传统文化和物理相融合,培育学生正确的世界观
——第十五届文化课大赛科学组《光的反射》赛后有感
青岛市崂山区第三中学 张生
各位老师,晚上好!我是青岛市崂山区第三中学物理教师张生。在2019年举行的第十五届全国文化教学优质课大赛中出示了沪科版教材中的《光的反射》,本节课得到了与会专家和评委的肯定,荣获本次文化教学优质课大赛“墨子奖”。感谢谭老师、大会组委会提供给我这个机会和大家交流一下本次文化课大赛的感悟。
首先,这堂课离不开以青岛市教科院初中物理教研员王㺸老师为首的青岛市物理团队的大力指导和帮助,离不开崂山区物理教研员徐海虹和老师们的支持,在参赛的整个过程中我迅速成长,受益匪浅
青岛市教科院初中物理教研员王㺸老师研究教学模式二十多年,到现在为止他已经运用东西方文化、思想,创立了几百种不同的教学模式。在此基础上,王㺸老师将研究的各种教学模式进行整理,写成六部教学模式专著并出版,这六部专著分别为《小循环多反馈教学法》、《透镜式教学法》、《科学哲学与物理探究建模》、《中国古代科学家方法与物理探究建模》、《初中物理翻转课堂教学模式手册》,《心理学效应与物理探究建模》。这堂课就是利用以上部分教学模式、教学方法进行设计整合而成。
一、赛前思考
当确定课题为“光的反射”时,根据已有的教学经验并未感觉到困难有多大。但翻看沪科版的教材后,才发现很有难度:
1、课堂容量大。沪科版的“光的反射”实际上包含人教版教材的“光的传播”和“光的反射”两个课时的内容,所以如何将这两节内容仔45分钟内呈现出来,并且要重点突出是需要仔细琢磨的!
2、授课对象不同。本节虽然是八年级上册的内容,但大赛举行时,八年级早已学完这部分内容,所以只能面对七年级的学生,讲授本节课,而七年级学生的物理观念和素养相对较弱!
3、为配合大赛主题,突出物理学科中的文化教学特点,从各种渠道搜集了大量的资料,其中王㺸老师给予了大力支持。如何将浓浓的文化底蕴和处世哲学渗透到本节课中也是荆棘密布!
4、本节课以前出示过很多次,所以如何才能标新立异?
带着上述问题,开启了我们的备课历程。
(一)首先确定以青岛市的“四层次五环节”中的“整-分-合-补-测五环节教学模式”为本节课的整体教学模式。
通过“整-分-合-补-测”五环节教学模式建立本节课的教学环节如下:
整:通过视频引入本节课的教学内容
分:本节课的内容分成3个小环节
分1:光的传播
分2:光的反射
分3:反射分类
合:小结光的反射的知识点、科学方法
补:入射光垂直入射会怎样?
变反射光为入射光会怎样?
雷雨天为何先看到闪电后听到雷声?
测:完成本堂课的课堂检测
(二)古代科学家方法的渗透
大家认识的各种科学方法、教学模式可能都是西方的研究成果,我们只是拿来为我所用。但是王㺸老师所做的研究表明,西方的这些科学方法、教学模式我们不仅有,而且早在几千年前就被古代科学家们总结出来并利用这些方法去解决生活中的实际问题。
通过本节课的学习不仅要让让学生能够从物理学习中体会中华文化的博大精深、增强名族自豪感,还要让让学生体会到万事万物都是在不停的发展变化的,感受随机应变的处世哲学。
为此,在教学过程中渗透了三国谋士贾诩——权变理论:随机-应变,南宋医学家施发-脉象图:模型法,西晋竹林七贤王戎-识李:反证法,清代历算第一名家梅文鼎:实际问题科学问题,东汉著名医学家华佗-五禽戏:类比模仿探究模式,宋代医学家王惟一-针灸铜人:立体模型。向学生以讲故事的形式让学生感受到中国古代文化的博大精深。
(三)在本节课中,大的思路——思想-引领模式+变化-显露模式(在变化中歼敌)
任何事物都不可能一成不变,都是要发展变化的。如同“太极图”的阴阳变化。如同蝴蝶效应。
对待变化问题, 我们要用“贾诩:随机应变思想”——根据变化而研究变化。通过对光线不断改变玩法(变化)——不同种、不均匀、不透明、不正向、不一条、不光滑,去训练学生这种随机应变的能力。贾诩随机应变的思想引领本节课
通过变换,让事物显露出隐藏的一些信息,从而让我们获得知识。
小的思路——从变化中发现隐藏知识的模式——方法-引领模式。具体方法如下:
(1)在找不到解决问题思路时,可以像华佗那样“怀旧”,然后“类比-模仿”,由此找到思路。
(2)在不便正面研究时,可以像王戎识李那样去“反证”——如同53中王子乾同学如何寻找卓尔哥哥那样(用反证法——排除水,来证明有水的作用)。
(3)另外,解决问题时,可以像施发那样“画漫画”,建构简单的图形模型;或像王惟一那样“做针灸铜人”,建构立体事物模型,帮助我们方便地解决问题。
经过一个多月的“备课、磨课、上课、细化、提升”之后,最终形成了上课稿。下面我和大家交流一下这堂课的课堂实施过程:
二、课堂实施
(一)整:视频古代行军打仗,背着月光走“明水暗道”引入本节课的课题。
让学生讨论原因,讨论未果(只是知道与光有关)——蔡加尼克驱动力(心理学效应)——引入本课:要研究光。
(二)分
分一:光的传播
1、光源
研究光——给出光源定义——几张图片(各种光源、月亮)——排除月亮
2.光沿直线传播的条件
光源发出的光向外传播——几张光传播图片(固、液、气、真空)——光在固液气真空等透明物质(介质)沿直线传播
教师设问:光一定沿直线传播吗?引起学生思考
在研究之前先听个故事——中国古代智慧故事连环画(贾诩料敌制胜故事)——启发我们(条件变了——事物就要随之变化——变化是常态——要敢于大胆面对——同时在变化中发现隐藏的有用的信息)。
此处是让学生明白“当某些条件改变时,事物往往也会发生改变”的道理。
变化1(变为介质不均匀)——猜猜(是否现象要变?)——教师(海波实验)——发现(光线弯曲)——说明(不均匀——不沿直线)——可见(光如同事物一样,也随条件变化而变化)
变化2(变为不同介质)——猜猜(是否现象也要变?)——实验(学生用激光笔入射到玻璃砖中)——发现(光线弯折)——说明(不同介质——不沿直线)可见(再次说明条件变化——结果变化
利用王戎识李-“反证法”,通过变化“反证”出(课件引领逆向过程)直线传播条件——同种、均匀——进化——光沿直线传播的条件(光在同种、均匀介质中沿直线传播规律)。
如何简洁描述这种传播?——方法:施发故事(脉象图:简图模型法)——类比操作——建构模型(光线)(可用欧费斯托选择)——后面我们就可以用这一简洁形象的模型去研究光。
反馈练习1(实验反馈:用激光笔、酒精灯证明直线传播的均匀条件)。
总结方法:贾诩思想-问题-变化1-变化2-具体方法-获得知识
分二:光的反射
变化3:在同种均匀介质中加入一个“面”(光照射不透明镜片看看)
按照贾诩思想——肯定有所不同了——出示课题《光的反射》——用反射解决汇丰银行采光问题——太大——方法:王惟一故事(针灸铜人:立体模型法)——变为纸盒模型研究(普通手电、平面镜、带底窗纸盒)——运用反射解决(将手电光引入纸盒底部)——展示(公地悲剧)——说明反射有规律——引出研究课题。
科学问题(研究反射规律)——直接研究光的“反弹”不好研究——方法:华佗故事(流水不腐)——启发(怀旧-类比-模仿法:找日常相似的事物)
怎么找?抓住关键词“反弹”——研究日常生活中的其他“反弹”——球——视频(乒乓球、台球、篮球都能反弹)——研究:(学生分组——乒乓球反弹传球的表演)——结论:反弹前后轨迹“对称”(蝴蝶图案暗示)——“轴”对称——轴在哪?——引入看不见的“轴”(反弹前后中间的位置且垂直于面)——结论:反弹轨迹是轴对称——由此猜想光的“反弹”(光的反射)——可能也是轴对称——尝试建构模型:施发[学生画光路图——展示几组(公地悲剧)——并列比较——缺点列举——最优化:三线图]——建构其他概念(入射角、反射角)——形成完整模型(反射图示)——运用模型演绎推理——建构假说3条(欧费斯托选择:三线共面、两线分居、两角相等)——引出实验检验问题。
由3条假说——对应转换成表格设计——出示器材(圆盘反射仪)——课件(显示圆盘入射一条光线)——问题解决(应该如何操作——才能填写表格各列)——小组合作讨论——汇报(分别为:看面上是否有反射光-该光线同侧异侧-记录两角——3次实验)——共识(步骤)。
进行实验(分工-合作)——各组将第一次实验表格粘贴到老师的空白表格中(公地悲剧)——教师展示——分别纵向归纳分析——分别得出3条结论——验证3条猜想。
变化4:同一平面变成不同平面
教师帕金森(对三线共面怀疑——万一其他面上有反射光:课件说明意思)——贾诩变化(变面——后折)——其他面反射光消失(证明教师帕金森看法错误)——同时王戎“反证”出(反射光只能在同一平面上)——由此得出结论(反射定律)。
反馈练习2
总结方法(贾诩思想引领。简单研究,找王惟一:立体模型法;没有思路时,找华佗:怀旧-类比-模仿法;不便研究时,继续找王戎:反证法)。
变化5:变一条光为多条平行光
一条光变多条平行光——猜猜(画一画)——镜面反射模型——教师演示实验——镜面反射
变化6:平整光滑表面变粗糙表面——猜猜(画一画)——漫反射模型——教师演示实验——漫反射。
并列比较课件(从模型:多条平行光——到实际情况:阳光等)——看到物体不同样子的原因。
——反馈练习3
蔡加尼克之重续前缘——开头未果问题(明水暗道)——学生解释:(设置路径依赖、留白-配套、欧费斯托选择——引领学生解决)——能否解释暗水明道(留作课后)
(三)合
本节课我们在贾诩的思想的引领下,不断变化条件,发现新的现象,然后借鉴古人研究类似问题的方法解释新的现象从而获得新知识。
不仅在学习中要有变的思想,在平时的生活和学习中同学们也要学会运用科学的方法来应对问题,只有这样才能做到随机应变!
(四)补
终极变
再变一下试试——变化(垂直入射)——猜猜——三线重合——变化(逆向)——猜猜(画)——光路可逆——进一步说明变化的无处不在。
实际问题(雷雨天,先看到闪电后听到雷声)——科学问题(光跑的快慢问题)——猜想(快)——结论(光速)——古老的光(看到过去——你——太阳——仙女座星系……反向——远古世界……一切尽在“变化”之中!)——甚至(宇宙第一缕光)。
(五)测
目标检测题——讨论潜望镜