學(xué)的尾聲,讓學(xué)生用所學(xué)知識(shí)回答項(xiàng)目活動(dòng)1中為什么找不到藍(lán)氣球?同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)更加新穎的活動(dòng)來(lái)進(jìn)一步綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況。
項(xiàng)目活動(dòng)8:打破氣球
教師將一個(gè)紅氣球放入一個(gè)較大的無(wú)色氣球中,分別將紅色氣球和無(wú)色氣球充足氣(如圖7)。讓一學(xué)生用藍(lán)光激光筆正對(duì)兩氣球照射,幾秒鐘后,紅色氣球爆炸,而無(wú)色氣球始終安然無(wú)恙。
評(píng)析:本實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單,成功率較高,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使學(xué)生倍感驚奇,從而留下了較深的印象。氣球的爆炸聲引發(fā)學(xué)生思考:藍(lán)光射到兩種氣球上,為什么只有紅色氣球爆炸?學(xué)生只有綜合運(yùn)用“物體顏色成因”“光具有能量”知識(shí)才能正確解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這樣既復(fù)習(xí)鞏固了本堂課所學(xué)知識(shí),學(xué)生的科學(xué)思維能力也得到了進(jìn)一步發(fā)展。
綜上所述,為全面、有效地發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng),教師必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)課標(biāo)精神,創(chuàng)設(shè)有利于發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的情境,不斷優(yōu)化和創(chuàng)新項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì),只有如此才能打造出為學(xué)生所喜愛(ài)的物理課堂,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(欄目編輯? ? 鄧? ?磊)