一、有“深度”的导入,激活学生的探究需要
导入是深度探究的开始,目的在于激活学生的探究需要,对于高中教学例谈,导入环节的目的在于引导学生提出猜想,培养学生发现问题、思考问题的能力.在导入环节,教师应创设多元化的教学情境,如演示实验、展示生活中物理现象、播放视频、回顾旧的知识等等,将学生的注意力吸引到学习任务上来,与学生的原有认知和生活构成有效联系,生成有探究价值的问题,提出自己自己的猜想,生成动手设计实验验证猜想的需要,激发学生主动探究知识的兴趣. “全反射”这节课,笔者在导入环节上,借助于“烧杯”、“硬币”,设置了一个小魔术(小实验).
操作1,将硬币置于桌面上,烧杯压在硬币上,尽量让硬币处在杯子底的中部,用实物投影,摄像头从侧面观察,屏幕上可以看到硬币.
操作2:往杯子中缓慢注入清水,从烧杯的侧面观察(整个过程都用实物投影).现象:水加到一定程度,通过屏幕可以看到硬币从有变无了.
操作3:将摄像头转到从烧杯的上口向下观察,硬币还仍然呆在杯底.此时,学生的好奇心被调动起来,这其中的道理我们教师都知道是“全反射”,但是学生不知道,传统教学往往是借助于学生好奇心被吊起,直接告诉学生这是“全反射现象”,然后再通过画光路图,促进学生对“全反射现象”的理解,笔者认为这样的教学是浮于表面的,是缺失了“过程与方法”教育的.学生对现象背后的未知规律感觉好奇了,生成了“一探究竟”的欲望,导入的目的就达到了,学习就有了“深入”的可能,此时,我们要做的就是引导学生进行逐步深入的探究.
二、逐步深化实验探究,提升高中教学例谈2.1实验探究过程中的师生行为
(1)教师行为
鼓励并引导学生合作探究;帮助学生筛选有价值的问题;帮助学生明确探究方向;巡视学生探究过程,并扮演好合作者及顾问的角色.
(2)学生行为
从原有知识进行推理提出猜想;从原有经验出发设计实验方案;与他人讨论交流,完善设计;实验并记录观察结果;形成自己对现象的初步认识.
2.2逐步深入的探究过程
探究应该是思维螺旋上升的过程,从原有知识出发进行实验设计,观察实验结果,对实验结果进行解释,如果解释不通,再另觅它法再经历“实验设计→实验观察→实验解释”的过程,最终总结规律.例如,“全反射”这节课,笔者在师生一起初步学习了全反射的定义和条件之后,把侧重点放在和学生用实验的方法探寻全反射面上,经历了如下几个过程.
(1)初探“可能发生全反射的界面”
生成问题1:人怎样才能看到硬币?小组讨论:人要看到硬币,意味着光要从硬币发出,并能进入人眼.当然,硬币并不是光源,自己不会发光,但是外界的光可以透过玻璃和水照到硬币上,而硬币的表面不光滑,会对光产生漫反射.所以,可以把硬币直接当成光源处理.生成问题2:硬币“发”的光可能在哪儿发生了全反射,而导致人眼见不到了?
光从硬币发出后,从空气进入玻璃杯,再进入水中,然后从玻璃杯的侧面进入空气,根据折射率的相对大小(n空气<n水<n玻璃)可知,光线可能在①处(从玻璃到空气)发生全反射.那么,是不是①处发生的全反射呢?学生讨论成果展示2:学生再一次分组实验探究杯子内侧的新投入的硬币清晰可见.所以得到结论:不是①处的全反射.学生讨论成果展示,光从硬币发出后,从空气进入玻璃杯,再进入水中,再从上方水面射出,光可能在水面上方(②处)发生全反射,但即使发生全反射,折射光也是无限逼近水平面的,在水面上方180°范围应该可以看见硬币.为了证实理论分析,学生在水面上方前后移动视线,发现均可看见硬币.至此,探究进入到了一个无法进行下去的境地,不管是玻璃杯的侧面还是在水面上方均不可能发生全反射,可是硬币确实不见了,问题出在哪里呢?这个时候是直接揭示谜底还是进一步探究呢?物理学家在探究物理规律时也时常有这样的困惑,这时怎么办?
(2)回到原点深究“可能发生全反射的界面”.是不是一开始方向就错了?笔者引导学生再次回到探究的原点,分小组进行讨论.生成问题3:学生再次围着烧杯看,看来看去总是觉得烧杯底看起来就像镜子,挡住了硬币,哪里看起来像镜子就应该在哪里发生了全反射,所以全反射肯定是发生在杯子底部.会不会还有其他的全反射没考虑到呢?为什么会杯子底看起来像镜子呢?小组讨论成果展示4:光从外部进入杯子,在杯子的底部应该是先从水进入玻璃,再从玻璃进入空气,此处有一处可能的全反射,③(光从玻璃到空气的界面).学生讨论成果展示5:把硬币弄湿,这样硬币和杯底之间就有了一层水,这样全发射条件就破坏了(由光的折射可知两层平行介质,光能进入就一定能出来).继续实验,结果藏在杯底的硬币出来了,而且杯子底也不像镜面了。
三、总结
学生经历了自主探究的过程,还差一步就能品尝到成功的喜悦,这一步就是回顾探究过程,高中教学例谈总结出,如下:
(1)外面的光可以照到硬币上,因为从杯子的上方可见硬币.
(2)硬币反射的光也可以进入空气,因为硬币放在杯子的内部后,从侧面清晰可见.
(3)外界射入的光在杯子底烟草经济论文部从玻璃进入空气,发生了全反射,使得大量的光被反射,人在侧面观察时,杯底全发射的光,进入人眼,从而使得硬币发出的光显得“非常弱”,人眼根本看不见.
作者:严灿云 单位:江苏省通州高级中学