在基礎教育中落實科普教育 增強物理課堂的時代性

馮爽

【摘 要】我國的基礎教育課程改革已走過十年歷程，這場意義深遠的改革引發人們從不同的視角闡釋科學的外延與內涵、教育功能以及教師成長等。為順應時代發展要求，科學普及必須走向全民。在基礎教育中落實科普教育意義重大，因此提升教師在課堂中滲透科普教育的理念極為重要，應讓物理課堂體現時代性。本文以“光的偏振”內容為例進行具體分析，以期給讀者以啟發。

【關鍵詞】教師 科普 光的偏振[HK][HJ1。9mm]

物理教育必須“為了每一位學生的發展”，提升教師在課堂中滲透科普教育的理念極為重要。今天所教的物理內容應與十年前所教的物理內容有所不同。雖然核心知識是相同的，但應精選生活中的物理應用相關題材，通過生活中的實例，向學生展現物理知識的廣泛應用；也可以融合化學、生物等相關學科的熱點問題，使學生的視野有所拓展，并對跨學科的應用有所了解，滲透科普教育的理念，提升學生的科學素養。

一、提升教師在課堂中滲透科普教育的理念

1在課堂中滲透科普教育涉及很多物理知識的綜合應用，對教師物理知識的要求較高。要很好地實現在課堂中滲透科普教育，物理教師對物理知識把握的準確性及深度都需要進一步加強。光的偏振教學內容難度較大，且光的偏振現象在現實生活中難以直接觀察，是教師公認的一個教學疑難問題。自然光的特性、偏振光的概念、自然光與偏振光的區別、大腦根據雙眼視差形成立體圖像的原理、3D偏振電影的原理等一系列知識都需要教師進一步清晰化。

2教師應加強將教材中的物理知識與現代生活、社會現象相聯系的意識。教師教學時所舉實例多為數年前甚至數十年前常見的物理現象，現在的學生很難體驗到，所舉實例與當代生活脫節，不能很好地體現物理學與現代生活、社會以及科技發展之間的緊密聯系。例如，3D偏振電影于近幾年興起并受到人們喜愛，它的原理就是光的偏振特性。在課堂中，應使學生認識到雖然所學的物理知識是經過千錘百煉的經典物理知識，但是現代科技的飛速發展仍然依賴于這些知識，避免學生認為物理學是陳舊傳統的學科，激發學生對物理的學習興趣，從而提升教師的教學效果。

3教師應加強運用物理知識解釋相關生活現象的能力?，F代社會科技發展日新月異，教學內容也應該隨著科技進步有所改變，這樣才能使學生適應飛速發展的社會。身邊的有關物理現象雖然能引起教師和學生的興趣，但由于教師應用物理知識解釋生活實際的能力有所欠缺，對其原理一知半解，使得一些優秀的教學素材不能進入課堂。3D偏振電影是學生很感興趣的生活實例，但大部分教師對3D偏振電影的基本原理了解不夠，因此教師應加強運用物理知識解釋相關生活現象的能力，提升物理課堂的時代性和實踐性。

二、在課堂中融入科普教育的教學案例

1情境引入，提出問題。感受3D偏振電影的魅力，對比不戴眼鏡與戴眼鏡觀看3D偏振電影的感受，引出問題——為什么看3D偏振電影需要戴眼鏡？

2引出所學知識——和光的偏振性質有關。用電磁理論來解釋光是什么，分析自然光的特性，對比自然光、線偏振光、部分偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光的特性。

3猜想假設。聯想拿扁擔過城門、繩子的機械波穿過擋板狹縫等生活情境，得到結論：當狹縫方向與振動方向相同時，可以通過狹縫；當狹縫方向與振動方向垂直時，不能通過狹縫。

4實驗探究。介紹偏振片的原理。使用1個偏振片觀察自然光；再使用2個偏振片，并旋轉其中一個觀察自然光。通過這個探究性實驗，使學生體會偏振片的工作原理和使用方法。

5再次設疑——3D偏振電影的原理是什么？讓學生分別用兩只眼睛觀看同一物體，體驗雙眼看到不同的圖像，理解大腦產生立體圖像的原理。理解光的偏振特性如何應用于3D偏振電影，提升學生利用物理知識解釋生活實際的能力。

6實驗驗證。佩戴眼鏡雙眼和單眼對比觀看3D偏振電影。

7滲透STS思想。3D偏振電影在20世紀50年代初已經產生，但近幾年才真正走向大眾，體會科學通過技術改變人們的生活品質。

8拓展應用。介紹光的偏振特性在生活中的其他應用，進一步加深學生對光的偏振特性的理解。

三、案例分析

這節課很好地滲透了在課堂中進行科普教育的理念，以下三個方面值得借鑒。

1創設與生活相關的物理情境激發興趣

“興趣是人類最好的老師”，只有充分喚起學生的學習熱情和積極性，才能起到好的效果。因此，教學過程創設了三個教學情境：一是共同體驗3D偏振電影的魅力，引出本節內容，激發學生強烈的求知欲和學習興趣。二是聯想拿扁擔進城門、繩子振動形成機械波穿過擋板等情境，使學生將抽象的光現象具體化思考，得到結論：當狹縫方向與振動方向相同時，波可以通過狹縫； 當狹縫方向與振動方向垂直時，波不能通過狹縫。讓學生體會類比法、將抽象的情境具體化等方法在物理學習中的重要作用。機械波的偏振現象和光的偏振現象的對比，符合由具體到抽象、由表及里的思維特點，合理地搭建了學習的平臺。三是通過生活中其他光的偏振現象的介紹，幫助學生豐富學習資源，提升物理課堂的時代性和實踐性。

2深入分析知識，體驗并解決學生學習障礙

光在垂直于傳播方向的平面上只沿著某一特定的方向振動，這種光叫作偏振光。對于這個概念，學生接受的最大障礙是把握不清什么是“傳播方向”，什么是“垂直于傳播方向的平面”，教師普遍反映這是教學難點。本案例中，教師設計實驗，讓學生現場觀察手電筒光線的傳播方向，如圖，學生可以準確分辨出光的傳播方向是AB，而垂直于傳播方向的平面是如圖陰影平面，并進一步畫出示意圖深入分析光在振動面上振動的情況，使學生明晰這一概念，突破難點。學生理解光在振動面上振動的情況之后，也就能夠進一步分辨自然光、線偏振光、部分偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光這五種光的特性了。[KH-*1D]

在講解3D偏振電影如何產生立體效果時，首先應使學生感受大腦是如何產生立體圖像的原理。首先使學生分別用一只眼睛觀看同一物體，體驗對于同一物體雙眼因不同位置會看到不同的圖像，感受大腦產生立體圖像的原理。3D偏振電影拍攝時就是模仿人的雙眼，使用雙機進行拍攝，放映時在屏幕上同時產生兩組圖像，人們觀看電影時佩戴眼鏡，兩只鏡片分別與每個放映機前的偏振片透光方向一致，因此兩只眼睛觀看到的圖像不同，使大腦產生立體效果。

3注重學生的親身體驗

學習知識時，只有通過自己的感覺器官去感受事物，自己觀察、分析、思考、體驗才能真正吸收知識。因此，本案例設計了觀察手電筒光線的傳播方向、理解光的振動面的演示實驗和三個體驗活動（佩戴和不戴眼鏡對比觀看3D偏振電影、使用偏振片觀察自然光、雙眼和單眼對比觀看3D偏振電影），其中既有探究性實驗，又有驗證性實驗。將體驗學習貫穿于教學始終，力圖使學生自己感受的信息成為主要的教學資源，成為整個教學活動的中心。

四、結語

教師應加強對物理知識的學習，增強在課堂中滲透科普教育的理念，提升學生的科學素養水平。避免課堂出現兩個極端：要么刻板嚴肅，內容遠離生活，過于專注知識點，而對學生應形成的素養關注不足；要么過分關注趣味性，但內容過于淺顯，與物理知識脫節。