選題背景

《光的折射》是人教版高中《物理》選擇性必修一第四章的第一節(jié)。這節(jié)內(nèi)容蘊藏著豐富的美育素材，在物理教學(xué)中滲透美學(xué)元素，不僅能促進物理知識規(guī)律的理解，而且能提升學(xué)生的審美素養(yǎng)，陶冶美的情操，豐富想象力，激發(fā)創(chuàng)造力，獲得以美育人、啟智潤心的教學(xué)效果。

本課例旨在運用豐富的美育手段，以四條主線索引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的折射現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象進行質(zhì)疑和探索，并將折射定律應(yīng)用于生活實踐，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)美、感悟美、創(chuàng)造美的教學(xué)過程，在很好說明了物理與生活息息相關(guān)的同時，也達到了五育融合、學(xué)科育人的教學(xué)目的。

教學(xué)目標(biāo)

美育內(nèi)涵豐富、形式多樣，物理學(xué)科兼具科學(xué)性、人文性和藝術(shù)性，因此結(jié)合學(xué)科特點可將物理之美分為藝術(shù)美、科學(xué)美和人文美三個一級指標(biāo)和七個二級指標(biāo)。結(jié)合物理教材分析、課程標(biāo)準分析和學(xué)習(xí)者分析，將知識素養(yǎng)目標(biāo)與美育指標(biāo)關(guān)聯(lián)，從兩方面對教材知識和課標(biāo)要求與美育指標(biāo)進行重構(gòu)，設(shè)計《光的折射》教學(xué)目標(biāo)，如下頁表所示。

教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新

（一）更新教育理念，構(gòu)建美育教學(xué)模式

美育心理學(xué)將美育課堂分為審美視點、審美視點延伸和審美效果檢驗三個環(huán)節(jié)。教學(xué)過程中，教師通過視頻、圖片、實驗等方式喚醒學(xué)生探尋美的欲望，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中無處不在的物理現(xiàn)象之美；再以理論探究、實驗探究等方式引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，實現(xiàn)審美延伸，體驗感悟物理內(nèi)容結(jié)構(gòu)之美；最后通過實踐應(yīng)用進行知識遷移，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和審美情趣，實現(xiàn)創(chuàng)造美。

（二）緊扣教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)融合教學(xué)主線

課堂圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計和整合四條教學(xué)線索：物理學(xué)史啟智線、科學(xué)規(guī)律探究線、美育潤心線和思維發(fā)展線，層層遞進并利用物理學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體會科學(xué)家精神，經(jīng)歷猜想、假設(shè)、循證、推理、論證等過程，促進深度學(xué)習(xí)，讓學(xué)生充分參與到教學(xué)活動中，具身能力與思維能力同步發(fā)展。

（三）注重學(xué)科融合，開發(fā)美育教學(xué)資源

將跨學(xué)科資源融入物理教學(xué)，充分開發(fā)利于培養(yǎng)學(xué)生審美意識的美育資源。如從古詩詞中體會折射現(xiàn)象，在體驗物理美的同時弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化；將成語“坐井觀天”搬到教室，以“青蛙”視角比較枯井和水井所觀察到天空范圍的區(qū)別；從數(shù)學(xué)角度讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)處理探究的失敗、反思和改進；從歷史視角引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家精神等，以實現(xiàn)學(xué)科審美育人的教學(xué)目標(biāo)。

教學(xué)實施

（一）提出問題，以趣導(dǎo)美

1.情境引入。用雨后的彩虹、水杯中鉛筆被“折斷”的圖片以及兩首與折射相關(guān)的古詩引入折射現(xiàn)象。

2.引導(dǎo)學(xué)生思考。彩虹是一種自然現(xiàn)象，為什么太陽光會“變”成七種顏色？生活中我們還能觀察到放在水杯中的筷子貌似被“折斷”了，這又是什么原因造成的？為什么古詩詞中，詩人都覺得池塘的水看上去比較淺？學(xué)生在初中已經(jīng)了解這些現(xiàn)象，這個環(huán)節(jié)教師主要是通過問題激起學(xué)生對美的體驗。

3.引導(dǎo)學(xué)生感受美。通過展示生活中的折射現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對美的興趣與熱愛，思考這些現(xiàn)象背后的科學(xué)本質(zhì)。

（二）探索真知，以真求美

1.情境設(shè)置。用實驗演示“坐井觀天”現(xiàn)象，讓學(xué)生仔細觀察前后的變化。

2.引導(dǎo)學(xué)生思考。如何讓“井底之蛙”的視野變大？什么是光的折射現(xiàn)象？請作出枯井與水井光路對比圖，分析視野范圍可能與哪些因素有關(guān)。在這個過程中引導(dǎo)學(xué)生得出光的折射概念，并引導(dǎo)學(xué)生猜想折射光線的偏轉(zhuǎn)程度可能與哪些因素有關(guān)。

3.實驗探究。讓學(xué)生四人一組觀察折射現(xiàn)象，每個小組提供實驗器材，指導(dǎo)學(xué)生完成以下實驗內(nèi)容：（1）同一種介質(zhì)中，改變?nèi)肷涔獾慕嵌?，觀察折射光角度的變化（入射角30度以內(nèi)）；（2）保持光以相同的入射角分別從空氣射入水和色拉油，比較折射角的大??；（3）在此基礎(chǔ)上，增大入射角再次實驗，嘗試得出折射角與入射角之間的定量關(guān)系。

4.理論探究。參考電場強度概念的研究方法，應(yīng)用類比思維探討光的折射定律。學(xué)生可以嘗試用某兩個量的比值表示介質(zhì)對光偏折本領(lǐng)的大小，然后觀察自己的實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生用類比的科學(xué)方法進行理論探究，可以體會方法之美，感悟思想方法的統(tǒng)一美。

5.回顧物理學(xué)史。公元2世紀，托勒密曾在《光學(xué)》5卷中記載他的實驗結(jié)果：折射角與入射角成正比。1621年斯涅耳利用玻璃圓柱折射實驗得到折射定律，1661年費馬提供了嚴格準確的證明。

6.帶領(lǐng)學(xué)生探求美。基于學(xué)生已有知識分析折射現(xiàn)象，指導(dǎo)他們進行科學(xué)探究，經(jīng)歷探究美的過程，同時培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和動手操作能力，領(lǐng)略物理規(guī)律的簡潔美和形式美。

（三）學(xué)以致用，以用展美

1.合作實踐。帶領(lǐng)學(xué)生繪制光路，從“光的折射”角度分析彩虹的形成、筷子折斷、池水視深等問題。

2.拓展延伸。引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進一步分析海市蜃樓、沙漠蜃景、落日位置偏差等有關(guān)折射的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生課后查閱資料并思考光究竟是什么，不斷深化和完善知識內(nèi)容的結(jié)構(gòu)體系。

3.升華美。從生活走向物理、從物理走向社會，培養(yǎng)學(xué)生投身科學(xué)事業(yè)的信心和決心。同時發(fā)掘物理知識應(yīng)用的創(chuàng)造美。通過學(xué)以致用，注重“美感驅(qū)動—思維深化—精神內(nèi)化”的螺旋上升，彰顯科技智慧與人文美學(xué)的融合共生。

整個課堂教學(xué)將自然現(xiàn)象、文學(xué)藝術(shù)與科學(xué)探究精神進行了審美融合，以中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化激發(fā)興趣，以培養(yǎng)批判性思維等高階思維奠基，以科學(xué)家精神貫穿課堂引領(lǐng)鑄魂，讓學(xué)生經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象—質(zhì)疑猜想—實驗探究—推理論證—批判反思—實驗再驗證”的完整科學(xué)探究鏈，強化實證思維、批判性思維和歸納論證能力，讓學(xué)科實踐與審美情趣深度融合，深化對科學(xué)家精神內(nèi)涵的理解與感悟。

（汪明 作者單位系江蘇省教育科學(xué)研究院）

《人民教育》2025年第15-16期