“光的直线传播”教学中有关问题的刍议河北省邯郸学院物理系王新春
“光的直线传播”是几何光学的基础,由此可引入几何光学的两个基本定律──光的反射定律和折射定律。所以,在初中阶段,学生学习光的有关知识、认识光现象时,首先要建立“光在均匀介质中沿直线传播”的概念。这节课看似简单、意义却重大,教学中存在哪些问题,在课程改革的新形式下又应注意哪些问题呢?
一、光线概念的理解与应用
光线实际上是不存在的,用光线来表示光的传播路线和方向,是一种物理模型化思想,这种物理思想对学生以后的学习是非常重要的。教师在引入光的直线传播时,往往通过几个演示实验来说明,如让学生观察光在空气、水、玻璃等介质中走过的路径。为了使现象明显,一般采用在空气中吹入烟雾、水中加入牛奶等手段。但是,如果教师事先没有说明加入烟雾、牛奶等物的作用,直接用“光线”代替“光束”来引导学生观察,势必会造成学生产生“光线实际存在”的误解,也就失去了对学生进行物理思想教育的良机。
二、“均匀介质”的说明
建立“光的直线传播”的概念并不难,因为小学自然课中讲过相关的知识,学生也有相应的生活经验。然而,要说明“均匀介质”却并不容易。教材中一般使用“早晨能够看到没有升到地平线上的太阳”为例,来说明介质不均匀时光线会发生弯曲,事实上,初中学生大多都不能理解,所以,该例子不能很好地与学生的认知结构发生作用。由于“看到没有升起的太阳”是因为大气不均匀而造成的光的折射现象,所以完全可以用其他折射现象的例子来讲解,如海市蜃楼现象,虽然大多数学生也没有这样的生活体验,但对该现象还是比较了解的。
另外,有的教师在说明“均匀介质”时,往往加上“透明”等定语,这是没有必要的一方面,介质即指能够传播光的物质,必然是透明的;另一方面,物质是否“透明”是由光线能否通过来区分的,反过来再用“透明”说明光线,犯了循环定义的逻辑错误。
三、“日食”、“月食”现象的解释
这节课安排“日食”、“月食”的成因分析,是为了用“光的直线传播”来解释物理现象,进而说明“光的直线传播”的正确性。所以,许多教师认为,没有必要对日、月、地三者的运动关系进行说明,否则会影响本节知识重点的讲述。这一方面体现了教师“知识本位”的教学观,只注重“知识与技能”的学习,忽视了“过程与方法、情感态度与价值观”的教学目标;另一方面,忽视了对学生综合能力的培养,不利于培养学生适应学习化的社会。这里还有一个应该注意的问题。在说明“均匀介质”时,曾说明光在疏密程度不同的大气中沿曲线传播,而此时却用光的直线传播来解释“日食”、“月食”的成因,势必会造成学生认识上的模糊。从这一点上说,前面使用“早晨看到没有升出地平线的太阳”的例子也是不可取的。
四、与声音的传播进行类比
类比是物理教学常用的教学方法之一,尤其是在初中,由于学生的知识水平有限,有些概念的引入,只能采用类比的方法,如电压概念的引入,从水流的形成原因──水压来类比,而不能从电势的概念引入。
在“光的直线传播”这节课,有的老师类比声音的传播来引入光的传播。这样做虽然注意了知识的前后联系,但忽视了很重要的一点,声音是由于物体的振动而产生的,只具有波动性,而光具有波粒二象性,这也是光能够在真空中传播的原因,即光的传播可以没有介质,而声音必须在介质中才能传播。
由此看来,一节看似简单的课,仔细分析,有许多问题值得探讨。这就要求教师在课堂教学设计时,不仅要深入钻研教材,而且还要敢于超越教材,将教材作为重要的课程资源来使用。只有这样,我们的教学才能更好地服务于学生的全面发展。
2005-09-09原载《中学物理教学参考》2005.7下载: