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【摘要】某次校际联谊期间,我准备了一节课——《光的颜色与色散》。后经交流,同仁给出扎实,高效,趣味性强的评价,正和了我设计本课的初衷。回过头来想与学案的应用有很大关系,现将本课设计的思路呈献给大家,以资参考。
【关键词】学案 光的顏色与色散 扎实 高效 设计思路
《光的颜色与色散》是“选修3-4第十三章 光 的第四节”的内容,建立在《第一节 光的折射》和《第二节 光的干涉》的基础上,学习第四节除了掌握新知外,又是对第一、二节很好的复习。因此重点除了在于如何掌握色散现象,还在于如何利用干涉和折射对色散现象加以分析。通过对教材的研究,我采取了学案教学,首先将本节课的三维教学目标在学案上设定如下:
1、知识与技能
1、了解色散现象及物体的颜色,知道白光的色散现象,知道白光是复色光;
2、知道薄膜干涉是如何获得相干光源的,了解薄膜干涉产生的原因,知道薄膜干涉在技术上的应用;
3、棱镜的概念及其对光线的偏折作用,棱镜作用下光的色散,并能解释相关生活现象;
2、过程与方法
通过对光的色散和薄膜干涉实验探索,加强学生观察、分析能力,加深对知识的理解。
3、情感、态度与价值观
1、培养学习物理的兴趣;
2、培养科学精神,理解美的本质,形成正确的世界观。
(学案要在上一节课就发给学生,有了学案的这个“纲领”,学生可以自己有目的的去看书,能够很容易的抓住重点,有的放矢。)
要开展这节课,自然要对相关内容进行复习,由于《第一节 光的折射》部分学生初中也有学习,掌握较牢固,所以我选择只对《第二节 光的干涉》进行必要的复习——师:“双缝干涉实验(真空)中各种颜色的光都会发生干涉,但用不同色光做实验,条纹间距不同;白光双缝干涉实验得到彩色条纹,说明白光是由多种颜色的光组成的;由 知同种介质中,不同颜色的光,波长不同。”(通过非常简洁的一句话既复习了干涉的原因,又对新课直接引入,为光的色散的定义做好了铺垫,与学案互为补充)。
由于本节课的脉络为:1、总述什么是光的色散;2、成因不同的两类色散现象——(1)薄膜干涉中的色散,应用①检查表面的平整程度,②增透膜;(2)折射时的色散。相比之下,“视网膜上的两种感光细胞”以及“光谱的介绍”属于“插播”内容,与主题相关不大。如果一边按脉络讲,一边“插播”,势必会影响脉络的清晰,破坏结构的完整性。这两部分内容浅显而直接,完全可以由学生自习。因此,在对前面的内容进行必要的复习之后,学案要求同学用两分钟自习课本P56“人眼视网膜上的两种感光细胞”和“光谱”。在教师下面的讲解中可一句话带过。本课涉及颜色,决不能空讲而无对现象的观察,所以我也搜集了大量图片给学生看(对学案进行展开)。
在教学过程中,由于前面有了“复习”的引入,所以可以上来就直接给出定义——师:“所谓光的色散,即含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。(学生参考学案给出的定义,快速记忆、理解)”(在同一时间用幻灯片展示色散所形成的美丽的太阳光谱,耳、目、心共用,对知识的理解迅捷而高效。)对复色光的解释一句话即可——“像白光一样含有多种单色光的光,称为复色光。”
对(1)薄膜干涉中的色散,通过一幅图和一句话引入——师:“在生活中,我们经常可以看到这样一些美丽的色散现象,大家可以体会到他们的相同之处吗?(幻灯片呈现皂膜、油膜、蝶翅、光盘背面四合一的薄膜干涉图片)实际上,学生很快反应过来——路面上飘浮的油膜;蝴蝶翅膀等都是薄膜。教师顺势给出薄膜干涉的定义——“所谓薄膜干涉,就是让一束光经薄膜的两个表面反射后,产生的干涉现象。”(学案上没有,系教师总结后补充。)这一教学的主要内容因为概念的给出便轻而易举的浮现出来。这一现象成因的突破口在课本图13.4-2中皂膜成像的特点,教师通过实验让学生观察并思考。只要能观察到明暗相间的条纹,学生不难联系到干涉现象,因此实验的成败是关键。为此,课前我做了充分准备,确保了实验的完成。果然,课堂上的效果很令人满意,学生争相表述、解释:“这是薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。当路程差为光波波长的整数倍时,使光波的振 动加强,形成亮条纹;当光波的路程差为半波长的奇数倍时,光波的振动减弱,形成暗条纹。所以,单色光的薄膜干涉现象是明暗相间的条纹。条纹是水平排列的。”至此,该知识点的重点得以顺利掌握。学以致用,学生须能解释相关的现象,同时也为了提高趣味性,我设计了一个“拉泡泡”实验,用不同的方式拉出了圆 形、心形、波浪形……学生面对从未见过的这么漂亮,这么大的彩色泡泡,发出了阵阵惊呼。在让学生解释之前,我做了提示:“泡泡可是彩色的噢,薄膜也不规则啊?!”有了提示,反应快的学生迅速抢答:“这是白色光的干涉现象,大泡泡虽不规则,但其每一个位置都可以看成一个规矩的小薄膜,不同颜色的光在不同位置相互加强,所以看起来肥皂泡是彩色的。任务完成的非常顺利和圆满。本知识点里还有一个难点,那就是应用①检查表面的平整程度,②增透膜;(在学案的应用部分给出)我利用了多媒体的直观性,用幻灯片和flash动画加以讲解突破,这比教师单纯的利用粉笔和讲解进行突破有效的多。因增透膜经常被考查,我除讲清原理外,并有所补充:“增透膜是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时,反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4(要求学生在留白出做笔记)。
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用,这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此,增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。”
讲完一个重要知识点,及时的巩固非常必要,在此处的学案上我设计了巩固练习供学生复习提高。
对(2)折射时的色散的研究应以一束光线在棱镜中的光路特点突破为佳。教师在黑板上画图(如图),让学生作出光路(光线向底边偏折),这个过程实际上是学生思考和理解的过程。“一束光线”的情况简单、直观,学生稍一思考(红光折射率最小)便可得出光谱是上红下紫的结论,自然这也是棱镜色散的原因,一清二楚(要求学生花在学案的图上)。理论和现实往往有出入,为打消学生的疑虑,我又设计了“彩虹实验”加以验证。当天阴天,阳台借不到阳光,我便用小灯泡充当光源,当调整灯前棱镜的角度,奇迹出现了,在这样一个阴天,一道美丽的彩虹出现在教室的天花板上,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,依次排列。学生又是一阵惊呼,在他们的惊呼声中,我欣慰的看到了理解。对现象解释,我同样采用了多媒体,展示了彩虹的成因(已是水到渠成)。同时及时巩固练习并进行小结、布置作业。
最后,学案上给学生留了一道“课后思考”:薄膜若有顶点,则此处应该是什么情况?——让学生带着问题离开课堂,并将功课做好,于下节课上交。
至此,本节内容完满结束。
这节课之所以能紧凑、连贯、脉络清晰,我认为在于对教材和学生的把握,话说回来还是对教案的精心设计。另外,在这节课中很多地方我都是让学生自己根据学案要求完成的,教师干预不多,学生主动性反而加强,高效率也在情理之中。一堂好课要具备很多要素,而每堂课又不尽相同,总之,精心设计,求实高效才是上好一节课的不变法宝。同时我们应该认识到学案绝不能仅仅作为唯一的教学手段使用,即不能单纯的依赖学案。其必须和其他教学方式相互补充,相互依托,才能达到教学有效性的最大化状态。
【关键词】学案 光的顏色与色散 扎实 高效 设计思路
《光的颜色与色散》是“选修3-4第十三章 光 的第四节”的内容,建立在《第一节 光的折射》和《第二节 光的干涉》的基础上,学习第四节除了掌握新知外,又是对第一、二节很好的复习。因此重点除了在于如何掌握色散现象,还在于如何利用干涉和折射对色散现象加以分析。通过对教材的研究,我采取了学案教学,首先将本节课的三维教学目标在学案上设定如下:
1、知识与技能
1、了解色散现象及物体的颜色,知道白光的色散现象,知道白光是复色光;
2、知道薄膜干涉是如何获得相干光源的,了解薄膜干涉产生的原因,知道薄膜干涉在技术上的应用;
3、棱镜的概念及其对光线的偏折作用,棱镜作用下光的色散,并能解释相关生活现象;
2、过程与方法
通过对光的色散和薄膜干涉实验探索,加强学生观察、分析能力,加深对知识的理解。
3、情感、态度与价值观
1、培养学习物理的兴趣;
2、培养科学精神,理解美的本质,形成正确的世界观。
(学案要在上一节课就发给学生,有了学案的这个“纲领”,学生可以自己有目的的去看书,能够很容易的抓住重点,有的放矢。)
要开展这节课,自然要对相关内容进行复习,由于《第一节 光的折射》部分学生初中也有学习,掌握较牢固,所以我选择只对《第二节 光的干涉》进行必要的复习——师:“双缝干涉实验(真空)中各种颜色的光都会发生干涉,但用不同色光做实验,条纹间距不同;白光双缝干涉实验得到彩色条纹,说明白光是由多种颜色的光组成的;由 知同种介质中,不同颜色的光,波长不同。”(通过非常简洁的一句话既复习了干涉的原因,又对新课直接引入,为光的色散的定义做好了铺垫,与学案互为补充)。
由于本节课的脉络为:1、总述什么是光的色散;2、成因不同的两类色散现象——(1)薄膜干涉中的色散,应用①检查表面的平整程度,②增透膜;(2)折射时的色散。相比之下,“视网膜上的两种感光细胞”以及“光谱的介绍”属于“插播”内容,与主题相关不大。如果一边按脉络讲,一边“插播”,势必会影响脉络的清晰,破坏结构的完整性。这两部分内容浅显而直接,完全可以由学生自习。因此,在对前面的内容进行必要的复习之后,学案要求同学用两分钟自习课本P56“人眼视网膜上的两种感光细胞”和“光谱”。在教师下面的讲解中可一句话带过。本课涉及颜色,决不能空讲而无对现象的观察,所以我也搜集了大量图片给学生看(对学案进行展开)。
在教学过程中,由于前面有了“复习”的引入,所以可以上来就直接给出定义——师:“所谓光的色散,即含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。(学生参考学案给出的定义,快速记忆、理解)”(在同一时间用幻灯片展示色散所形成的美丽的太阳光谱,耳、目、心共用,对知识的理解迅捷而高效。)对复色光的解释一句话即可——“像白光一样含有多种单色光的光,称为复色光。”
对(1)薄膜干涉中的色散,通过一幅图和一句话引入——师:“在生活中,我们经常可以看到这样一些美丽的色散现象,大家可以体会到他们的相同之处吗?(幻灯片呈现皂膜、油膜、蝶翅、光盘背面四合一的薄膜干涉图片)实际上,学生很快反应过来——路面上飘浮的油膜;蝴蝶翅膀等都是薄膜。教师顺势给出薄膜干涉的定义——“所谓薄膜干涉,就是让一束光经薄膜的两个表面反射后,产生的干涉现象。”(学案上没有,系教师总结后补充。)这一教学的主要内容因为概念的给出便轻而易举的浮现出来。这一现象成因的突破口在课本图13.4-2中皂膜成像的特点,教师通过实验让学生观察并思考。只要能观察到明暗相间的条纹,学生不难联系到干涉现象,因此实验的成败是关键。为此,课前我做了充分准备,确保了实验的完成。果然,课堂上的效果很令人满意,学生争相表述、解释:“这是薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。当路程差为光波波长的整数倍时,使光波的振 动加强,形成亮条纹;当光波的路程差为半波长的奇数倍时,光波的振动减弱,形成暗条纹。所以,单色光的薄膜干涉现象是明暗相间的条纹。条纹是水平排列的。”至此,该知识点的重点得以顺利掌握。学以致用,学生须能解释相关的现象,同时也为了提高趣味性,我设计了一个“拉泡泡”实验,用不同的方式拉出了圆 形、心形、波浪形……学生面对从未见过的这么漂亮,这么大的彩色泡泡,发出了阵阵惊呼。在让学生解释之前,我做了提示:“泡泡可是彩色的噢,薄膜也不规则啊?!”有了提示,反应快的学生迅速抢答:“这是白色光的干涉现象,大泡泡虽不规则,但其每一个位置都可以看成一个规矩的小薄膜,不同颜色的光在不同位置相互加强,所以看起来肥皂泡是彩色的。任务完成的非常顺利和圆满。本知识点里还有一个难点,那就是应用①检查表面的平整程度,②增透膜;(在学案的应用部分给出)我利用了多媒体的直观性,用幻灯片和flash动画加以讲解突破,这比教师单纯的利用粉笔和讲解进行突破有效的多。因增透膜经常被考查,我除讲清原理外,并有所补充:“增透膜是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时,反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4(要求学生在留白出做笔记)。
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用,这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此,增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。”
讲完一个重要知识点,及时的巩固非常必要,在此处的学案上我设计了巩固练习供学生复习提高。
对(2)折射时的色散的研究应以一束光线在棱镜中的光路特点突破为佳。教师在黑板上画图(如图),让学生作出光路(光线向底边偏折),这个过程实际上是学生思考和理解的过程。“一束光线”的情况简单、直观,学生稍一思考(红光折射率最小)便可得出光谱是上红下紫的结论,自然这也是棱镜色散的原因,一清二楚(要求学生花在学案的图上)。理论和现实往往有出入,为打消学生的疑虑,我又设计了“彩虹实验”加以验证。当天阴天,阳台借不到阳光,我便用小灯泡充当光源,当调整灯前棱镜的角度,奇迹出现了,在这样一个阴天,一道美丽的彩虹出现在教室的天花板上,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,依次排列。学生又是一阵惊呼,在他们的惊呼声中,我欣慰的看到了理解。对现象解释,我同样采用了多媒体,展示了彩虹的成因(已是水到渠成)。同时及时巩固练习并进行小结、布置作业。
最后,学案上给学生留了一道“课后思考”:薄膜若有顶点,则此处应该是什么情况?——让学生带着问题离开课堂,并将功课做好,于下节课上交。
至此,本节内容完满结束。
这节课之所以能紧凑、连贯、脉络清晰,我认为在于对教材和学生的把握,话说回来还是对教案的精心设计。另外,在这节课中很多地方我都是让学生自己根据学案要求完成的,教师干预不多,学生主动性反而加强,高效率也在情理之中。一堂好课要具备很多要素,而每堂课又不尽相同,总之,精心设计,求实高效才是上好一节课的不变法宝。同时我们应该认识到学案绝不能仅仅作为唯一的教学手段使用,即不能单纯的依赖学案。其必须和其他教学方式相互补充,相互依托,才能达到教学有效性的最大化状态。