光的直線傳播教學中問題

光的直線傳播教學中有關問題

    “光的直線傳播”教學中有關問題的芻議     河北省邯鄲學院物理系 王新春      
    “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律──光的反射定律和折射定律。所以,在初中階段,學生學習光的有關知識、認識光現象時,首先要建立“光在均勻介質中沿直線傳播”的概念。這節課看似簡單、意義卻重大,教學中存在哪些問題,在課程改革的新形式下又應注意哪些問題呢?
    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,是一種物理模型化思想,這種物理思想對學生以后的學習是非常重要的。教師在引入光的直線傳播時,往往通過幾個演示實驗來說明,如讓學生觀察光在空氣、水、玻璃等介質中走過的路徑。為了使現象明顯,一般采用在空氣中吹入煙霧、水中加入牛奶等手段。但是,如果教師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”來引導學生觀察,勢必會造成學生產生“光線實際存在”的誤解,也就失去了對學生進行物理思想教育的良機。
    二、“均勻介質”的說明
    建立“光的直線傳播”的概念并不難,因為小學自然課中講過相關的知識,學生也有相應的生活經驗。然而,要說明“均勻介質”卻并不容易。教材中一般使用“早晨能夠看到沒有升到地平線上的太陽”為例,來說明介質不均勻時光線會發生彎曲,事實上,初中學生大多都不能理解,所以,該例子不能很好地與學生的認知結構發生作用。由于“看到沒有升起的太陽”是因為大氣不均勻而造成的光的折射現象,所以完全可以用其他折射現象的例子來講解,如海市蜃樓現象,雖然大多數學生也沒有這樣的生活體驗,但對該現象還是比較了解的。
    另外,有的教師在說明“均勻介質”時,往往加上“透明”等定語,這是沒有必要的一方面,介質即指能夠傳播光的物質,必然是透明的;另一方面,物質是否“透明”是由光線能否通過來區分的,反過來再用“透明”說明光線,犯了循環定義的邏輯錯誤。
    三、“日食”、“月食”現象的解釋
    這節課安排“日食”、“月食”的成因分析,是為了用“光的直線傳播”來解釋物理現象,進而說明“光的直線傳播”的正確性。所以,許多教師認為,沒有必要對日、月、地三者的運動關系進行說明,否則會影響本節知識重點的講述。這一方面體現了教師“知識本位”的教學觀,只注重“知識與技能”的學習,忽視了“過程與方法、情感態度與價值觀”的教學目標;另一方面,忽視了對學生綜合能力的培養,不利于培養學生適應學習化的社會。這里還有一個應該注意的問題。在說明“均勻介質”時,曾說明光在疏密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”的成因,勢必會造成學生認識上的模糊。從這一點上說,前面使用“早晨看到沒有升出地平線的太陽”的例子也是不可取的。
    四、與聲音的傳播進行類比
    類比是物理教學常用的教學方法之一,尤其是在初中,由于學生的知識水平有限,有些概念的引入,只能采用類比的方法,如電壓概念的引入,從水流的形成原因──水壓來類比,而不能從電勢的概念引入。
    在“光的直線傳播”這節課,有的老師類比聲音的傳播來引入光的傳播。這樣做雖然注意了知識的前后聯系,但忽視了很重要的一點,聲音是由于物體的振動而產生的,只具有波動性,而光具有波粒二象性,這也是光能夠在真空中傳播的原因,即光的傳播可以沒有介質,而聲音必須在介質中才能傳播。
    由此看來,一節看似簡單的課,仔細分析,有許多問題值得探討。這就要求教師在課堂教學設計時,不僅要深入鉆研教材,而且還要敢于超越教材,將教材作為重要的課程資源來使用。只有這樣,我們的教學才能更好地服務于學生的全面發展。
    2005-09-09  原載《中學物理教學參考》2005.7  下載:

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