摘要：2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于進一步減輕義務教育階段中學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》 ”。 本課以“雙減”政策為基礎，以數學核心素質為核心。 教學設計。 為了提高課堂效率，減輕中學生的作業負擔，將更多生活中的現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介質→利用九通的推論，產生并解釋一系列的化學現象。 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，發展了光的數學概念，科學探索了光在同一均勻介質中的傳播路徑，并通過實際應用進行了科學論證。生產和生活。 提高中學生的科學思維和良好的實驗習慣，為中學生的培養不斷積累和沉淀數學核心素質。
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“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象。 在個人學習的過程中，中學生的內在動力得到了提高，他們的學習熱情和求知欲得到了激發。 從數學概念的生成、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，培養中學生數學學科的核心素質。 這部分知識是學習光學的開始。 看似簡單，卻對于打好數學知識基礎、培養化學核心素質具有重要意義。
2.學業狀況分析
1、知識基礎：中學生已經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。 本節是光學的第一節。 有必要提高中學生借助數學知識解釋生活中光現象的能力。
2、科學思維：八年級中學生思維活躍，求知欲望強烈，對自然界的許多現象充滿好奇心，有一定的動手能力，但不能將觀察到的現象與數學知識聯系起來。
3、科學探究：中學生剛學數學，缺乏對科學探究基本環節的把握。 他們的思維需要直接的經驗支持。
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《中學數學課程標準》對本節內容沒有具體要求，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、分析論證、評估、交流與合作等。
結合最新初中、高中數學課程標準，本課教學目標如下：
1. 數學概念
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中傳播特性的過程，學會從實驗現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象。
4、科學的心態和責任感
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，培養中學生科學探究的心態和技能，培養中學生尊重客觀事實和尊重客觀事實的科學態度。實事求是； 電影、閃電等視頻激發中學生學習數學的興趣和對科學的好奇心，體驗自然現象的震撼和奇妙。
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，強調光源是“自身發光”，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。 對于陰影的產生、日食、日食、小孔成像等都是難點，必須重點講解其產生和變化的原理。 本節課應結合圖片、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
根據八年級中學生對科學探究的基本環節缺乏把握，其邏輯思維也需要實踐經驗的支撐，所以本課應從中學生身邊的事物和現象中引入知識，融入理論聯系實際，加強直觀教學，逐步讓中學生理解和應用科學知識。
1. 引導發現
根據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一，注重班主任的主導作用與學生的和諧統一。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，讓中學生自己發現問題，并根據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現者，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，充分展現課堂學生的主體地位，幫助中學生養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，這種現象并不明顯。 根據剛才空中的經驗，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、陰影產生、日食與日食、小孔成像等。 重點引導學生認識以下現象：
(1)陰影的產生
陰影的產生需要兩個條件：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。
根據老師的提示，中學生分組合作探索實驗，并對實驗現象進行分析總結舉一反三：
引導中學生根據圖13、圖14的實驗現象進行推斷：
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。 與聲音不同，光在不同介質中的傳播速度規律與聲音的傳播速度規律相反。
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、本課有很多實驗現象的細節需要放大。 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。