作者：刘亚南 赖建青 | 字数：5868 | 阅读：

［摘要］基于初中物理学科特点，STEM课程理念和物理核心素养的要求，组织物理课堂不仅要关注学生的课堂参与、基础知识的落实，还要关注学生科学思维能力、创新能力、实践操作能力以及科学态度和探究精神，这与STEM全面发展学生理念不谋而合。在初中物理《光的折射》教学中，将STEM模式与物理学科核心素养相结合，形成以“光的折射”项目式为例的实践创新设计。

［关键词］初中物理；光的折射；STEM课程理念；核心素养；学科思维

新课程发展学生的核心素养是对党的教育方针的具体化和细化的体现，其提出学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品质和关键能力。在教学实践过程中，如何将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，是具有一定难度的。在教学实践过程中，笔者尝试融合STEM教育理念，重点关注学生的综合思维状况，提高学生的创新、逻辑思维能力等，锻炼科学、技术、工程、数学的跨学科思维和应用能力，促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究。

本文以人教版初中物理八年级上册《光的折射》为例，对融合核心素养和STEM课程理念的初中物理教学设计进行初步探讨。

一、对“物理学科核心素养”和“STEM理念”在物理教学中的认识

物理素养可专注物理生活化实验，在尊重客观规律的同时，以学生的真实感受为基础，让真实的物理实验结合生活化的物品，运用到实践中。比如《光的折射》中，光线斜射到不同介质的界面时，光不再沿直线传播，会发生偏折，那由此引发的“潭清疑水浅”“鱼叉叉鱼”等活动就可以直接来进行项目式实验。既能呈现出物理实验生活化的真实可靠，又能展示物理现象的客观存在，突出物理素养在物理实验生活化教学中的核心素养地位。

二、单元学习主题指导思想与理论依据

本节课的内容是初中光学在学习了光的直线传播、光的反射、平面镜成像之后，光学在生活中的另一种应用和解决问题的方法。笔者在设计本单元时，围绕着物理是有趣的、物理是有用的设计了三个侧重点：1.教学设计尽量使光学知识难点可视化；2.同学们能利用学习的光学知识解释生活中的现象；3.新光学知识的学习，能让同学们解决生活中的一些问题，并随着学习的深入不断革新解决问题的方法，深化物理是有用的意识。

三、教学设计

（一）教学背景分析

课程标准对本单元的要求是：

1.通过实验，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射现象及其特点。

2.通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。

3.通过实验，了解白光的组成和不同色光混合的现象。

课程标准的要求都是通过实验探究、经历实验过程获得新的知识。第四章大单元的学习，除了让学生经历实验探究过程，明确实验探究过程和要求，完成教学内容以外，更多的是让学生保持对物理的兴趣、对科学的热爱。通过对生活实例的分析和不断地解决生活中的问题，培养同学们的创新意识，端正对科学的态度。

（二）教学内容分析

光现象是我们生活的重要组成部分，也是我们学习、生活、工作必不可少的因素。光的折射是生活中常见的光学现象，特别是有前面光学的学习，同学们有了一定的光学基础，在学习折射的过程中，侧重于区分折射不同之处——介质的不均匀引发学生和之前学习的矛盾点，来对比光的折射现象和特点。本节课更侧重于解决生活中的问题和解释生活中的现象，所以本节课的重点定为：通过探究实验，了解光的折射特点。学生难以理解的是抽象的折射现象在生活中的应用。如何把知识可视化，让学生直观地看到，是在实验中不断需要考虑的，也是给学生实验后的留白和创造部分。

（三）教学目标分析

基础性目标：

1.了解到折射的概念，知道生活中折射现象；

2.能经历科学探究实验过程，了解光的折射现象及其特点。

拓展性目标：

1.能利用所学知识解释生活折射的现象；

2.能完成光从空气进入水中的实验探究过程，为了得出普遍规律能进行多组实验。

挑战性目标：

1.能发现实验不足，改进自己的实验装置；

2.从可视化的角度思考光学知识难点；

3.通过本节课经历探究实验过程端正科学态度，培养科学精神，能进一步保持对科学的热情；

4.通过案例分析，能唤起学生注意游泳安全，珍惜生命、敬畏生命意识；

5.在生活中抱着解决问题的态度，提升解决问题能力和社会责任感。

（四）目标实现路径分析

1.光的折射概念的引入

以“小明和爷爷”的故事引入，让同学们体验“叉鱼”过程，带着要解决的问题走进今天的课堂。因为前面同学们学习了光的直线传播和光的反射，有一定的光学基础，从旧知识进入，教师演示光从空气斜射入水中的折射现象，画出光路图，让学生上来标出入射角和折射角。学生观察偏折的彩虹条纹、偏折的筷子，从偏折引出不均匀介质中的折射，从而引出折射的概念。

2.探究光的折射特点

通过折射几要素和反射现象的对比，启发学生猜想：光的折射有什么特点呢？通过学生合理设计实验来探究光的折射特点，更进一步看到折射现象，了解光的折射特点。实验过程中，让学生把实验过程中的入射光线和折射光线画在准备好的纸质量角器上，让实验光线有所记录，更加可视化分析特点。学生总结，通过提问引发进一步的问题：（1）大家为什么要做多组实验？（2）光从空气斜射入水中发生偏折，如果垂直入射呢？（3）只探究了光从空气斜射入水中的折射情况，能得出普遍规律吗？再利用自制教具和学生一起探究光从空气斜射入玻璃中的折射情况，把光线标记在自制教具上，实现可视化，并补充光的折射另外几个特点后，小结通过实验探究得到的光的折射特点。

3.光的折射在生活中的应用

通过实验得出光的折射特点后，再进一步发问：我们能利用光的折射现象和特点解决生活中的什么问题呢？

（1）模拟“叉鱼”过程

通过让学生分组实验，体验“叉鱼”的乐趣和叉不到鱼的过程。学生分组体验后，让一组同学上前演示“叉鱼”，此处可借助多媒体直播。再从光的折射特点和光路可逆的角度解释叉不到鱼的原因。

我们通过自己的学习，为以捕鱼为生的小明和爷爷解决了大问题，提升学生的社会责任心和个人成就感。

（2）学习了光的折射知识除了解决问题以外，光的折射还为我们游泳安全保驾护航，通过学生解读漫画，更容易理解和接受。

此处为学生进行简单的安全教育，引导学生到有救援的正规游泳池游泳，并珍爱只有一次的生命。

4.小结

本节课学习的内容，深化物理带给我们的乐趣是无穷无尽的，更加认识到物理是有趣的，更是有用的。

5.作业

（1）了解海市蜃楼形成的原因

光的折射不仅为我们解决了生活中的问题，也为我们造就了自然界叹为观止的海市蜃楼。播放珠海海市蜃楼视频，引发同学们思考：海市蜃楼一般出现在哪些地方以及形成的原因，引发出认知矛盾，同种介质不是均匀的吗？留白给学生作为课后作业。

（2）制作彩虹，展示自己拍摄的彩虹照片，激发起学生的学习欲望，利用课后时间自己动手制作彩虹。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部．义务教育物理课程标准（2011年版）[S]．北京：北京师范大学出版社，2012：1．

[2]梁喆．融合物理素养与STEAM模式的项目式——以初中物理《光的折射》为例[J].理科考试研究·物理版，2020（02）：48-50.

[3]赵斌．STEM 教育与初中物理教学融合探究[J].学周刊|教学研究，2022（05）：41-42.

[4]谭庆仁，周小奋.用绿激光及加湿器自制光折射教具[J].物理教学探讨，2013（04）：58.