一教材剖析
《光的傳播》是北工大版八年級(jí)第五章《光現(xiàn)象》第一節(jié)，本節(jié)內(nèi)容是光學(xué)部份的啟蒙，班主任在進(jìn)行教學(xué)時(shí)應(yīng)重視興趣導(dǎo)向，迸發(fā)中學(xué)生對(duì)光學(xué)的學(xué)習(xí)熱情；本節(jié)的重點(diǎn)為二個(gè)知識(shí)主體：光的直線傳播的條件，光線的概念；難點(diǎn)為光的直線傳播的三個(gè)現(xiàn)象：影子的產(chǎn)生，日全食和月全食，小孔成像；教學(xué)內(nèi)容多、繁、雜，所以班主任在處理這部份教學(xué)時(shí)應(yīng)循序漸進(jìn)地指導(dǎo)中學(xué)生舉辦科學(xué)探究活動(dòng)，讓中學(xué)生經(jīng)歷從化學(xué)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過(guò)程，厘清知識(shí)的來(lái)龍去脈，由淺入深，從現(xiàn)象到原理，從已知到未知，借助幾塊十分常見的擋板，由身邊最簡(jiǎn)單易懂的現(xiàn)象“影子”入手，漸漸過(guò)渡到日月食和小孔成像，真正做到從生活中來(lái)，到生活中去。
二知識(shí)主體
1光的直線傳播
光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，看似簡(jiǎn)單的一個(gè)原理，卻極少有班主任真正突破過(guò)“同種”、“均勻”這兩個(gè)條件。在進(jìn)行新課教學(xué)時(shí)，啟發(fā)中學(xué)生得出“同種”這個(gè)條件比較簡(jiǎn)單，當(dāng)光從空氣斜射入水底時(shí)，以紅色光屏為背景就可以得出圖1的現(xiàn)象光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)意圖，既簡(jiǎn)單又直觀。并且突破“均勻”這個(gè)條件是比較難的，為了保證實(shí)驗(yàn)的直觀性、有效性、時(shí)效性，可以這樣設(shè)計(jì)，課前在一個(gè)長(zhǎng)圓形透明水槽中調(diào)制好飽和鹽水，進(jìn)行新課教學(xué)時(shí)在飽和鹽水上輕輕鋪上一塊塑膠膜，而后用漏斗在膜上加入薄薄一層淡鹽水，加好后，輕輕地將塑膠膜取出，塑膠膜的作用使鹽水分層，得到了不均勻的鹽水后，用激光照射，就可以得到如圖2的現(xiàn)象。
2光線的概念
光線的概念是整個(gè)光學(xué)部份的根基，要真正理解光學(xué)知識(shí)，得會(huì)畫光路圖，所以光線是重中之中。在上面光的直線傳播的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，朋友們對(duì)于光在同種均勻固體、液體、和二氧化碳中的傳播路徑有了特別直觀形象的認(rèn)識(shí)，所以用哪些樣的方式來(lái)表示光的傳播路徑，朋友們很自然地想到用帶箭頭的直線。這部份教學(xué)以班主任引導(dǎo)點(diǎn)撥為主，整個(gè)概念的得出應(yīng)當(dāng)完全交給中學(xué)生。得出光線的概念后，利用幾塊擋板，班主任設(shè)置以下三個(gè)情景，情景一：用手探照燈點(diǎn)亮墻面；情境二：在手探照燈和墻面之間放置兩塊擋板，兩擋板之間開一個(gè)大口；情境三：在手探照燈和墻面之間放置一塊擋板；在這三個(gè)情景中，要求同事們借助光路圖畫出手探照燈能照耀墻上的什么范圍。通過(guò)這三個(gè)情景的設(shè)置，一是能讓中學(xué)生理解光線并非真實(shí)存在的，二是能強(qiáng)化練習(xí)光路圖的規(guī)范畫法，三是能順利過(guò)渡到影子的產(chǎn)生原理。
三光的直線傳播的現(xiàn)象
1影子的產(chǎn)生
演示上述情景中學(xué)檔板產(chǎn)生的影子，用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去驗(yàn)證影子產(chǎn)生的原理，更有助于中學(xué)生的理解
?請(qǐng)中學(xué)生展示有趣的手影游戲，通過(guò)做游戲的形式迸發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情
?將擋板換成球，如下邊兩幅圖所示，接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)展示球影，并點(diǎn)撥提問：假如將光源換成發(fā)光的太陽(yáng)，將球換成地球或月球，又會(huì)有哪些現(xiàn)象？自然地過(guò)渡到日月食的產(chǎn)生。
2日全食和月全食
日全食和月全食現(xiàn)象是一大難點(diǎn)，它不像影子一樣是隨處可見的，它是比較罕見的現(xiàn)象，但是離你們很“遠(yuǎn)”，但也正由于它的稀奇，會(huì)使朋友們對(duì)這些現(xiàn)象愈發(fā)感興趣。所以在進(jìn)行這部份的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)喚起中學(xué)生們的好奇心，之后怎樣把這些“遠(yuǎn)在天邊”的現(xiàn)象拉至我們身邊去親身體驗(yàn)它是班主任該思索的問題。找尋日月食與影子的共同點(diǎn)，會(huì)發(fā)覺月食的產(chǎn)生實(shí)際是由于月球的某一區(qū)域落在了地球的影子里，日食的產(chǎn)生實(shí)際是由于地球全部或則部份落在月球的影子里，產(chǎn)生原理與影子的產(chǎn)生原理是一樣的，都是由于光沿直線傳播。所以班主任倘若能從影子產(chǎn)生的角度去展開日月食，中學(xué)生會(huì)更容易理解。
設(shè)置中學(xué)生活動(dòng)，讓中學(xué)生親身經(jīng)歷日月食的產(chǎn)生過(guò)程
先觀看一個(gè)簡(jiǎn)略的視頻讓中學(xué)生對(duì)天體的轉(zhuǎn)動(dòng)有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，月球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，月亮繞著地球轉(zhuǎn)，這么當(dāng)三個(gè)星球轉(zhuǎn)動(dòng)到同仍然線上時(shí)會(huì)怎樣？而后請(qǐng)三個(gè)中學(xué)生上來(lái)，一個(gè)手拿“太陽(yáng)”（實(shí)際是將手探照燈塞進(jìn)了一個(gè)大球里）飾演太陽(yáng)的角色，一個(gè)手拿“月球”（實(shí)際是一個(gè)橙子）飾演月亮的角色，一個(gè)手拿“地球”（實(shí)際為一個(gè)玩具汽球）飾演月球的角色。請(qǐng)這三個(gè)中學(xué)生模擬三個(gè)星球運(yùn)動(dòng)到同仍然線上時(shí)的情況。通過(guò)這三個(gè)中學(xué)生的活動(dòng)，相當(dāng)于是讓全體中學(xué)生親身參與了日月食的產(chǎn)生過(guò)程，將這個(gè)遠(yuǎn)在天邊又飽含了神秘感的現(xiàn)象帶到了我們身邊好好感受了一把。滿足了中學(xué)生們的好奇心，迸發(fā)了中學(xué)生們的興趣和熱情，也使中學(xué)生們能更直觀形象地理解日月食的產(chǎn)生實(shí)際上也是光的直線傳播。
?借助多媒體，制做PPT，帶著中學(xué)生從光的直線傳播角度去理解幾種月食的產(chǎn)生原理
說(shuō)到怎樣講解月食的產(chǎn)生原理，筆者一開始想到直接搬進(jìn)一側(cè)這幅圖片，對(duì)照?qǐng)D片講清四個(gè)區(qū)域：本影區(qū)域、兩個(gè)半影區(qū)域、偽半影區(qū)域。但后來(lái)發(fā)覺這樣的講解一方面講得過(guò)多過(guò)難，另一方面沒有迎合中學(xué)生的思維過(guò)程。在上面的學(xué)習(xí)過(guò)程中光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)意圖，中學(xué)生的理解能力還逗留在由點(diǎn)光源畫出的兩條臨界光線中，而太陽(yáng)是個(gè)發(fā)光的物體，由它所畫出的臨界光線有四條。所以直接講解這幅原理圖是不妥的，班主任應(yīng)迎合中學(xué)生的思維發(fā)展過(guò)程，漸漸由兩條光線過(guò)渡到四條光線。
設(shè)計(jì)一：按照光沿直線傳播的原理，由太陽(yáng)的邊沿畫出兩條臨界光線，人眼在圖1所示的區(qū)域時(shí)，所有的光都被堵住了，所以在這個(gè)區(qū)域看不到整個(gè)太陽(yáng)，產(chǎn)生日食。
設(shè)計(jì)二：將人眼移至圖2所示的區(qū)域，依照光由直線傳播的原理畫出如圖2所示的光路圖，由這個(gè)光路圖，中學(xué)生可以清晰地認(rèn)識(shí)到黑影部份的光是被堵住了的，所以看不到下邊這部份太陽(yáng)，看見的是日偏食。再由圖2過(guò)渡到圖3，進(jìn)一步講解了能看見日偏食的區(qū)域范圍。
設(shè)計(jì)三：有了設(shè)計(jì)二這部份的教學(xué)，當(dāng)班主任將圖片過(guò)渡圖4和圖5時(shí)，中學(xué)生早已能自發(fā)地理解這是另一個(gè)能看見日偏食的區(qū)域。
設(shè)計(jì)四：班主任進(jìn)行點(diǎn)撥提問：假如月球離地球比較遠(yuǎn)，剛好轉(zhuǎn)至如圖6所示的位置時(shí)，這么按照上面所學(xué)的知識(shí)，人眼在圖示的位置又將能見到哪些現(xiàn)象呢？由光沿直線傳播的原理畫出圖示的光路，中學(xué)生很輕易地就得出了在此區(qū)域只能看見太陽(yáng)的邊沿，也就是我們所說(shuō)的日環(huán)食。
在這整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，回避了地理知識(shí)，至始至終只是在指出一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，那就是光沿直線傳播。
3小孔成像
回歸到產(chǎn)生影午時(shí)的擋板，引出一個(gè)問題：假若擋板上有個(gè)小孔，會(huì)有哪些現(xiàn)象？若果是點(diǎn)光源照向小孔會(huì)有哪些現(xiàn)象？若果將點(diǎn)光源換成發(fā)光的燭焰又會(huì)有哪些現(xiàn)象？隨著問題的一步步深入，由圖1到圖3，這塊多變的擋板將問題由影子的產(chǎn)生很自然地過(guò)渡到了小孔成像？并且這種問題和情景的設(shè)置會(huì)引起中學(xué)生們強(qiáng)烈的好奇心和求知欲望。
通過(guò)小孔成像的實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生觀察現(xiàn)象，總締結(jié)像特征
小孔成像的實(shí)驗(yàn)是比較容易成功的，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓中學(xué)生總締結(jié)像特征會(huì)更簡(jiǎn)單，更形象，也更能說(shuō)明問題。像的正倒，大小和虛實(shí)都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示下來(lái)。
由現(xiàn)象回歸到原理，從光沿直線傳播的角度講解為何會(huì)成這樣的像。
上述圖2中已明了因?yàn)楣庋刂本€傳播，點(diǎn)光源通過(guò)小孔后在旁邊光屏上會(huì)有一個(gè)亮斑。我們把發(fā)光的燭焰看成是由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)組成的，為了讓中學(xué)生更好地理解成像原理，可以先剖析燭焰最前面和最下邊兩個(gè)點(diǎn)的成像情況。從原理圖中不難看出里面的點(diǎn)在光屏的下方產(chǎn)生一亮班，下邊的點(diǎn)在光屏的上方產(chǎn)生一亮班。這就很巧妙地解釋了為何是倒立的像。而后再剖析燭焰上每位點(diǎn)就會(huì)對(duì)應(yīng)有一個(gè)亮斑在光屏上，無(wú)數(shù)個(gè)亮斑組合在一起就構(gòu)成了一個(gè)倒立的燭焰的像。
四教學(xué)總結(jié)及反省
幾塊普通的擋板，擋在光源前會(huì)看見影子的產(chǎn)生；若果將擋板弄成圓球，又能模擬出日月食的現(xiàn)象；在擋板上鉆一小孔，能夠聽到令人意想不到的小孔成像現(xiàn)象。那些不起眼的擋板在本堂課中發(fā)揮了神奇的作用。而班主任能想到用這塊極為常見的擋板，更是將數(shù)學(xué)緊貼了生活，還有哪些比從生活中取材實(shí)驗(yàn)更能讓中學(xué)生驚喜和驚奇的呢？不僅擋板外，本堂課的實(shí)驗(yàn)器材都不是高擋貴重的器材，全都是生活中常見又經(jīng)濟(jì)的東西，例如拿來(lái)模擬三個(gè)天體的圓球分別是燈座、橙子和玩具球。這樣能讓中學(xué)生深刻感受到其實(shí)物理實(shí)驗(yàn)就在我們身邊，所有的東西中都蘊(yùn)涵有化學(xué)知識(shí)，也能迸發(fā)中學(xué)生隨時(shí)隨地動(dòng)手去探究嘗試。整堂課真正做到了發(fā)揮中學(xué)生的主體地位，將探究活動(dòng)全權(quán)交給了中學(xué)生，所有推論規(guī)律的獲得也是來(lái)始于中學(xué)生，班主任只是起到了引導(dǎo)的作用。發(fā)揮了多媒體教學(xué)的積極作用，在進(jìn)行日月食的產(chǎn)生和小孔成像的原理講解時(shí)，循序漸進(jìn)的光路圖使中學(xué)生一步一步地理解了各類現(xiàn)象的產(chǎn)生。
作者簡(jiǎn)介：
黃全上海市武珞路實(shí)驗(yàn)小學(xué)數(shù)學(xué)班主任上海市數(shù)學(xué)試講大賽銀獎(jiǎng)獲得者