美育浸润与学科育人的课堂实践——以《光的折射》教学为例

选题背景

《光的折射》是人教版高中《物理》选择性必修一第四章的第一节。这节内容蕴藏着丰富的美育素材，在物理教学中渗透美学元素，不仅能促进物理知识规律的理解，而且能提升学生的审美素养，陶冶美的情操，丰富想象力，激发创造力，获得以美育人、启智润心的教学效果。

本课例旨在运用丰富的美育手段，以四条主线索引导学生观察生活中的折射现象，根据现象进行质疑和探索，并将折射定律应用于生活实践，实现发现美、感悟美、创造美的教学过程，在很好说明了物理与生活息息相关的同时，也达到了五育融合、学科育人的教学目的。

教学目标

美育内涵丰富、形式多样，物理学科兼具科学性、人文性和艺术性，因此结合学科特点可将物理之美分为艺术美、科学美和人文美三个一级指标和七个二级指标。结合物理教材分析、课程标准分析和学习者分析，将知识素养目标与美育指标关联，从两方面对教材知识和课标要求与美育指标进行重构，设计《光的折射》教学目标，如下页表所示。

教学设计创新

（一）更新教育理念，构建美育教学模式

美育心理学将美育课堂分为审美视点、审美视点延伸和审美效果检验三个环节。教学过程中，教师通过视频、图片、实验等方式唤醒学生探寻美的欲望，让学生发现生活中无处不在的物理现象之美；再以理论探究、实验探究等方式引导学生理解科学本质，实现审美延伸，体验感悟物理内容结构之美；最后通过实践应用进行知识迁移，培养学生创新能力和审美情趣，实现创造美。

（二）紧扣教学目标，创设融合教学主线

课堂围绕教学目标设计和整合四条教学线索：物理学史启智线、科学规律探究线、美育润心线和思维发展线，层层递进并利用物理学史引导学生经历科学探究过程，体会科学家精神，经历猜想、假设、循证、推理、论证等过程，促进深度学习，让学生充分参与到教学活动中，具身能力与思维能力同步发展。

（三）注重学科融合，开发美育教学资源

将跨学科资源融入物理教学，充分开发利于培养学生审美意识的美育资源。如从古诗词中体会折射现象，在体验物理美的同时弘扬中华优秀传统文化；将成语“坐井观天”搬到教室，以“青蛙”视角比较枯井和水井所观察到天空范围的区别；从数学角度让学生经历数据处理探究的失败、反思和改进；从历史视角引导学生体会科学家精神等，以实现学科审美育人的教学目标。

教学实施

（一）提出问题，以趣导美

1.情境引入。用雨后的彩虹、水杯中铅笔被“折断”的图片以及两首与折射相关的古诗引入折射现象。

2.引导学生思考。彩虹是一种自然现象，为什么太阳光会“变”成七种颜色？生活中我们还能观察到放在水杯中的筷子貌似被“折断”了，这又是什么原因造成的？为什么古诗词中，诗人都觉得池塘的水看上去比较浅？学生在初中已经了解这些现象，这个环节教师主要是通过问题激起学生对美的体验。

3.引导学生感受美。通过展示生活中的折射现象，激发学生对美的兴趣与热爱，思考这些现象背后的科学本质。

（二）探索真知，以真求美

1.情境设置。用实验演示“坐井观天”现象，让学生仔细观察前后的变化。

2.引导学生思考。如何让“井底之蛙”的视野变大？什么是光的折射现象？请作出枯井与水井光路对比图，分析视野范围可能与哪些因素有关。在这个过程中引导学生得出光的折射概念，并引导学生猜想折射光线的偏转程度可能与哪些因素有关。

3.实验探究。让学生四人一组观察折射现象，每个小组提供实验器材，指导学生完成以下实验内容：（1）同一种介质中，改变入射光的角度，观察折射光角度的变化（入射角30度以内）；（2）保持光以相同的入射角分别从空气射入水和色拉油，比较折射角的大小；（3）在此基础上，增大入射角再次实验，尝试得出折射角与入射角之间的定量关系。

4.理论探究。参考电场强度概念的研究方法，应用类比思维探讨光的折射定律。学生可以尝试用某两个量的比值表示介质对光偏折本领的大小，然后观察自己的实验数据。学生用类比的科学方法进行理论探究，可以体会方法之美，感悟思想方法的统一美。

5.回顾物理学史。公元2世纪，托勒密曾在《光学》5卷中记载他的实验结果：折射角与入射角成正比。1621年斯涅耳利用玻璃圆柱折射实验得到折射定律，1661年费马提供了严格准确的证明。

6.带领学生探求美。基于学生已有知识分析折射现象，指导他们进行科学探究，经历探究美的过程，同时培养他们的科学探究能力和动手操作能力，领略物理规律的简洁美和形式美。

（三）学以致用，以用展美

1.合作实践。带领学生绘制光路，从“光的折射”角度分析彩虹的形成、筷子折断、池水视深等问题。

2.拓展延伸。引导学生应用所学知识进一步分析海市蜃楼、沙漠蜃景、落日位置偏差等有关折射的现象，引导学生课后查阅资料并思考光究竟是什么，不断深化和完善知识内容的结构体系。

3.升华美。从生活走向物理、从物理走向社会，培养学生投身科学事业的信心和决心。同时发掘物理知识应用的创造美。通过学以致用，注重“美感驱动—思维深化—精神内化”的螺旋上升，彰显科技智慧与人文美学的融合共生。

整个课堂教学将自然现象、文学艺术与科学探究精神进行了审美融合，以中华优秀传统文化激发兴趣，以培养批判性思维等高阶思维奠基，以科学家精神贯穿课堂引领铸魂，让学生经历“观察现象—质疑猜想—实验探究—推理论证—批判反思—实验再验证”的完整科学探究链，强化实证思维、批判性思维和归纳论证能力，让学科实践与审美情趣深度融合，深化对科学家精神内涵的理解与感悟。

（汪明 作者单位系江苏省教育科学研究院）

《人民教育》2025年第15-16期