“光的直線傳播”教學中有關問題的淺談山東省泰安大學化學系王新年
“光的直線傳播”是幾何光學的基礎,由此可引入幾何光學的兩個基本定理──光的反射定理和折射定理。所以,在中學階段,中學生學習光的有關知識、認識光現(xiàn)象時,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)課看似簡單、意義卻重大,教學中存在什么問題,在課程變革的新方式下又應注意什么問題呢?
一、光線概念的理解與應用
光線實際上是不存在的,用光線來表示光的傳播路線和方向,是一種化學模型化思想,這些化學思想對中學生之后的學習是十分重要的。班主任在引入光的直線傳播時光的直線傳播教學設計意圖,常常通過幾個演示實驗來說明,如讓中學生觀察光在空氣、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”來引導中學生觀察,勢必會引起中學生形成“光線實際存在”的誤會,也就喪失了對中學生進行化學思想教育的良機。
二、“均勻介質(zhì)”的說明
構(gòu)建“光的直線傳播”的概念并不難,由于中學自然課中講過相關的知識,中學生也有相應的生活經(jīng)驗。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)不均勻歲月線會發(fā)生彎曲,事實上,中學中學生大多都不能理解,所以,該事例不能挺好地與中學生的認知結(jié)構(gòu)發(fā)生作用。因為“看到?jīng)]有升起的太陽”是由于大氣不均勻而導致的光的折射現(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)中學生也沒有這樣的生活體驗,但對該現(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,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)定義的邏輯錯誤。
三、“日食”、“月食”現(xiàn)象的解釋
這節(jié)課安排“日食”、“月食”的動因剖析,是為了用“光的直線傳播”來解釋化學現(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,沒有必要對日、月、地兩者的運動關系進行說明,否則會影響本節(jié)知識重點的述說。這一方面彰顯了班主任“知識本位”的教學觀,只重視“知識與技能”的學習,忽略了“過程與技巧、情感心態(tài)與價值觀”的教學目標;另一方面,忽略了對中學生綜合能力的培養(yǎng),不利于培養(yǎng)中學生適應學習化的社會。這兒還有一個應當注意的問題。在說明“均勻介質(zhì)”時,曾說明光在明暗程度不同的大氣中沿曲線傳播,而此時卻用光的直線傳播來解釋“日食”、“月食”的動因,勢必會引起中學生認識上的模糊。從這一點上說,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、與聲音的傳播進行類比
類比是化學教學常用的.教學方式之一,尤其是在中學光的直線傳播教學設計意圖,因為中學生的知識水平有限,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。這樣做其實注意了知識的前后聯(lián)系,但忽略了很重要的一點,聲音是因為物體的震動而形成的,只具有波動性,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)看似簡單的課,仔細剖析,有許多問題值得闡述。這就要求班主任在課堂教學設計時,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,我們的教學能夠更好地服務于中學生的全面發(fā)展。