第三章光現(xiàn)象全章教材分析與教法建議

1、教材分析與教法探討第三章 光 現(xiàn) 象 海門市三和中學(xué) 樊勛一、教學(xué)結(jié)構(gòu)的比較以往教材通常以“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 總結(jié)規(guī)律 解釋現(xiàn)象”為主線組織教學(xué)內(nèi)容，著眼于學(xué)科知識(shí)的完整性與系統(tǒng)性，著眼于對(duì)現(xiàn)有規(guī)律的演繹和運(yùn)用上。本教材采用了從生活走向物理，從物理走向社會(huì)的思路。從學(xué)生最常見(jiàn)的光現(xiàn)象入手，引發(fā)問(wèn)題，進(jìn)行探究，結(jié)合探究過(guò)程再介紹探究成果在生活、生產(chǎn)和現(xiàn)代高新技術(shù)中的應(yīng)用。這種處理方法屬于歸納式的，既符合人類對(duì)幾何光學(xué)認(rèn)識(shí)的歷程，也較符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，較易激發(fā)學(xué)生的探究欲望。二、倡導(dǎo)“歸納/發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)風(fēng)格1、中國(guó)學(xué)物理的方法是演繹法，先有許多定理，然后再進(jìn)行推演；美國(guó)是從現(xiàn)象出發(fā)，物理定理是從現(xiàn)象中歸

2、納出來(lái)的，是歸納法。歸納法教學(xué)的特征是：不受已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限，鼓勵(lì)突破和創(chuàng)新；不受現(xiàn)有答案的局限，鼓勵(lì)發(fā)表自己的新見(jiàn)解；不受思維定式的局限，鼓勵(lì)進(jìn)行移植和新的組合思維的直覺(jué)性和跳躍性。楊振寧論中外教育2、演繹法是對(duì)考試有用的辦法，歸納法是做學(xué)問(wèn)的辦法。本書大部分內(nèi)容依歸納法撰寫。即每一種情況或現(xiàn)象給出一些具體例子，在得出結(jié)論前鼓勵(lì)學(xué)生去探究。三、關(guān)于導(dǎo)圖： 以學(xué)生日記的形式，描述了一次春游的經(jīng)歷。通過(guò)學(xué)生在游玩過(guò)程中的觀察，用兒童的語(yǔ)言提出了一系列疑問(wèn)。這些問(wèn)題涉及到光的色彩、平面鏡成像、光的反射和光的直線傳播，涵蓋了本章將要研究的主要內(nèi)容。這樣處理貼近學(xué)生的生活實(shí)際，顯得真實(shí)、自然；另外

3、也能啟發(fā)學(xué)生養(yǎng)成在平時(shí)注意觀察，善于從常見(jiàn)現(xiàn)象中提取研究課題的習(xí)慣。體現(xiàn)了從生活走向物理的課程要求 。四、本章主體框架：略。五、課時(shí)建議：本章每小節(jié)建議使用1課時(shí)。機(jī)動(dòng)兩課時(shí)。六、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：有關(guān)光現(xiàn)象的一系列探究活動(dòng)是本章的重點(diǎn)；紅外線、紫外線的探測(cè)活動(dòng)，平面鏡成像特點(diǎn)的探究活動(dòng)是本章中的難點(diǎn)。 第一節(jié) 光的色彩 顏色教學(xué)目標(biāo)：1、通過(guò)光的色散的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用對(duì)比的研究方法去簡(jiǎn)單了解光的混合與顏料的混合的不同；通過(guò)閱讀確認(rèn)光具有能量。2、激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探求顏色之謎的興趣，使學(xué)生領(lǐng)略色彩世界的繽紛多彩，感受到熱愛(ài)自然

4、、親近自然的美好情感。教材分析：本節(jié)教材主要包含三個(gè)內(nèi)容：（1）、光的色散（白光的組成）；（2）、色光混合與顏料混合的對(duì)比；（3）、光具有能量。除了“光具有能量”這一內(nèi)容由學(xué)生通過(guò)閱讀插圖得出外，其它內(nèi)容都需學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)，自己動(dòng)手操作，動(dòng)腦思考得出教材重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：本節(jié)的重點(diǎn)是光的色散和色光的混合。教學(xué)中應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究活動(dòng)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，概括出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。同時(shí)在活動(dòng)中也應(yīng)讓學(xué)生體會(huì)了解運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究自然現(xiàn)象的基本方法。如何讓學(xué)生成功地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，順利地完成本課的兩個(gè)探究活動(dòng)是本節(jié)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)于光的混合與顏料的混合的不同，教學(xué)時(shí)只要求學(xué)生進(jìn)行顏料混合的嘗試和體驗(yàn)，知道

5、色光的混合與顏料混合的結(jié)果有區(qū)別，不需要學(xué)生知道原理。教學(xué)過(guò)程§ 創(chuàng)設(shè)情境§ 活動(dòng)3.1：分解太陽(yáng)光§ 活動(dòng)3.2：觀察色光的混合§ 活動(dòng)3.2：顏料的混合 § 光具有能量關(guān)于“分解太陽(yáng)光”的活動(dòng)：§ 光源：陽(yáng)光、日光燈、大功率的白熾燈、鹵素?zé)艋蚧脽魴C(jī)射出的光束§ 棱鏡與光屏間距：40CM左右。保證光譜能展開(kāi)且有足夠的亮度§ 及時(shí)觀察與描述：各色光的排列次序、與三棱鏡的相對(duì)位置等關(guān)于活動(dòng)：觀察色光的混合實(shí)驗(yàn)效果取決于：§ 一是光源本身的亮度和發(fā)出的光束與白光的接近程度，亮度越高，光色越接近于白光，效果越好

6、；§ 二是所用玻璃紙顏色要純正，條件允許時(shí)，最好采用舞臺(tái)燈光用的透明膠片或?qū)I(yè)攝影濾色鏡。玻璃紙的顏色越純正，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯。§ 要防止學(xué)生分辨不清相近色光(如：青、紫)而得出錯(cuò)誤結(jié)論。關(guān)于活動(dòng)：顏料的混合 § 由于顏料的純度和混合的比例不一樣，重疊區(qū)域的顏色會(huì)略有不同，但都接近于黑色或深灰色。§ 實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意要用少量水調(diào)和兩種顏料，使之混合均勻。§ 本實(shí)驗(yàn)只要求學(xué)生進(jìn)行顏料混合的嘗試和體驗(yàn)，知道色光的混合與顏料混合的結(jié)果有區(qū)別，不需要學(xué)生知道原理。關(guān)于光具有能量的教學(xué)§ 本教材對(duì)于“能量”主題的處理，采用的是先分后合的思路，先結(jié)合各

7、種運(yùn)動(dòng)滲透各種具體的能量形式，最后再集中討論研究各種能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時(shí)的共同問(wèn)題。所以在光能的教學(xué)中只要學(xué)生意識(shí)到光的照射確能引起一些新的變化，會(huì)在恰當(dāng)?shù)那榫持惺褂谩肮饽堋边@一詞語(yǔ)即可，不需要也不可能給能量下定義。§ 關(guān)于光具有能量的教學(xué)§ 教學(xué)中可讓學(xué)生先觀察教材中的插圖，討論范例中光照射后產(chǎn)生的新變化，教師也可視情況再補(bǔ)充幾個(gè)實(shí)例，如：激光切割，用凸透鏡會(huì)聚太陽(yáng)光點(diǎn)燃火柴，利用太陽(yáng)能工作的太陽(yáng)帽等。www3.人工造虹：§ 水霧可利用澆花用的小噴霧器、美發(fā)用的噴霧器或用橡皮管接在水龍頭上，用手捏住另一頭來(lái)產(chǎn)生，實(shí)在找不到上述器材也可直接將水含在口中，向空氣中噴出。

8、活動(dòng)中要調(diào)整噴霧的方向，讓學(xué)生能夠在背對(duì)太陽(yáng)的位置上觀察。 § 彩虹出現(xiàn)后，要注意提醒學(xué)生仔細(xì)觀察。在什么情況下能看到彩虹？彩虹中有幾種顏色？是如何排列的？§ 設(shè)計(jì)本題的目的是讓學(xué)生親自經(jīng)歷彩虹的形成與觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)彩虹形成的原因不作要求，對(duì)有興趣了解的同學(xué)，教師可指導(dǎo)他們查找有關(guān)資料。第二章 人眼看不見(jiàn)的光教學(xué)目標(biāo)：1、通過(guò)探究活動(dòng)，確認(rèn)紅外線、紫外線的存在，了解它們的性質(zhì)。2、初步嘗試通過(guò)可見(jiàn)的效應(yīng)來(lái)研究不可見(jiàn)事物的探究方法，見(jiàn)識(shí)紅外線和紫外線在生活、高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，體會(huì)科技的力量。3、通過(guò)閱讀、討論，客觀認(rèn)識(shí)科技發(fā)展對(duì)人類生活和自然環(huán)境的影響，培養(yǎng)學(xué)生

9、善待自然、保護(hù)自然的意識(shí)。教材說(shuō)明：§ 考慮到紅外線和紫外線既有廣泛的應(yīng)用，又是對(duì)上節(jié)“光與光能”內(nèi)容的補(bǔ)充，與紫外線有密切關(guān)系的臭氧空洞也是環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)，恰當(dāng)介紹有助于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)視野，§ 扭轉(zhuǎn)“光都可見(jiàn)”的偏見(jiàn)，啟發(fā)他們客觀認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的影響，培養(yǎng)其環(huán)境保護(hù)意識(shí)。§ 另一方面該節(jié)內(nèi)容引入自然，是上一節(jié)探究活動(dòng)的自然延伸，符合科學(xué)探究活動(dòng)的內(nèi)在操作邏輯和順序，能和前節(jié)構(gòu)成一個(gè)較為完整的探究鏈條，有利于提升學(xué)生的探究能力。 教學(xué)過(guò)程§ 提出問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)情境§ 活動(dòng)3.4：探測(cè)紅光外側(cè)的熱效應(yīng)§ 介紹紅外線的應(yīng)用§ 活動(dòng)：探

10、測(cè)紫外線§ 介紹紫外線的應(yīng)用關(guān)于活動(dòng)：探測(cè)紅光外側(cè)的熱效應(yīng)§ 此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象表現(xiàn)得較為細(xì)微，適合進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)§ 溫度計(jì)應(yīng)放在距離三棱鏡較近的位置上，否則紅外線散布范圍太大，會(huì)讓溫度計(jì)示數(shù)上升不明顯§ 一般能上升23左右。§ 若再將溫度計(jì)移到紅光或其它色光區(qū)域，可觀察到溫度計(jì)示數(shù)反而下降 紅外線的特點(diǎn)：§ 紅外線與可見(jiàn)光一樣，能發(fā)生反射、折射現(xiàn)象，能透過(guò)透明的物體，也能被物質(zhì)吸收。§ 而且任何溫度高于絕對(duì)零度的物體(如人體等)都在不停地輻射紅外線§ 色彩豐富多樣 § 紅外線透過(guò)煙霧的性能好 關(guān)于紅外線應(yīng)用 &

11、#167; 紅外探測(cè)§ 紅外尋的§ 紅外成像關(guān)于活動(dòng)：探測(cè)紫外線§ 紫外線探測(cè)實(shí)驗(yàn)的效果較為明顯。§ 如果找不到涂有熒光物質(zhì)的紙條，可用其它熒光物質(zhì)代替。較為方便的是用鈔票上的熒光標(biāo)記來(lái)探測(cè)。§ 教師事先用驗(yàn)鈔機(jī)顯示出標(biāo)記，并用鉛筆在鈔票上圈定其位置和范圍，然后將鈔票放入太陽(yáng)光譜中，向紫光端慢慢移動(dòng)，當(dāng)圈定的位置移至紫光外側(cè)時(shí)，可見(jiàn)到熒光標(biāo)記顯現(xiàn)出來(lái)。紫外線指數(shù)：§ 紫外線指數(shù)是指在一天中太陽(yáng)在天空中的位置最高時(shí)（一般是在中午前后），到達(dá)地面的太陽(yáng)光線中的紫外線輻射對(duì)人體皮膚的可能損傷程度。紫外線對(duì)人類皮膚的損害是根據(jù)“紅斑作用光譜曲

12、線”作出的。這一光譜曲線已被國(guó)際光照委員會(huì)采納來(lái)代表人類皮膚對(duì)太陽(yáng)紫外線的平均反應(yīng)。§ 紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)： § 氣象部門通過(guò)分析氣象條件對(duì)紫外線輻射的影響程度，據(jù)此發(fā)布紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)，以指導(dǎo)公眾采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。紫外線指數(shù)用015的數(shù)字來(lái)表示。通常規(guī)定，夜間的紫外線指數(shù)為0，在熱帶、高原地區(qū)，晴天無(wú)云時(shí)的紫外線指數(shù)為15，紫外線指數(shù)越大，也表示在愈短的時(shí)間里紫外線對(duì)皮膚的傷害愈強(qiáng)。紫外線指數(shù)等級(jí)及相應(yīng)的防護(hù)措施防曬用品的防曬指數(shù) § 紫外線防御化妝品的效果的定量表示§ 中國(guó)、日本和美國(guó) ：“SPF”（Sun protection Factor）；歐洲國(guó)家

13、 ：“IP” ； IP×2SPF § SPF涂抹上防曬劑部分的MED未涂抹防曬劑部分的MED§ MED，是Minimum Erythema Dose的縮寫，其定義為“造成皮膚出現(xiàn)微弱紅斑所需的最低紫外線量。”§ SPF值越高，其防曬效果也越佳 臭氧空洞的成因§ 氟利昂和哈龍產(chǎn)生的氯和溴在平流層通過(guò)化學(xué)過(guò)程破壞臭氧是造成南極空洞的主要原因。第三節(jié) 光的直線傳播教學(xué)目標(biāo)：1、積極參與影子游戲，在游戲中能引發(fā)對(duì)陰影成因的思考，并通過(guò)探究，歸納得出光的傳播規(guī)律。進(jìn)而能用光的直線傳播來(lái)理解小孔成像、日食月食等現(xiàn)象。2、了解光的傳播需要一定的時(shí)間，知道真空

14、中、空氣中的光速。理解激光測(cè)距的原理。3、了解我國(guó)古代在光現(xiàn)象研究上的成就，知道中華文明對(duì)科學(xué)發(fā)展作出的貢獻(xiàn)。教材說(shuō)明：§ 本節(jié)的主要科學(xué)內(nèi)容有兩個(gè)，一是光的直線傳播，二是光速§ 未強(qiáng)調(diào)光沿直線傳播的條件,也未安排相應(yīng)的探究活動(dòng)。§ 本節(jié)內(nèi)容以光的直線傳播為重點(diǎn)，主要的科學(xué)探究活動(dòng)也圍繞光的直線傳播展開(kāi)§ 光速的內(nèi)容以介紹講解為主，盡管如此，教材還是作了必要的鋪墊 教學(xué)過(guò)程§ 創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣§ 活動(dòng)3.5：影子游戲§ 光的直線傳播§ 光速關(guān)于光沿直線傳播的教學(xué)§ 充分了解學(xué)生的原有學(xué)習(xí)情況 §

15、; 針對(duì)不同的情況，采用不同的教學(xué)設(shè)計(jì)。§ 探究光的傳播路徑的活動(dòng)很多 ，教師要有所選擇。探究光的傳播路徑的活動(dòng) § 直接顯示光直線傳播的探究活動(dòng)如：顯示光在空氣、水和玻璃中的傳播路線§ 間接反映光直線傳播的探究活動(dòng)如：在探究影子成因中，說(shuō)明光沿直線傳播 如：通過(guò)小孔成像說(shuō)明光沿直線傳播 關(guān)于光速的教學(xué)§ 不能僅僅局限在光速的記憶上 § 給予學(xué)生多方面“科學(xué)雨露”的滋養(yǎng)光速無(wú)限和光速有限的爭(zhēng)論光速測(cè)量的歷史沿革伽利略失敗的測(cè)光速實(shí)驗(yàn) 第四節(jié)平面鏡教學(xué)目標(biāo)：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系，理解平面鏡中像的一些主要特點(diǎn)。2、經(jīng)歷探究平面

16、鏡成像特點(diǎn)的活動(dòng)過(guò)程，提升學(xué)生多方面的研究能力。在活動(dòng)中學(xué)會(huì)與他人分享探究成果，并初步養(yǎng)成甄別假設(shè)、調(diào)整探究計(jì)劃的意識(shí)。3、通過(guò)物像和鏡面三者間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略平面鏡成像中的簡(jiǎn)潔對(duì)稱之美教材說(shuō)明：§ 本節(jié)主要包含兩個(gè)內(nèi)容：一是關(guān)于平面鏡成像特點(diǎn)的探究活動(dòng)，二是平面鏡的應(yīng)用 § 重點(diǎn)內(nèi)容是探究平面鏡成像的特點(diǎn) § 知識(shí)的難點(diǎn)是對(duì)虛像概念的理解§ 探究活動(dòng)中的難點(diǎn)是如何確立虛像的位置。教學(xué)過(guò)程§ 創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣§ 活動(dòng)3.6：探究平面鏡成像特點(diǎn)§ 對(duì)稱法作圖§ 平面鏡成像的應(yīng)用§ 凸面鏡和凹面鏡教材對(duì)

17、成像特點(diǎn)探究活動(dòng)的處理思路§ 統(tǒng)放結(jié)合：統(tǒng)- 虛像、虛像位置的確定半放- 物像等大、物像等距全放- 一些次要的成像特點(diǎn) 關(guān)于平面鏡成像特點(diǎn)探究的教學(xué)§ 提出猜想§ 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證§ 交流與評(píng)價(jià)§ 總結(jié)結(jié)論選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)應(yīng)注意§ 選貼有半透膜的玻璃或茶色玻璃作為平面鏡§ 盡可能選薄一些的玻璃§ 玻璃一定要保證垂直放置§ 物體可選用跳棋、去掉反光罩的手電，蠟燭確定虛像的位置的方法§ 重合法 (教材)§ 方格紙法§ 坐標(biāo)法第五節(jié) 光的反射教學(xué)目標(biāo)：1、會(huì)以專門術(shù)語(yǔ)描述光的反射現(xiàn)象，初步理

18、解反射定律，了解平面鏡成像的原理2、經(jīng)歷反射定律的探究過(guò)程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)通過(guò)觀察現(xiàn)象來(lái)提出問(wèn)題和猜想，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)探究目的，制定探究計(jì)劃，設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集、辨別有效信息和處理信息的科學(xué)探索的能力3、領(lǐng)略反射現(xiàn)象、平面鏡成像的現(xiàn)象和原理中對(duì)稱簡(jiǎn)潔與和諧統(tǒng)一的物理之美教材說(shuō)明： § 本節(jié)的科學(xué)內(nèi)容主要有：探究光的反射定律，平面鏡成像的原理，光的反射的應(yīng)用 § 本節(jié)的重點(diǎn)是探究反射定律 § 對(duì)反射定律的表述嚴(yán)密性不作過(guò)高要求§ 不要求會(huì)畫出成像的光路圖 教學(xué)過(guò)程§ 提出問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)情景§ 活動(dòng)3.7：探究光的反射規(guī)律§ 平面鏡成像原理§ 鏡面反射和漫反射§ 光反射現(xiàn)象的應(yīng)用關(guān)于反射定律探究的教學(xué)§ 反射現(xiàn)象的演示要清晰可見(jiàn)，保證學(xué)生形成正確的表象§ 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案 。關(guān)于平面鏡成像原理的教學(xué)§ 提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考§ 閱讀教材，了解主要論點(diǎn)§ 討論驗(yàn)證，進(jìn)行批判閱讀§ 鼓勵(lì)存疑，從“問(wèn)題”走向“更多的問(wèn)題” 生活中利用光的反射來(lái)工作的器具§ 角反射器§ 反射式望遠(yuǎn)鏡§ 運(yùn)動(dòng)鞋使用的反光條警示馬夾熒光燈反光罩公路標(biāo)志牌反光貓眼 www光污染