摘要：2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于進一步減輕義務教育階段中學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》 ”。 本課以“雙減”政策為基礎，以數(shù)學核心素質(zhì)為核心。 教學設計。 為了提高課堂效率，減輕中學生的作業(yè)負擔，將更多生活中的現(xiàn)象和實驗融入到課堂教學中。 本課有小實驗→猜想→感受光→分析看到物體的原因→理解光源→一系列“實驗弦”→構建“光”的理想化模型→研究光在同一物體中的傳播路徑均質(zhì)介質(zhì)→利用九通的推論，產(chǎn)生并解釋一系列的化學現(xiàn)象。 通過中學生小組合作進行一系列的化學實驗，讓中學生體驗科學探究的過程，將生活經(jīng)驗與化學知識結合起來，進行科學演示，舉一反三，應用其中。 本課中，學生通過動眼觀察、動手操作、動腦思考，發(fā)展了光的數(shù)學概念，科學探索了光在同一均勻介質(zhì)中的傳播路徑，并通過實際應用進行了科學論證。生產(chǎn)和生活。 提高中學生的科學思維和良好的實驗習慣，為中學生的培養(yǎng)不斷積累和沉淀數(shù)學核心素質(zhì)。
關鍵詞: 光源線性傳播 光群 合作實驗探索 教學設計
1、教材分析：
人教版《八年級化學義務教育教材》第四章第一節(jié)“光的線性傳播”是光學的入門基礎知識，是前期學習光的反射規(guī)律、光的成像所必需的。平面鏡、光的折射定律知識也是九年級《信息的傳遞》章節(jié)的基礎。 學完這部分知識后，中學生將能夠觀察、實踐、思考、運用所學知識，用光的線性傳播來解釋生活中的化學現(xiàn)象。 在個人學習的過程中，中學生的內(nèi)在動力得到了提高，他們的學習熱情和求知欲得到了激發(fā)。 從數(shù)學概念的生成、科學探究的過程、科學論證的應用與分析、小組合作的交流與表達，培養(yǎng)中學生數(shù)學學科的核心素質(zhì)。 這部分知識是學習光學的開始。 看似簡單，卻對于打好數(shù)學知識基礎、培養(yǎng)化學核心素質(zhì)具有重要意義。
2.學業(yè)狀況分析
1、知識基礎：中學生已經(jīng)學習了中學科學中的相關光學知識，但只知道一個大概的概念。 本節(jié)是光學的第一節(jié)。 有必要提高中學生借助數(shù)學知識解釋生活中光現(xiàn)象的能力。
2、科學思維：八年級中學生思維活躍，求知欲望強烈，對自然界的許多現(xiàn)象充滿好奇心，有一定的動手能力，但不能將觀察到的現(xiàn)象與數(shù)學知識聯(lián)系起來。
3、科學探究：中學生剛學數(shù)學，缺乏對科學探究基本環(huán)節(jié)的把握。 他們的思維需要直接的經(jīng)驗支持。
4、實驗設計和操作能力：中學生對于探索性實驗是新手，實驗設計經(jīng)驗較少，但動手能力較強，需要及時引導。
三、教學目標：
課程標準要求
2011年版《中學數(shù)學課程標準》對本節(jié)內(nèi)容沒有具體要求，但對“實驗探究”的指導原則如下：本標準中的“科學探究”包括提出問題、猜想和假設、設計實驗制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、分析論證、評估、交流與合作等。
結合最新初中、高中數(shù)學課程標準，本課教學目標如下：
1. 數(shù)學概念
了解光源，知道光源大致分為自然光源和人造光源； 了解光沿直線傳播的條件、現(xiàn)象和應用； 了解光在真空中的傳播速度約為c=3×108m/s，在空氣中的傳播速度接近于真空中的傳播速度； 構建射線模型。
2、科學思維
中學生體驗觀察光在空氣、水和玻璃中傳播的實驗現(xiàn)象以及小孔成像實驗，了解實驗是研究對象問題的重要途徑。
3. 科學探究
通過探索光在不同介質(zhì)中傳播特性的過程，學會從實驗現(xiàn)象的分析和歸納中舉一反三； 用推理科學論證光在生活中的線性傳播現(xiàn)象。
4、科學的心態(tài)和責任感
通過觀察演示實驗和小組實驗，了解光在空氣、水、玻璃中的傳播特性，培養(yǎng)中學生科學探究的心態(tài)和技能，培養(yǎng)中學生尊重客觀事實和尊重客觀事實的科學態(tài)度。實事求是； 電影、閃電等視頻激發(fā)中學生學習數(shù)學的興趣和對科學的好奇心，體驗自然現(xiàn)象的震撼和奇妙。
4、教學重、難度大
1.光源的認識和分類
關于光源，民教版的描述比較簡單，如圖1：
本課通過光源與非光源的對比，強調(diào)光源是“自身發(fā)光”，并舉例說明什么是自然光源、什么是人造光源。
2. 光沿直線傳播的條件
探索光沿直線傳播的條件，關鍵是要知道如何突出光，使人能夠看到它。 這里，我們可以結合人教教材P69中的“霧蒙蒙”的環(huán)境，讓中學生想辦法突出光明。 ，然后探索光如何在空氣、水下和玻璃中傳播。
3. 光沿直線傳播的應用
排隊、射擊、瞄準等常見應用都比較容易理解，可以簡單介紹一下。 對于陰影的產(chǎn)生、日食、日食、小孔成像等都是難點，必須重點講解其產(chǎn)生和變化的原理。 本節(jié)課應結合圖片、動畫、視頻、實驗等方法，加深中學生的理解。
4.光在空氣和真空中的傳播速度
光的傳播速度很快，因此有特殊的符號和不同的單位。 這個知識點并不難理解，但是要將光速對比的化學知識應用到生活現(xiàn)象中，就需要結合生活中常見的例子進行講解，學以致用。
五、教學方法
根據(jù)八年級中學生對科學探究的基本環(huán)節(jié)缺乏把握，其邏輯思維也需要實踐經(jīng)驗的支撐，所以本課應從中學生身邊的事物和現(xiàn)象中引入知識，融入理論聯(lián)系實際，加強直觀教學，逐步讓中學生理解和應用科學知識。
1. 引導發(fā)現(xiàn)
根據(jù)八年級中學生的心理特點，我精心設計，在教學過程中促進教學方法與學習方法的和諧統(tǒng)一，注重班主任的主導作用與學生的和諧統(tǒng)一。中學生的主要活動。 學院院長布魯納主張的是從中學生好奇、好問、好動的心理特點出發(fā)，讓中學生自己發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)問題自己回答和解決。設備和指導語言由班主任提供。 問題，使他們成為知識的發(fā)現(xiàn)者，而不是悲觀的接受者。
2.實驗探究法
在老師的指導下，中學生首先嘗試了一些實驗，然后分組合作探索實驗，探索光在不同介質(zhì)中的傳播。 小組實驗探究的方法讓每個中學生都參與課堂，充分展現(xiàn)課堂學生的主體地位，幫助中學生養(yǎng)成仔細觀察和主動思考的習慣。
6、教學設備
PPT講義、多媒體設備（筆記本一體機+聯(lián)通攝像頭）、激光筆、噴霧器、黑色塑料袋、玻璃杯、水、牛奶、玻璃磚、LED F光源、不同大小形狀的小孔、光幕。
七、教學過程
1.場景介紹：用耳朵感受光
老師首先關掉教室里所有的燈并拉上窗簾，并在黑暗中展示紅色盒子里的紅色U盤，讓中學生猜看。 如圖2所示，中學生什么也看不到； 之后讓中學生弄清楚如何看到盒子里的物體，中學生自然會想到利用光，于是他們看到了一個U盤，如圖3所示。此時，引入整個光學大單元的知識，讓中學生知道從本章開始學習光現(xiàn)象。
通過展示一組光源的圖片，然后對比非光源的圖片，得到光源的定義和分類：只能自身發(fā)光的物體就是光源，光源又分為自然光光源和人造光源，如圖4和圖5所示：
要非常小心：月球、普通行星、電影屏幕等都不是光源。 恒星本身可以發(fā)光，是光源。
2. 實驗研究：光直線傳播的條件
教師引導中學生完成以下三個實驗，并讓中學生通過實驗觀察光的傳播路徑。
(1)實驗一：光在空氣中傳播
老師首先將激光筆射向黑板上方的紅墻。 中學生可以看到一個紅點，但看不到空氣中的傳播過程。 問：光線如何到達墻壁？ 是跳過、中間休息還是連續(xù)過去？ 中學生會有各種各樣的答案。 結合課本上說的“在有霧的天氣里，可以看到穿過草地的光束是直的”，請中學生到講臺上演示如何突出光路。 有的中學生可能會說，讓光線沿著紙鋪開，在空中點一根煙，用噴霧器向空中噴水……讓中學生充分表達并通過現(xiàn)有設備驗證，來到結論是光在空氣中沿直線傳播。
(2)實驗二：光在水下傳播
當激光直接照射水底時，這種現(xiàn)象并不明顯。 根據(jù)剛才空中的經(jīng)驗，引導中學生將幾滴蜂蜜滴入裝滿水的玻璃杯中，用激光筆將一束光照射在水底上，觀察路徑光的傳播。 可以看到光在水底沿直線傳播。
(3)實驗三：光在玻璃中傳播
讓激光筆向玻璃發(fā)射激光，一開始療效并不顯著，指導中學生使用擴束鏡將激光束擴大，射到玻璃粗糙的一面光折射原理的例子，觀察其傳播情況路徑中，您可以看到光在玻璃中沿直線傳播。
三個實驗掌握了“教師為主導、學生為主體”的原則，充分讓中學生自己操作實驗、自己驗證，讓中學生自己分析、舉一反三。 透光療效如圖6所示：
實驗中，分別在不同的介質(zhì)中對光進行實驗，從而得出結論。 目的是使實驗推論更加普遍。 在小學階段，對于“多次實驗”，如圖7所示，中學生應該明白以下兩點：
非常小心：光可以在真空中傳播嗎？ 引導中學生思考“太陽光、月光、星光從太空傳播到月球”，解釋光可以在真空中傳播。
3、施工模式：輕型
老師通過PPT展示并在黑板上畫圖，告訴中學生數(shù)學常用的方法——構造模型的方法。 為了表示光傳播的方向，我們用一條帶箭頭的直線來表示光的軌跡和方向。 這樣的直線稱為射線。 光是人們引入的一種比喻工具，用來表示光的傳播。 這是一個理想模型，不是真實的，但光是真實的。
要非常小心：光線應該用虛線表示，并且通常在直線中間畫出指示光傳播方向的箭頭，如圖8所示：
4.學習與應用：光的線性傳播的應用
生活中光直線傳播的例子有很多，如：排隊、射擊瞄準、陰影產(chǎn)生、日食與日食、小孔成像等。 重點引導學生認識以下現(xiàn)象：
(1)陰影的產(chǎn)生
陰影的產(chǎn)生需要兩個條件：①光線沿直線傳播； ② 存在不透明物體，物體前方形成陰影。 通過小視頻，讓中學生了解日常生活中常見的手影和皮影。 重點引導中學生思考以下問題：從早上到中午旗桿影子粗細的變化、人從燈下經(jīng)過時影子粗細的變化、渾儀如何保持時間。 如圖9和圖10所示：
(2)日全食和月全食
通過動畫演示，然后畫圖分析：人站在月球上觀察，日全食——太陽被擋住光折射原理的例子，日食——月亮被擋住，日全食和月全食是因為光沿直線傳播而形成的線。 如圖11所示：
(3) 小孔成像
指導中學生根據(jù)圖片進行操作。 F光源、小孔、光幕可左右連接。 小孔的大小和形狀可以改變。 觀察圖像的變化。 關注兩個問題：小孔形成的圖像與孔的形狀有關嗎？ 小孔形成的圖像與孔的大小有關嗎？ 如圖12所示，中學生帶著問題探索實驗：
腳步：
①讓大孔、中孔、小孔分別面向照射的LED光源，使光源與孔的距離在10-15cm之間，觀察對比屏上形成的圖像。
②讓方孔和三角孔分別面向照射的LED光源，使光源與孔的距離在10-15cm之間，觀察對比屏上形成的圖像。
③改變LED光源與孔的距離，觀察圖像的變化。
根據(jù)老師的提示，中學生分組合作探索實驗，并對實驗現(xiàn)象進行分析總結舉一反三：
引導中學生根據(jù)圖13、圖14的實驗現(xiàn)象進行推斷：
①小孔形成的像的形狀與物體本身有關，與小孔的形狀無關；
② 小孔形成的圖像會受到孔大小的影響，孔太大則無法成像；
③小孔成像成為倒立的虛像。
要非常小心：光幕是用來接收實際光會聚形成的圖像的，光幕能接收到的圖像是虛像（實際光會聚形成的圖像是虛像），而光幕能接收到的圖像是虛像（實際光會聚形成的圖像是虛像）。光屏接收不到的圖像就是實像。 光路圖及壽命事件如圖15所示：
引導中學生思考：太陽黑子有哪些形狀？
5、拓展應用：光速
老師問：為什么我們先聽到閃電，然后看到雷聲？ 中學生帶著問題拿了自學教材第71頁的“光速”部分，記憶了光在真空和空氣中的傳播速度，了解了光在水和玻璃中的速度。 自學結束后，中學生通過“閃電”視頻和運動會圖片展示實例，如圖16所示：
要非常小心：光的傳播不需要介質(zhì)。 與聲音不同，光在不同介質(zhì)中的傳播速度規(guī)律與聲音的傳播速度規(guī)律相反。
7. 黑板設計
教學反思：
1、為了介紹中學生對光的感知，我在設計之初就指出“人眼為什么能看到物體——因為光進入人眼——人眼看不到不發(fā)光的物體自己——光反射進入 結果花了太多時間來講解光反射進入人眼的過程，而且旁邊的時間也比較馬虎，介紹部分需要調(diào)整，僅限中學生需要感知光的存在，時間要盡可能縮短。
2、本課有很多實驗現(xiàn)象的細節(jié)需要放大。 最初的設計是用手持無線攝像頭將畫面投射到大屏幕上，但效果并不理想，畫面不夠清晰。 屏幕畫面更清晰，效果更好。