由“光的色散”教學設計談對教材資源的整合
4.討論交流,匯報結果
①正立;②虛像;③位置向棱鏡頂角方向偏移;④像的邊緣略帶彩色,如觀察的是光源,彩色非常明顯。
5.逐步引導,深入論證
【誘導】作光路圖是幾何光學最基本的研究方法,兩條光線即能確定物體的像。
(1)一條光線通過棱鏡的光路圖
【學生活動】引導學生作好光路圖,如圖4所示。
【總結】棱鏡對光線的控制作用:①通過棱鏡的光線要向棱鏡底面偏折;②棱鏡能改變光的傳播方向,但不改變光束的性質;③出射光線和入射光線之間的夾角稱為偏折角。偏折角度跟折射率、入射角有關。
(2)成像光路圖
【學生活動】引導學生作點光源通過棱鏡的成像光路圖,如圖5所示。
【總結】棱鏡的成像規(guī)律:向棱鏡頂角方向偏移的正立虛像。
6.回歸問題,學以致用
攝影中多重影像效果的分析:
【誘導】分光鏡片是由多個棱鏡組成的,每個面都構成一個獨立的三棱鏡或部分三棱鏡,每個棱鏡都會單獨成像。
【問題】分光鏡片分別是圖3中(a)、(b)所示的類型,試分析它們的成像效果。
【回答】(a)將產(chǎn)生三重影像效果;(b)將產(chǎn)生五重影像效果。
7.現(xiàn)象再分析,轉換主題
【問題】像邊緣的彩色光帶又是如何形成的呢?
由于光帶模糊,現(xiàn)象不明顯,給探究帶來困難,我們用另一個能產(chǎn)生同樣現(xiàn)象的實驗來代替研究。
8.類似實驗,強化現(xiàn)象
【驗示】白光色散實驗。此實驗一般用太陽光做實驗用光,但受天氣影響,在沒有太陽光的情況下,可用下面的替代實驗,效果也很理想。用透射式投影儀作光源,拆下投影儀中的反光鏡,把三棱鏡用支架固定,使三棱鏡與投影儀相距適當距離,平行地放在投影儀上,轉動三棱鏡至合適位置,在墻上能成一條清晰的彩色光帶。
9.分析論證,規(guī)律總結
【學生活動】①對實驗現(xiàn)象經(jīng)過觀察、交流、總結:在彩色光帶中從頂角到底面依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫;②引導學生作出各色光通過棱鏡的光路圖,如圖6所示。
【總結】①單色光:不能分解為其他顏色的光,稱為單色光。復色光:由若干種單色光合成的光叫做復色光。光的色散:把復色光分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散。
②如表1所示。
二、案例分析
本案例通過以下幾個方面的加工創(chuàng)新,構成一個探究式學習的課堂教學,充分調動了學生學習的主動性。
1.教材內容的問題化
現(xiàn)代教學論研究指出,從本質上講,感知不是學習產(chǎn)生的根本原因,產(chǎn)生學習的根本原因是問題。沒有問題也就難以誘發(fā)和激起求知欲;沒有問題,感覺不到問題的存在,學生也就不會去深入思考,那么學習也就只能是表層和形式的。
本案例以攝影中的多重影像效果如何實現(xiàn)作為探究問題,并以此問題為主線貫穿整個教學過程:首先是提出問題,一個源于生活的問題能激發(fā)起學生強烈的探究愿望,從而使學生積極主動地投入學習;然后是分割問題,依次分析解決單條光線通過棱鏡的光路、單個棱鏡的成像、分光鏡片(多個棱鏡的組合)的成像,由易至難、逐步深入、逼近主題直至問題的解決。在問題的解決過程中深入本節(jié)學生需要掌握的知識:棱鏡的概念、棱鏡對光線的控制作用、棱鏡的成像特點,這樣處理教材是完全符合學生的認識特點的。
“提出問題有時比解決一個問題還要重要”。本案例中通過三棱鏡成像實驗來培養(yǎng)學生的問題意識,在實驗觀察中學生往往只能提出三棱鏡成一位置偏向頂角的正立像,而忽視一個重要的問題:像的邊緣有彩色光帶。光的色散即以此問題為線索展開。