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。這節內容蘊藏著豐富的美育素材，在物理教學中滲透美學元素，不僅能促進物理知識規律的理解，而且能提升學生的審美素養，陶冶美的情操，豐富想象力，激發創造力，獲得以美育人、啟智潤心的教學效果。

本課例旨在運用豐富的美育手段，以四條主線索引導學生觀察生活中的折射現象，根據現象進行質疑和探索，并將折射定律應用于生活實踐，實現發現美、感悟美、創造美的教學過程，在很好說明了物理與生活息息相關的同時，也達到了五育融合、學科育人的教學目的。

教學目標

美育內涵豐富、形式多樣，物理學科兼具科學性、人文性和藝術性，因此結合學科特點可將物理之美分為藝術美、科學美和人文美三個一級指標和七個二級指標。結合物理教材分析、課程標準分析和學習者分析，將知識素養目標與美育指標關聯，從兩方面對教材知識和課標要求與美育指標進行重構，設計《光的折射》教學目標，如下頁表所示。

教學設計創新

（一）更新教育理念，構建美育教學模式

美育心理學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節。教學過程中，教師通過視頻、圖片、實驗等方式喚醒學生探尋美的欲望，讓學生發現生活中無處不在的物理現象之美；再以理論探究、實驗探究等方式引導學生理解科學本質，實現審美延伸，體驗感悟物理內容結構之美；最后通過實踐應用進行知識遷移，培養學生創新能力和審美情趣，實現創造美。

（二）緊扣教學目標，創設融合教學主線

課堂圍繞教學目標設計和整合四條教學線索：物理學史啟智線、科學規律探究線、美育潤心線和思維發展線，層層遞進并利用物理學史引導學生經歷科學探究過程，體會科學家精神，經歷猜想、假設、循證、推理、論證等過程，促進深度學習，讓學生充分參與到教學活動中，具身能力與思維能力同步發展。

（三）注重學科融合，開發美育教學資源

將跨學科資源融入物理教學，充分開發利于培養學生審美意識的美育資源。如從古詩詞中體會折射現象，在體驗物理美的同時弘揚中華優秀傳統文化；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別；從數學角度讓學生經歷數據處理探究的失敗、反思和改進；從歷史視角引導學生體會科學家精神等，以實現學科審美育人的教學目標。

教學實施

（一）提出問題，以趣導美

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的古詩引入折射現象。

2.引導學生思考。彩虹是一種自然現象，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？學生在初中已經了解這些現象，這個環節教師主要是通過問題激起學生對美的體驗。

3.引導學生感受美。通過展示生活中的折射現象，激發學生對美的興趣與熱愛，思考這些現象背后的科學本質。

（二）探索真知，以真求美

1.情境設置。用實驗演示“坐井觀天”現象，讓學生仔細觀察前后的變化。

2.引導學生思考。如何讓“井底之蛙”的視野變大？什么是光的折射現象？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。在這個過程中引導學生得出光的折射概念，并引導學生猜想折射光線的偏轉程度可能與哪些因素有關。

3.實驗探究。讓學生四人一組觀察折射現象，每個小組提供實驗器材，指導學生完成以下實驗內容：（1）同一種介質中，改變入射光的角度，觀察折射光角度的變化（入射角30度以內）；（2）保持光以相同的入射角分別從空氣射入水和色拉油，比較折射角的大小；（3）在此基礎上，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系。

4.理論探究。參考電場強度概念的研究方法，應用類比思維探討光的折射定律。學生可以嘗試用某兩個量的比值表示介質對光偏折本領的大小，然后觀察自己的實驗數據。學生用類比的科學方法進行理論探究，可以體會方法之美，感悟思想方法的統一美。

5.回顧物理學史。公元2世紀，托勒密曾在《光學》5卷中記載他的實驗結果：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.帶領學生探求美。基于學生已有知識分析折射現象，指導他們進行科學探究，經歷探究美的過程，同時培養他們的科學探究能力和動手操作能力，領略物理規律的簡潔美和形式美。

（三）學以致用，以用展美

1.合作實踐。帶領學生繪制光路，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。引導學生應用所學知識進一步分析海市蜃樓、沙漠蜃景、落日位置偏差等有關折射的現象，引導學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容的結構體系。

3.升華美。從生活走向物理、從物理走向社會，培養學生投身科學事業的信心和決心。同時發掘物理知識應用的創造美。通過學以致用，注重“美感驅動—思維深化—精神內化”的螺旋上升，彰顯科技智慧與人文美學的融合共生。

整個課堂教學將自然現象、文學藝術與科學探究精神進行了審美融合，以中華優秀傳統文化激發興趣，以培養批判性思維等高階思維奠基，以科學家精神貫穿課堂引領鑄魂，讓學生經歷“觀察現象—質疑猜想—實驗探究—推理論證—批判反思—實驗再驗證”的完整科學探究鏈，強化實證思維、批判性思維和歸納論證能力，讓學科實踐與審美情趣深度融合，深化對科學家精神內涵的理解與感悟。

（汪明 作者單位系江蘇省教育科學研究院）

《人民教育》2025年第15-16期