第2章光现象教材分析.docx
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第2章光现象教材分析
“第二章光现象”教材分析
杜敏
【课程标准的要来】
1．通过实验，探究光在同种均匀介质中传播的特点。
2．探究并了解光的反射和折射的规律。
3．通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。
4．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
5．通过观察和实验，知道白光是色光组成的，比较色光混合与颜料混合的不同现象。
【全章概述】
本章研究光现象及其规律，突出体现课程标准的教育理念。
（一）强调学生是学习的主人，突出学生的探究性学习
本章对光的规律性知识，尽量安排为探究性的。
这些探究活动是根据实验、演示实验或者小实验演化而来，老师们都熟悉。
探究实验改变了传统的教学过程，先不给实验结论，要求学生自己通过活动获得结论。
由于探究具有悬念，对学生具有挑战性和吸引力。
教学中要调动学生的积极性，处理好实验的关键问题，自主地得出主要结论。
探究性学习跟知识性学习一样，也应遵循循序渐进的原则。
本章安排的探究活动，具有知识浅、操作方便、规律性强的特点，结论容易获得，适宜初中生。
探究能使学生体验科学研究的过程，受到科学研究方法的教育；从收集的证据中，总结和归纳出规律性的知识；从获得成功的愉悦中，提高学习自信心。
（二）不过分强调科学自身的逻辑性和规律的严密性
根据课程标准的要求，反射定律降低到反射规律水平，主动与学生的认识水平吻合，有利于学生体验科学探究的过程、体会科学探究的方法，为学会学习打基础。
学生在探究“光反射时的规律”时，获得的事实是反射角与入射角相等的关系。
至于入射光线与反射光线分居法线两侧，以及它们与法线在同一平面上的说法，教材中不强调。
这样虽不很严密，但不会在学生认识实际问题时产生障碍。
折射定律历来是初中生学习的难点。
本章对光的折射知识定位较低，重点研究光从空气射入水中或玻璃中光线偏折的方向，只提出“光从空气射入水中或其他介质中时，光线向法线方向偏折”的结论。
至于对实际问题的研究，对学生要求不高，能听懂就可以了，以减轻学生的课业负担。
（三）强调实验的作用
初中物理的基本研究方法是实验。
一如既往，本章仍然突出实验在教学中的作用，让学生在观察和实验中，直接获得生动的实验事实，体会、感悟实验方法对物理学习以及学会学习的重要性，进一步激发学习物理的兴趣。
（四）密切联系社会生活的实际
光学知识渗透在社会生活各个方面：
与技术相结合，用于引导掘进的方向；与人文精神相结合来剖析神话故事；光传递的信息，可以发现宇宙之大；平面镜成像在视力检查上的应用，光的能量方面的应用──太阳灶，以及海市蜃楼、热谱图、驻钞机；等等，都充满了魅力和活力。
教师应该根据需要和可能，提供身边具有活力的新鲜事例于教学之中。
物理学习是培养学生对自然和科学技术的兴趣的重要途径。
本章的一些栏目中的内容是需要教学处理的。
学生要适应现代化的生活，需要理解社会生活中的科学技术，应用物理知识解决实际问题。
我们希望学生在多种学习活动中成长。
第一节 光的传播（教学目标）
【教学目标】
1．知识与技能。
·了解光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。
·理解光沿直线传播及其应用。
·了解光在真空和空气中的传播速度C＝3×108m／s。
·了解色散现象，知道白光是色光组成的。
知道色光的三原色跟颜料的三原色不同，知道色光混合与颜料混合的不同现象。
2．过程与方法。
·观察光在空气中和水中传播的实验现象。
·阅读“科学世界”我们看到了古老的光，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大。
·动手参与“想想做做”，了解白光是混合光，获得白光能够分解为七色单色光。
·“探究”色光的混合和颜色的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。
3．情感、态度、价值观。
·观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
·通过探究性学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
第一节 光的传播（教学建议）
（一）光源
生活、生产中有各种各样的光源。
可以让学生们收集相关的资料，无论图片、文字、实物都可以。
由于学生参与实际活动，学习兴趣会很高。
通过对资料和实物的分析，得到光源的共同特征──发光体。
（二）光是如何传播的
学生已经知道一些光的直线传播的知识，教学仍应重视实验，使学生的感性认识更丰富一些。
教材中用激光引导掘进方向的图，示意性地展示了光直线传播的应用。
在这里未涉及光沿直线传播的条件，是因为学生对介质的均匀与否缺乏思考的基础。
在后续教学中，研究折射规律时再涉及介质均匀性。
教学时对光沿直线传播的应用还可补充一些实例。
建议让学生做个“小孔照相机”，在简单的科学制作中可以学习科学知识和体验成功的快乐，同时也为第四章的内容──照相机的学习作一些铺垫。
（三）光的传播速度
教材以声音在空气中速度的大小为基础，从“光的传播比声音快”的感悟中，学习光在真空或空气中的速度。
为了使学生理解光速有多快，教材中用两幅图加以注解，形象生动地说明光速非常快。
教学时应使学生了解真空中的光速是宇宙间最快的速度，并记住c＝3×108m／s这个重要物理常数。
“我们看到了古老的光”作为“科学世界”内容给出，以弘扬科学教育中的人文精神。
用光速的知识理解自然世界，拓展性地了解一些天文知识，了解最大的长度单位──光年。
本文可以让学生自己阅读。
（四）色散
应尽量给学生足够的感性认识，要做好演示实验和进行“分解太阳光”的学生活动。
要让学生了解光的合成，用放大镜看彩色电视画面，在现象感知的基础上，再介绍色光的三原色。
要使学生了解色光混合与颜料混合的规律是不同的。
三原色色光混合后为白色，三原色颜料混合后为黑色。
在教学中，要注意调动学生积极性，为教学提供较多的背景材料。
探究活动中，应充分调动学生的主观能动性，尽量让学生自主地制定探究计划和设计实验。
教师应帮助学生完善探究计划。
做好实验现象的记录，是培养学生科学态度的重要环节。
探究中，应至少各做两组以上色光混合、颜料混合的实验，以便达到客观对比的效果，在这个基础上才能得出正确的实验结论。
教学中要使各组学生交流实验结果，来丰富实验事实。
第二节 光的反射（教学目标）
1．知识和技能。
·了解光在一些物体表面可以发生反射。
·认识光反射的规律，了解法线、入射光线和反射光线以及入射角和反射角的含义。
·理解反射现象中光路的可逆性。
·了解什么是镜面反射，什么是漫反射。
2．过程和方法。
·通过实验，观察光的反射现象。
·体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
·经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系，测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，总结探究的结论，获得比较全面的探究活动的体验。
·通过观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异和原因。
3．情感、态度、价值观。
·在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
·密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
·鼓励学生积极参与探究活动。
第二节 光的反射（教学建议）
（一）反射的规律
探究“光反射时的规律”活动前，学生作探究的计划时要明确每个探究步骤的主要活动内容。
要让学生自己归纳总结出探究的结果。
可以让不同组采用不同的3组入射角，全班同学进行交流。
在总结规律时，要取得多组数据。
为了使学生更相信实验事实，最好有学生自己设计的入射角度。
光的反射规律一定由学生自己探究得出。
教师应该对学生得到的正确结论及时给予肯定；还要关注学生在整个探究过程中的参与水平以及科学态度方面的表现；要把握探究活动的情况，出现问题要及时纠正，对认真积极的学生给予鼓励。
（二）光路可逆性
应尽量结合生活实际来介绍。
（三）漫反射
可以从太阳光射到平面镜上和白纸上产生的不同效果提出问题，让学生思考，引发学生的学习愿望。
如可以演示太阳光斜射在平面镜上，会在墙上产生一个明亮的光斑；射到白纸上则不会产生光斑。
第三节 平面镜成像（教学目标）
1．知识和技能。
·了解平面镜成像的特点。
了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
·理解日常生活中平面镜成像的现象。
·初步了解凸透镜、凹透镜对光的发散作用，了解它们的应用。
2．过程与方法。
·经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。
·通过观察感知球面镜对光的作用。
3．态度、价值观。
·在探究“平面镜成像特点”中，领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。
·培养实事求是的科学态度。
·平面镜、球面镜的应用，初步认识科学技术对人类生活的影响。
第三节 平面镜成像（教学建议）
（一）平面镜成像的特点
平面镜虽常见，但要学生科学地理解成像的规律，教学时对教学内容要精心设计，为进行探究“平面镜成像特点”中“提出问题”作必要的铺垫。
找准物体在平面镜中所成的像，是学生认识平面镜成像特点的关键。
这个实验一定让学生自己去做，自己总结出规律来。
实验时选用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做，可能会看到两个不重合的像。
为了准确总结出“物像等距”的特点，可以在纸上事先画好坐标。
实验前教师可先演示一下，教给学生如何判断玻璃板后面的蜡烛与玻璃板前面点燃的蜡烛的像是否完全重合；左右移动头部，直到从不同位置看起来蜡烛和像完全重合为止。
这个实验也可以用相同的两支铅笔或两个跳棋子来做。
教学中，应该让学生重做几遍实验。
这样要求是为培养科学态度，以免由于为了节省时间而缺少必要实验的环节，会使学生养成不良的研究习惯，或形成以偏盖全的片面的思维方法。
（二）平面镜成像的应用
倒影是生活中常见的现象，讨论倒影问题可以加深对“像物等距”的理解。
应该使学生了解倒影形成的原因：
平静的水面就好像是一个平面镜，可以成像；对实物的每一点来说，它在水中所成的像点都与物点“等距”；树木和房屋上的各点与水面距离不同，越接近水面的点，所成的像也离水面越近；各点组成的像从水面上看就是倒的。
平面镜的应用比较广泛，教师可以引导学生对身边的事物观察，举出一些实例，或作为课后的活动，让学生做有关的调查。
（三）平面镜成像做图
平面镜成像是光的反射形成的，教师也可以引导学生通过作图来认识。
向学生说明发光体（或反射光的物体）是由许多点组成的，每个点在镜中都有一个对应的像点。
在以上基础上，总结出平面镜成像的道理。
利用画出的物点和像点的位置，进一步让学生认识手面镜成像的特点。
课本上画出平面镜成像的光路图，是为了使学生了解成像原理。
这里还要注意交代实像和虚像是怎样形成的。
在课堂上画平面镜成的像，要从线条简单的图入手，例如，一把伞、一支铅笔等，为本节后面“动手动脑学物理”中的题做一些准备。
物体在平面镜中像的位置，也可利用平面镜成像特点来画。
（四）凸面镜和凹面镜。
在“STS”中简要地介绍了凸面镜和凹面镜对光的作用和它们的应用，让学生了解生活中常见的镜面为什么有凸和凹两种。
了解凸面镜和凹面镜对光的作用，是了解应用的基础，教师应作演示实验，给学生展示基本的实验事实。
学生已经具有反射时光路可逆的知识，也可以这个知识为基础，通过讨论自己得出结论：
从焦点射向凹面镜的光线反射后成为平行光。
然后再用实验来验证。
可以简明地指出，凹面镜对光线有会聚作用，是由于每一条光线在反射时都遵循反射规律，以使学生对反射定律的普遍性及凹面镜会聚的道理有更深入的理解。
因为学生的几何知识不够，不直要求学生画凹面镜的反射光路。
第四节 光的折射（教学目标）
1．知识与技能。
·了解光的折射现象：
光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
·了解光在发生折射时，光路的可逆性。
2．过程与方法。
·通过观察，认识折射现象。
·体验由折射引起的错觉。
3．情感、态度与价值观。
·初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。
第四节 光的折射（教学建议）
（一）折射现象
实验现象比图片更真实，教师最好现场做实验引入课题。
用实验演示光从空气射入水中的折射现象前，先让学生猜想：
进入水中的光线将沿什么方向行进？
如果改变方向，是向界面偏折，还是向法线偏折？
引起学生的观察和注意，明确观察目的和观察对象。
实验时，应改变入射光线的方向多次，使学生注意观察水中折射光线的方向来检查自己的猜想是否正确。
筷子在水面好像被折断的实验，应选用碗底较深、开口较大的碗，筷子要斜插到碗的底部，让学生从侧面斜视水面，这样观察效果才明显。
教学中可以将光的垂直入射时光的折射光线方向不改变的现象，给学生演示一下，以加深印象。
（二）折射光路的可逆性
可以请学生先做猜想，并用光路把自己的猜想表达出来。
然后进行实验演示，给出明确的折射光路可逆性的实验现象。
给学生做这个演示实验时，光先由空气射入水（或玻璃）中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置，光再逆着折射光线方向射入，让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出。
把观察到的现象用图示出，总结出光在折射时光路的可逆性。
（三）折射现象
用光的折射观点解释现象，能够密切联系实际。
对于叉鱼问题，许多学生缺乏感性认识。
如果有条件可在实际中体验或模拟，使他们相信折射真的会使人产生错觉。
钢笔“错位”问题要使用厚玻璃砖研究，把钢笔放在水平面上，眼睛的视线要与玻璃砖水平面成一定的角度。
在解释池底变浅时，要强调从池底折射出的光进到了眼睛，人才能看到池底。
眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点射来的。
再跟平面镜成虚像的情况对比，说明眼睛看到的是地底某点的虚像，位置在池底之上。
眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来地底升高，池水变浅了。
海市蜃楼是在海面上或沙漠上出现的虚幻景象，是一种奇特的景观，是由于空气疏密不均匀、光线发生折射造成的，出现的时机非常偶然。
夏季的公路上时常出现蜃景：
在公路上行驶的汽车里向前看去，远处路面似有一汪水，而当汽车驶过时，却又不见水。
海市蜃楼成因比较复杂，学生知道就可以了。
初中生用光的折射规律解释现象比较困难，能听懂教师的讲解即可。
第五节 看不见的光（教学目标）
1．知识与技能。
·初步了解太阳光谱。
·初步认识红外线及其作用。
·初步认识紫外线及其作用。
2．过程与方法。
·通过观察，了解红外线、紫外线的作用。
·通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。
3．情感、态度价值观。
·初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响。
·初步建立可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。
第五节 看不见的光（教学建议）
（一）光谱
光谱的概念学生比较生疏。
本书的教学尽量简明，指出图2．5－1上的各种色光，是可见光。
在可见光两侧，还有不可见光，紫外线、红外线都是不可见光。
（二）红外线
红外线的基本知识对于学生理解现代科技十分必要。
教学时，可以用研究性学习的方法，让学生到实际中去调查或直找资料，通过讨论交流的形式学习。
教师可以补充一些材料，使学生获得真实、丰富的学习信息。
红外线位于红光外，它的频率范围在1012HZ～5×1012HZ。
一切物体都在不停地发射红外线。
物体的温度越高，辐射出的红外线越多。
物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。
红外线的主要特性是热作用强。
各种物体吸收红外线后温度升高。
红外线在可用来烘干汽车表面的喷漆、烤食品、取暖、医疗上的理疗。
红外线穿透云雾的能力强，利用灵敏的红外探测器吸收物体发出的红外线，再用电子仪器对吸收的信号进行处理，可以显示被测物体的形状和特征，这就是红外遥感。
红外遥感技术可以勘测地球、寻找水源、监视森林火灾、估测大面积农作物的长势和收成，预报风暴和寒潮等。
在军事上也有重要的应用。
（三）紫外线
紫外线已经广泛应用于社会。
紫外线位于可见光紫光之外，频率范围是7．5×1012HZ～5×1016HZ。
紫外线的主要特性是化学作用强，很容易使照相底片感光。
紫外线能杀菌。
应用紫外线的荧光效应，可进行防伪。
除验钞机上利用这种效应外，利用不同物质在紫外线照射下会发出不同颜色的荧光的特点，可以鉴别古画，并可用紫外线摄影。
高温物体如太阳、弧光灯和其他炽热物体发出的光中都有紫外线，汞等气体放电（例如日光灯）发出的光中也含有紫外线。
教学中可以采取灵活的学习方式，尽量调动学生学习的主动性和积极性，充分利用社会的学习资源。
地球上的天然紫外线来自太阳光。
地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件。
为了保护人类的生存家园，我们应有环保的意识，承担起环保的责任和义务。
2004-03-05 课程教材研究所物理课程教材研究开发中心
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