【概述】（教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)）
光的直線傳播是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)光的反射規(guī)律、折射規(guī)律都要用到光的直線傳播的知識(shí)。同時(shí)借助光的直線傳播，又能解釋影子、日月食等生活和自然界的重要現(xiàn)象，也是信息傳遞一章的基礎(chǔ)，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)是反射、折射現(xiàn)象的基礎(chǔ)，可以提升同事熱情，激發(fā)探究欲望，培養(yǎng)中學(xué)生STS意識(shí)。因此，學(xué)習(xí)這部份知識(shí)有著重要的意義。
初二中學(xué)生思維活躍，求知欲旺盛，對(duì)自然界中的好多現(xiàn)象飽含好奇，動(dòng)手能力較強(qiáng)。但剛學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不久，對(duì)科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)把握缺乏，且在她們的邏輯思維還須要經(jīng)驗(yàn)支持。因此應(yīng)以中學(xué)生身邊現(xiàn)象引入知識(shí)，逐步讓中學(xué)生理解和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)。
【教學(xué)目標(biāo)】
“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特性”是新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課提出的要求。根據(jù)這一要求和教材具體內(nèi)容，結(jié)合中學(xué)生學(xué)情，我確立了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。
（1）知識(shí)與技能
①了解光源，知道光源大致分為天然和人造光源；
②理解光在真空中傳播及其應(yīng)用；
③了解光在真空中的傳播速率c=3×108m/s。
（2）過(guò)程與技巧
經(jīng)歷“光的直線傳播”的探究，體驗(yàn)探究的過(guò)程和技巧。
（3）情感心態(tài)與價(jià)值觀
①通過(guò)觀察和探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)中學(xué)生的尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)心態(tài)；
②通過(guò)探究化學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)，使中學(xué)生獲得成功的愉悅，樂(lè)于參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)。
（4）重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：光的直線傳播。
難點(diǎn)：解釋簡(jiǎn)單的光現(xiàn)象。
【教學(xué)策略】（模式、情境、方法）
本堂課的設(shè)計(jì)注重彰顯從生活邁向數(shù)學(xué)，從數(shù)學(xué)邁向社會(huì)，提倡學(xué)習(xí)方法的多元化。創(chuàng)設(shè)線性探究模塊，努力建構(gòu)一種對(duì)話、合作與探究的課程文化，讓“研究性學(xué)習(xí)”走進(jìn)課堂，走進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)，鼓勵(lì)中學(xué)生自主探究和合作學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。從而引導(dǎo)中學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究學(xué)習(xí)。
構(gòu)建“人文·物理·社會(huì)”三維課堂，在引導(dǎo)中學(xué)生探究化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，滲透以人為本的培養(yǎng)理念。釋放中學(xué)生心靈，張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性，最大限度地發(fā)展中學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。
在此設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下我打算采用以下主要學(xué)法：探究式學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)。通過(guò)悉心設(shè)計(jì)，在教學(xué)過(guò)程中推動(dòng)教法與學(xué)法的和諧統(tǒng)一，體現(xiàn)班主任主導(dǎo)作用和中學(xué)生主體活動(dòng)的和諧統(tǒng)一。與此相適應(yīng)我采用的教法主要是發(fā)覺(jué)法。發(fā)現(xiàn)法是美國(guó)哈佛大學(xué)院長(zhǎng)布魯納所倡導(dǎo)的，是從中學(xué)生的好奇、好問(wèn)、好動(dòng)的心理特征出發(fā)，依據(jù)班主任所提供的器材，讓中學(xué)生自己發(fā)覺(jué)問(wèn)題，并自己回答和解決這種問(wèn)題，使她們成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者，而不是悲觀的接受者。具體彰顯在以下的教學(xué)環(huán)節(jié)中。
【教學(xué)資源】（材料、工具）
1．中學(xué)生分組：激光筆一支、果凍一個(gè)、軟橡皮管一根、帶孔的紙板兩張、大頭針幾枚、平面鏡一面、白屏一張、裝了水的玻璃杯（水中滿了少量墨水）。
2．教師教具：小孔成像演示器（用面包盒自制）、氦氖激光器（或激光筆）、水槽兩個(gè)、濃度不同的糖水四種、40 瓦電燈等。
【教學(xué)過(guò)程】（過(guò)程、結(jié)構(gòu)）
一、新課引入
課前借助課間休息，滾動(dòng)播放一組與光現(xiàn)象緊密聯(lián)系的優(yōu)美圖片和視頻：影、倒影、水面下（視深變淺）物體，霞光萬(wàn)道、晨曦中穿透樹(shù)林的道道陽(yáng)光、白光通過(guò)三棱鏡的色散、彩色的肥皂泡、北極光、日暈、日幻……最后將畫面停在“節(jié)日夜空中的多彩的激光”直指本課的主題。讓中學(xué)生欣賞璀璨星象的同時(shí)認(rèn)識(shí)到大自然中有許多光沿直線傳播的事例，在輕松愉悅的環(huán)境中步入這節(jié)課的學(xué)習(xí)。
二、新課教學(xué)
1．探究光的直線傳播的條件
①引導(dǎo)中學(xué)生應(yīng)用桌面上的器材，通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)探究得出：光在空氣、水、以及果凍這種介質(zhì)中沿直線傳播，但在兩種介質(zhì)的界面上要發(fā)生偏折。
［問(wèn)題一］同學(xué)們剛剛看見(jiàn)了許多光沿直線傳播現(xiàn)象，但是光總是沿直線傳播嗎？
（先開(kāi)放性分組實(shí)驗(yàn)，然后小組間交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果）
方法一：用激光筆發(fā)出光束向滴了少量墨水的水底投射，可以看見(jiàn)光在水底沿直線傳播。
方法二：用激光筆發(fā)出光直接照射果凍，發(fā)現(xiàn)光在果凍中沿直線傳播。
方法三：將激光射過(guò)剪短了的橡皮管，但橡皮管彎曲就難以射過(guò)。
方法四：將幾枚大頭針插在一條直線上，眼睛沿這條直線看去只能看見(jiàn)第一根針。
方法五：將激光沿死機(jī)從空氣斜射入水底，可以看見(jiàn)光在空氣和水底的路徑都是直線，在空氣和水的界面上發(fā)生了偏折。
組織中學(xué)生歸納得出：光在空氣、水、果凍、玻璃中沿直線傳播；但在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了偏折。
②教師演示光在非均勻糖水中傳播的實(shí)驗(yàn)。得出光在同種非均勻介質(zhì)中路徑發(fā)生彎曲。
［問(wèn)題二］這兩個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明光必須在同種介質(zhì)中才沿直線傳播，但光在同種介質(zhì)中光就一定沿直線傳播嗎？
教師演示：如圖1，在支架上固定一個(gè)薄水槽，其中放置一個(gè)死機(jī)來(lái)顯示光的路徑光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)表格，事先配有四杯含量不同的糖水，將它們按含量從大到小依次放入水槽（四種糖水的量按一定的比列），由于各層糖水間互相混和，所以水槽內(nèi)產(chǎn)生了從上到下含量逐步變大的不均勻糖水。將一束激光從透明水槽側(cè)面沿死機(jī)表面75°左右的入射角，由最上層堿液斜向上射入非均勻糖水，可見(jiàn)激光路徑在非均勻糖水中向上彎曲。同時(shí)做一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用激光光束斜射入同種均勻的蔗糖堿液中，再對(duì)朋友們觀察──光的路徑仍是直線。
圖1
③引導(dǎo)中學(xué)生歸納出光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
2．介紹光線的概念
由于平常我們見(jiàn)得最多的是光沿直線傳播的情形。所以物理學(xué)中就用帶箭頭的直線來(lái)表示光的傳播方向。比如要表示電燈的光在空氣中的傳播時(shí)，我們就沿光的傳播路徑作一些直線，（如圖2）。這種直線稱作光線。
圖2
3．應(yīng)用：解釋自然現(xiàn)象
①影子的產(chǎn)生
設(shè)問(wèn)一：請(qǐng)朋友們想想；如果電燈的光在傳播的過(guò)程中，遇到了不透光的障礙物，在障礙物前面會(huì)有哪些東西產(chǎn)生？演示；在一個(gè)圓筒形面包盒的筒口處糊一張白紙，底部的圓洞上固定一個(gè)不透光的紙板人，打開(kāi)旁邊的電燈，同學(xué)們?cè)谄辽峡梢钥匆?jiàn)一個(gè)人影，讓中學(xué)生剖析人形的產(chǎn)生。
②日食 由影子的動(dòng)因，順利過(guò)度到月食。
設(shè)問(wèn)二：當(dāng)月球、月亮和太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)到一條直線上，地球處在月亮的影區(qū)時(shí)。地球上影區(qū)中的人能看到太陽(yáng)嗎？這種現(xiàn)象叫哪些？
③小孔成像 演示：仍然運(yùn)用前面的器材，保持電燈不動(dòng)，用一個(gè)大紙板完全蓋住圓筒形面包盒頂部的進(jìn)單纖。并在紙板上開(kāi)一個(gè)小圓孔。
設(shè)問(wèn)三：如果打開(kāi)電燈，一部分光將穿過(guò)小孔射到屏上，請(qǐng)朋友們推測(cè)一下，在屏中將看見(jiàn)哪些？打開(kāi)電燈，學(xué)生觀察屏上的現(xiàn)象以及鎢絲的形狀，大家聽(tīng)到哪些了？“V”字形的光斑，燈絲的形狀也是“V”字形的。但是開(kāi)口和光斑相反。引導(dǎo)中學(xué)生剖析出小孔成像的原理。
4．光的傳播速率介紹：光在真空中的速率是／s，近似等于3×108m／s。3×108m／s究竟有多快呢？你曉得我們平常一眨眼須要多少時(shí)間嗎？需要0．1秒，就在你眨眼的功夫，一個(gè)以光速飛行的超人，能夠飛行3萬(wàn)公里。這個(gè)距離讓一個(gè)普通人不停的走，大約要走250天，可見(jiàn)光速之大。
三、小結(jié)
請(qǐng)朋友們回想一下，這節(jié)課你收獲了哪些？研究光的直線傳播我們經(jīng)歷了一個(gè)什么樣的過(guò)程？帶領(lǐng)中學(xué)生追憶：在觀察神奇美麗的光現(xiàn)象的過(guò)程中，提出光是否總是沿直線傳播的問(wèn)題，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，在互相交流中概括出了光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的推論。并且運(yùn)用這個(gè)推論解釋了一些自然現(xiàn)象。幫助我們更好的認(rèn)識(shí)自然，不僅這么，還可以借助它改善我們的生活，提高工作效率，那么借助它你能做些什么？
四、思維拓展
射擊時(shí)瞄準(zhǔn)。給你一個(gè)玩具槍和激光器，你能想到哪些？
激光準(zhǔn)直。安裝高樓扶梯時(shí)，怎樣使幾十米高的扶梯又正又直？
五、作業(yè)
試一試，制作一架小孔照相機(jī)，并用它來(lái)觀察蠟燭所成的像，看一看，在哪些情況下，蠟燭所成的像放大，在哪些情況下所成的像較小？并試著解釋為何？
【教學(xué)反省】（執(zhí)教者的課后反省）
本節(jié)課是中學(xué)生的第一節(jié)光學(xué)課光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)表格，新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這部份的內(nèi)容要求是：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特性”。而筆者經(jīng)過(guò)深入調(diào)查初一中學(xué)生的潛在知識(shí)和感性認(rèn)識(shí)，知道大量中學(xué)生早已積累了許多光沿直線傳播的生活經(jīng)驗(yàn)，比如從手電筒的光，汽車前燈的光等等。所以這節(jié)課設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是迸發(fā)中學(xué)生熱愛(ài)光學(xué)，讓中學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)認(rèn)識(shí)光的傳播特性，知道光沿直線傳播是要有條件的。
充分挖掘了中學(xué)生的創(chuàng)新潛能。整節(jié)課，學(xué)生一直處于積極參與探究的狀態(tài)之中，他們?cè)谒妓鬟^(guò)后，自己能去選定儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，想到了一些特別有創(chuàng)意的方式。說(shuō)明中學(xué)生能獨(dú)立地去探求、去實(shí)踐。只要給她們充分發(fā)揮的時(shí)間和空間，就會(huì)迸發(fā)起她們的創(chuàng)新潛能。
【課例點(diǎn)評(píng)】（聽(tīng)課人的評(píng)價(jià)）
（1）學(xué)生學(xué)會(huì)了怎么學(xué)習(xí)。這節(jié)課的內(nèi)容，在往年的教學(xué)中往往只是簡(jiǎn)單介紹了事，但是許老師改變了舊的教學(xué)方法，提供大量器材，給中學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，讓她們自己動(dòng)手動(dòng)腦，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并在其中去想，去說(shuō)，去做，去抒發(fā)，去感受，去探求化學(xué)實(shí)驗(yàn)反映的化學(xué)本質(zhì)。“發(fā)現(xiàn)”了光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特性。通過(guò)探究光的直線傳播規(guī)律，學(xué)生初步感受到了“提出問(wèn)題──實(shí)驗(yàn)探究──得出結(jié)論──解釋現(xiàn)象（產(chǎn)生問(wèn)題的現(xiàn)象）──應(yīng)用推論”的科學(xué)研究方式。這種探究方式，將對(duì)今后的實(shí)驗(yàn)研究起著不可估量的作用。
（2）充分詮釋了化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)的魅力。本課設(shè)計(jì)的富于創(chuàng)意的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，突破了長(zhǎng)期以來(lái)的教學(xué)難點(diǎn)，成功演示了光在非均勻介質(zhì)路徑發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)療效非常好，讓中學(xué)生在經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)中，領(lǐng)略了光的奇妙（學(xué)生過(guò)去從來(lái)沒(méi)有親眼見(jiàn)過(guò)光的路徑發(fā)生彎曲），發(fā)展了對(duì)科學(xué)的好奇心，體驗(yàn)了探求自然規(guī)律的喜悅。
（3）當(dāng)然，教學(xué)是一門遺憾的藝術(shù)，本節(jié)課雖悉心打算，也存在一些問(wèn)題：由于時(shí)間的限制，有一些通感比較單一，使中學(xué)生的深入思索不夠；課堂上缺乏對(duì)中學(xué)生的評(píng)價(jià)，學(xué)生的回答也比較少，整個(gè)課堂氛圍比較枯燥，不是非常活躍。
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