“光的直線傳播”教學(xué)中有關(guān)問題的淺談山東省泰安大學(xué)化學(xué)系王新年
“光的直線傳播”是幾何光學(xué)的基礎(chǔ),由此可引入幾何光學(xué)的兩個(gè)基本定理──光的反射定理和折射定理。所以,在中學(xué)階段,中學(xué)生學(xué)習(xí)光的有關(guān)知識(shí)、認(rèn)識(shí)光現(xiàn)象時(shí),首先要構(gòu)建“光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播”的概念。這節(jié)課看似簡(jiǎn)單、意義卻重大,教學(xué)中存在什么問題,在課程變革的新方式下又應(yīng)注意什么問題呢?
一、光線概念的理解與應(yīng)用
光線實(shí)際上是不存在的,用光線來表示光的傳播路線和方向,是一種化學(xué)模型化思想,這些化學(xué)思想對(duì)中學(xué)生之后的學(xué)習(xí)是十分重要的。班主任在引入光的直線傳播時(shí)光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)意圖,常常通過幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)來說明,如讓中學(xué)生觀察光在空氣、水、玻璃等介質(zhì)中走過的路徑。為了使現(xiàn)象顯著,通常采用在空氣中吹入煙霧、水中加入蜂蜜等手段。并且,倘若班主任事先沒有說明加入煙霧、牛奶等物的作用,直接用“光線”代替“光束”來引導(dǎo)中學(xué)生觀察,勢(shì)必會(huì)引起中學(xué)生形成“光線實(shí)際存在”的誤會(huì),也就喪失了對(duì)中學(xué)生進(jìn)行化學(xué)思想教育的良機(jī)。
二、“均勻介質(zhì)”的說明
構(gòu)建“光的直線傳播”的概念并不難,由于中學(xué)自然課中講過相關(guān)的知識(shí),中學(xué)生也有相應(yīng)的生活經(jīng)驗(yàn)。但是,要說明“均勻介質(zhì)”卻并不容易。教材中通常使用“早晨才能看見沒有升到地平線上的太陽”為例,來說明介質(zhì)不均勻歲月線會(huì)發(fā)生彎曲,事實(shí)上,中學(xué)中學(xué)生大多都不能理解,所以,該事例不能挺好地與中學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生作用。因?yàn)椤翱吹經(jīng)]有升起的太陽”是由于大氣不均勻而導(dǎo)致的光的折射現(xiàn)象,所以完全可以用其他折射現(xiàn)象的反例來講解,如海市蜃樓現(xiàn)象,盡管大多數(shù)中學(xué)生也沒有這樣的生活體驗(yàn),但對(duì)該現(xiàn)象還是比較了解的。
另外,有的班主任在說明“均勻介質(zhì)”時(shí),常常加上“透明”等主語,這是沒有必要的一方面,介質(zhì)即指才能傳播光的物質(zhì),必然是透明的;另一方面,物質(zhì)是否“透明”是由光線能夠通過來分辨的,反過來再用“透明”說明光線,犯了循環(huán)定義的邏輯錯(cuò)誤。
三、“日食”、“月食”現(xiàn)象的解釋
這節(jié)課安排“日食”、“月食”的動(dòng)因剖析,是為了用“光的直線傳播”來解釋化學(xué)現(xiàn)象,從而說明“光的直線傳播”的正確性。所以,許多班主任覺得,沒有必要對(duì)日、月、地兩者的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行說明,否則會(huì)影響本節(jié)知識(shí)重點(diǎn)的述說。這一方面彰顯了班主任“知識(shí)本位”的教學(xué)觀,只重視“知識(shí)與技能”的學(xué)習(xí),忽略了“過程與技巧、情感心態(tài)與價(jià)值觀”的教學(xué)目標(biāo);另一方面,忽略了對(duì)中學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),不利于培養(yǎng)中學(xué)生適應(yīng)學(xué)習(xí)化的社會(huì)。這兒還有一個(gè)應(yīng)當(dāng)注意的問題。在說明“均勻介質(zhì)”時(shí),曾說明光在明暗程度不同的大氣中沿曲線傳播,而此時(shí)卻用光的直線傳播來解釋“日食”、“月食”的動(dòng)因,勢(shì)必會(huì)引起中學(xué)生認(rèn)識(shí)上的模糊。從這一點(diǎn)上說,上面使用“早晨看見沒有升出地平線的太陽”的反例也是不可取的。
四、與聲音的傳播進(jìn)行類比
類比是化學(xué)教學(xué)常用的.教學(xué)方式之一,尤其是在中學(xué)光的直線傳播教學(xué)設(shè)計(jì)意圖,因?yàn)橹袑W(xué)生的知識(shí)水平有限,有些概念的引入,只能采用類比的方式,如電流概念的引入,從水流的產(chǎn)生緣由──水壓來類比,而不能從電勢(shì)的概念引入。
在“光的直線傳播”這節(jié)課,有的老師類比聲音的傳播來引入光的傳播。這樣做其實(shí)注意了知識(shí)的前后聯(lián)系,但忽略了很重要的一點(diǎn),聲音是因?yàn)槲矬w的震動(dòng)而形成的,只具有波動(dòng)性,而光具有波粒二象性,這也是光才能在真空中傳播的緣由,即光的傳播可以沒有介質(zhì),而聲音必須在介質(zhì)中能夠傳播。
由此看來,一節(jié)看似簡(jiǎn)單的課,仔細(xì)剖析,有許多問題值得闡述。這就要求班主任在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),除了要深入鉆研教材,并且還要勇于趕超教材,將教材作為重要的課程資源來使用。只有這樣,我們的教學(xué)能夠更好地服務(wù)于中學(xué)生的全面發(fā)展。