李永偉

【摘要】核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是“立德樹人”總體育人目標(biāo)的基本途徑，本課教學(xué)要從學(xué)生物理觀念的建立、邏輯思維的培養(yǎng)、物理模型的構(gòu)建、科學(xué)方法的應(yīng)用、實(shí)際問(wèn)題的解決、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、信息素養(yǎng)的提升以及數(shù)學(xué)工具的滲透等綜合素養(yǎng)的要素展開教學(xué).結(jié)合學(xué)生已有感性體驗(yàn)，分析大量的光現(xiàn)象研究成果和生活中應(yīng)用的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)探究的魅力與成就。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);科學(xué)思維;物理觀念

按照物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求，物理學(xué)科的教學(xué)重點(diǎn)要放在物理核心概念的建立上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究豐富學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，運(yùn)用對(duì)比、類比等科學(xué)研究方法，將物理理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，提升解決問(wèn)題的能力.本課的教學(xué)要圍繞培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的物理觀念，基于學(xué)生的已有認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的進(jìn)階.對(duì)光的色彩、色散現(xiàn)象教學(xué)提供必要的知識(shí)儲(chǔ)備，進(jìn)入到光的折射、凸透鏡成像等知識(shí)的具體運(yùn)用中.《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》明確提出：“各級(jí)各類學(xué)校要從學(xué)校實(shí)際情況和學(xué)生特點(diǎn)出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實(shí)到各學(xué)科教學(xué)中”。

利用光現(xiàn)象是人類改造自然的基本手段，對(duì)光的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和光的規(guī)律的應(yīng)用可以說(shuō)代表著人類文明的進(jìn)程：人們用火光嚇退了野獸，小孔成像驚掉了古人的下巴，用激光測(cè)出了地球到月球的距離，平面鏡成像端正了衣冠，激光準(zhǔn)直使隧道更加幽深而平直，醫(yī)用光刀使我們近視的眼睛恢復(fù)了清澈與明亮，光纖接入使視頻更加清晰與流暢，而三D電影呈現(xiàn)的身歷其境的震撼，是對(duì)光的偏振現(xiàn)象的完美應(yīng)用，光影技術(shù)的大量使用讓大唐芙蓉園更加五彩斑斕，如夢(mèng)如幻。對(duì)事物的初步認(rèn)識(shí)的將對(duì)事物的深刻認(rèn)識(shí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，《光的直線傳播》就是物理學(xué)中對(duì)上述光現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的第一步，物理學(xué)科以事實(shí)為根據(jù)，研究自然界物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，教學(xué)中的大量事例與實(shí)驗(yàn)，使光的物理觀念已經(jīng)深入人心，學(xué)生原有的模糊的光的初步概念，雜亂無(wú)章的光現(xiàn)象被統(tǒng)一歸類，光的概念得到了強(qiáng)化，光的物質(zhì)觀呼之欲出，那就是：光是什么？盡管本節(jié)課并未回答這個(gè)問(wèn)題，但為未來(lái)對(duì)光的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)掃清了障礙，積淀了事實(shí)。

物理“科學(xué)思維”是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)方式，這是物理學(xué)科的個(gè)性所在，也是物理老師的與眾不同之處。在這種個(gè)性的帶動(dòng)下，師生基于事實(shí)提出創(chuàng)造性的認(rèn)識(shí)，構(gòu)建出相應(yīng)的物理模型。自然界發(fā)生的一切物理現(xiàn)象和物理過(guò)程，影響因素是多種多樣的。如果不分主次的考慮一切因素，不僅會(huì)增加認(rèn)識(shí)的難度，也不能得出精確的結(jié)果，還會(huì)導(dǎo)致對(duì)簡(jiǎn)單物理現(xiàn)象的分析無(wú)從下手。為了研究物理現(xiàn)象的規(guī)律性，需要把復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，這就是理想化方法。我們利用理想化方法將物理中的光，沒(méi)有粗細(xì)的線，在模型中完美結(jié)合，創(chuàng)造性地提出了“光線”這一物理模型，使學(xué)生對(duì)抽象的光現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)能上升到理性認(rèn)識(shí)，從而能形象而直觀表達(dá)出來(lái)，輕而易舉的解釋了三點(diǎn)一線，激光準(zhǔn)直，小孔成像的原理，使抽象問(wèn)題直觀化，復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這正是物理科學(xué)思維的精髓所在。但物理不能因此而止步，物理學(xué)科的魅力還體現(xiàn)在科學(xué)思維的自我修正和批判，很多物理模型的建立都是有條件的，伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究中，這位偉人就對(duì)自己建立的物理模型“輕重物體下落一樣快”進(jìn)行了修正：在地面附近高度不太大、阻力與重力相比可以忽略不計(jì)的條件下，輕重物體下落一樣快。在錢羽管的實(shí)驗(yàn)中，這一結(jié)論得到了證實(shí)。同樣，“光沿直線傳播”這一物理規(guī)律模型也是有條件的，也必須有以下的修正：光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播。通過(guò)以上分析可以看出，光沿直線傳播模型的建立既體現(xiàn)了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)，又為學(xué)生打開了思維的另一扇大門：若不在同一均勻介質(zhì)中，光的傳播規(guī)律又是什么？光的折射規(guī)律及全反射現(xiàn)象自然地進(jìn)入學(xué)生思維的最近發(fā)展區(qū)，學(xué)生的思維發(fā)展得到了進(jìn)階，為深入學(xué)習(xí)光現(xiàn)象做了必要的鋪墊。學(xué)科核心素養(yǎng)的“科學(xué)探究”必須是基于事實(shí)而展開的探究，這些事實(shí)就是生活中現(xiàn)象，現(xiàn)象中蘊(yùn)含的規(guī)律很多，不可能將這些現(xiàn)象都搬進(jìn)有限的物理課堂，為突出主要矛盾，有時(shí)需要制造出事實(shí)作為物理規(guī)律建立的證據(jù)，這個(gè)制造出的“事實(shí)”就是物理情景再現(xiàn)，這個(gè)事實(shí)必須要有針對(duì)性，有說(shuō)服力，需要物理老師來(lái)“智造”。本節(jié)課中“智造”了許多事實(shí)：手影、日食、月食、小孔成像，通過(guò)師生對(duì)這些事實(shí)提出問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探究，交流，討論，進(jìn)而提出猜想和假設(shè)，得出光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)論，并將這一結(jié)論在應(yīng)用到生活生產(chǎn)中。在該環(huán)節(jié)教學(xué)中，教師利用科學(xué)抽象的純化和簡(jiǎn)化作用，有意識(shí)的突出光的本質(zhì)因素，并基于大量事實(shí)，運(yùn)用邏輯思維和想象力，舍棄次要因素和無(wú)關(guān)的干擾因素，使光現(xiàn)象以理想化的純粹形態(tài)出現(xiàn)，準(zhǔn)確又簡(jiǎn)明的解釋光沿直線的傳播規(guī)律。這一連串的活動(dòng)使科學(xué)思維的培養(yǎng)過(guò)程豐滿而又充滿活力，如果這一過(guò)程能不斷的得到強(qiáng)化，會(huì)使學(xué)生逐步掌握終生有益的方法，對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程的影響必將是巨大而深遠(yuǎn)。

光現(xiàn)象應(yīng)用的推動(dòng)了社會(huì)文明的進(jìn)步，課堂上的大量事實(shí)說(shuō)明了這一點(diǎn)。然而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步就像雙刃劍，人們利用了光現(xiàn)象的好，就要承擔(dān)光帶來(lái)的危害，光的過(guò)度使用使光成為了四大污染之一。核心素養(yǎng)中“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”要求，學(xué)生在認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的基礎(chǔ)上，逐漸形成探索自然的內(nèi)在動(dòng)力，遵守道德規(guī)范，保護(hù)環(huán)境，形成可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。從這個(gè)角度說(shuō)，光就是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，這就需要教師帶領(lǐng)學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度認(rèn)清光的科學(xué)本質(zhì)，用辯證的觀點(diǎn)看待光現(xiàn)象，更好的利用光為人服務(wù)，還要扛起光的應(yīng)用過(guò)程中的社會(huì)責(zé)任，不僅要育人有方，還要育人有責(zé)。

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