初中物理是一門綜合性學科。在這門課程中，教師所面對的最大挑戰(zhàn)就是如何讓學生對物理學習產(chǎn)生濃厚興趣，尤其是對比較抽象、理論性較強的光的知識產(chǎn)生深刻認知。在初中物理教學中，諸多學生表現(xiàn)出對物理的抵觸情緒，他們認為物理知識難懂、難學，與實際生活聯(lián)系不緊密。為此，本文采取實驗探究教學方法，以“光的直線傳播”為研究對象，通過一系列的實驗，讓學生自己去探索與發(fā)現(xiàn)，幫助學生了解光的基本原理，鍛煉學生的觀察能力、思維能力、實驗技巧和協(xié)作精神，提高學生的核心素養(yǎng)。

一、教材分析

人教版八年級物理上冊第四章第一節(jié)“光的直線傳播”是關(guān)于光的基本理論知識。經(jīng)過本節(jié)課的學習，學生在觀察、動手操作和動腦思考的基礎(chǔ)上，能將所學知識運用到實際生活中，并用光的直線傳播來解釋生活中的一些物理現(xiàn)象。

學生在親身體驗的過程中可以提高學習動力，激發(fā)學習興趣和求知欲。從形成物理概念，到科學探究過程，再到科學論證的應(yīng)用和分析均可提升學生的物理學科核心素養(yǎng)。

二、學情分析

1.在以前的學習中，學生雖然已經(jīng)接觸了關(guān)于光學的一些知識，但普遍對光學知識了解不多。這一節(jié)是光學的基礎(chǔ)課。

2.八年級學生思想活躍，求知欲強，對許多自然現(xiàn)象都很感興趣。他們具有一定的實踐經(jīng)驗，但無法將觀察到的事物與所學的物理知識相結(jié)合。

3.學生剛開始進行探索性實驗，缺乏設(shè)計實驗的經(jīng)驗，但其有極強的動手能力。因此，教師要在教學過程中適時地給予一定指導。

三、教學目標

1.認識光源知識，并將其歸納為兩大類，如天然光源與人工光源；了解光線沿著直線傳播的條件、現(xiàn)象和應(yīng)用；認識到光在真空中的傳播速度為c=3×108 m/s，在空氣中的傳播速度與在真空中的傳播速度差不多。

2.通過對光在空氣、水、玻璃等介質(zhì)中的傳播和對小孔圖像的觀測，認識到實驗在物質(zhì)問題研究中的重要性。

3.對各種介質(zhì)中光線的傳播特性進行研究，學習對實驗現(xiàn)象進行分析和總結(jié)；運用結(jié)論科學證明了生活中光的直線傳播現(xiàn)象。

4.學生觀看示范及小組實驗，了解空氣中、水中及玻璃中光線的傳播特性，并通過此種方式訓練學生對科學知識的探索態(tài)度與方式，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。通過研究夜間霓虹燈、手影戲、閃電等影像資料，使學生對物理知識產(chǎn)生濃厚的興趣，體會到大自然的奇妙。

四、教學重難點

（一）教學重點

1.學習光沿直線傳播，讓學生思考怎樣才能讓光出現(xiàn)，并研究光在空氣中、水中、玻璃中是如何傳播的。

2.掌握光沿直線傳播的應(yīng)用知識。

（二）教學難點

將光速對比的物理知識運用到實際生活中。

五、教學過程

（一）情境導入課程，用眼睛去感受光

在核心素養(yǎng)視野下，初中物理實驗探究式教學中重視鼓勵學生自主探究，促使其在實驗中解決問題。在學習“光的直線傳播”這一較為抽象的物理知識時，教師通過情境導入與實驗探究內(nèi)容，可以激發(fā)學生的學習興趣，提升學生的科學素養(yǎng)。

在均勻介質(zhì)中光以直線方式傳播，這是一種基本的光學原則。此觀念對學生認識視覺現(xiàn)象、光影藝術(shù)及先進的光學技巧都非常有價值。在教學過程中，教師要先讓學生對生活中的光影現(xiàn)象進行觀察，如一束光線從窗口射入、樹葉之間形成斑點，從而對光線的直線傳播性質(zhì)有初步的感知。同時，教師還可以利用多媒體數(shù)據(jù)如圖片、視頻等，介紹光線在自然界及人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用，如日食、激光傳播等，以激發(fā)學生的求知欲與探索欲。

教師采用手電筒、紙片、小物品等，創(chuàng)設(shè)一種能夠直觀地顯示光線沿直線傳播的情境。如教師可以在教室內(nèi)創(chuàng)造一個微暗的環(huán)境，手電筒作為光源，對著墻壁或白色幕布照射。學生圍坐在手電筒周圍，觀察光線的路徑。同時，教師可以在光線路徑中放置不同形狀的物體，如球體、立方體等，讓學生觀察物體背后形成的陰影，并討論陰影的形狀與物體形狀之間的關(guān)系。通過這個實驗，學生可以直觀地感受到光的直線傳播，理解光線遇到障礙物時的行為。為加深理解，教師可以引導學生進行一項更具探究性的活動——使用幾片不同顏色的透明塑料片，疊加在手電筒的光源前，觀察光線通過這些不同顏色的透明塑料片后在白墻上形成的色彩。通過這一活動，學生不僅能感受到光的直線傳播，還能初步接觸到光的色散現(xiàn)象，為后續(xù)的深入學習奠定基礎(chǔ)。

（二）創(chuàng)造實驗機會，了解光的直線傳播條件

★實驗1——光在空氣中傳播

以核心素養(yǎng)為視角的初中物理教學，注重以實驗探究為手段，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在“光的直線傳播”教學中，教師通過“光在空氣中傳播”的實驗，幫助學生了解光的基礎(chǔ)知識，讓其通過科學手段探究未知事物。

本實驗旨在使學生認識到光線在諸如空氣等均質(zhì)介質(zhì)中直線傳播的條件及特點，實驗所需的器材有手電筒，不同尺寸的硬紙板、薄的半透明紙或窗簾以及一間暗室和可遮蔽光線的環(huán)境。

實驗步驟如下：

1.準備環(huán)境：教師選擇一個可以部分遮光的教室或?qū)嶒炇?，確保環(huán)境足夠暗，使得光線的路徑可被清晰觀察。

2.初步探索：打開手電筒，對準空曠的區(qū)域，讓學生觀察光線在空氣中的傳播情況，引導學生注意到光線似乎是沿直線傳播的。

3.設(shè)置障礙：在光線路徑中依次放置不同大小的紙板，觀察紙板背后形成的陰影區(qū)域，引導學生探究陰影的形狀與紙板大小、形狀和光源距離的關(guān)系。

4.觀察和記錄：學生在不同條件下觀察光線的傳播情況，并記錄光線通過小孔或狹縫時的變化，了解光的直線傳播在不同條件下的特性。

5.理解和應(yīng)用：教師利用半透明的薄紙或幕布，展示光線在遇到不同介質(zhì)時的散射現(xiàn)象，進一步理解光的直線傳播條件。

教師應(yīng)讓學生主動地參與到實驗中，并根據(jù)實驗結(jié)果給出相應(yīng)解釋。在此基礎(chǔ)上，教師還可以指導學生將實驗結(jié)果與現(xiàn)實生活中的光線傳播現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)，如陽光穿過窗子時的光斑、樹葉之間的影子等，使學生能把所學理論知識運用于現(xiàn)實中，提高學習的實踐性。此外，教師還可以運用仿真軟件、虛擬實驗等先進的教學手段，讓學生有更多機會去探究光線的傳播規(guī)律。

★實驗2——光在水中傳播

為了直觀地展示并讓學生了解光在水中的直線傳播條件，教師設(shè)計了以下實驗活動，促使學生觀察并理解光在從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時直線傳播條件的變化。

1.準備實驗材料

一個大透明玻璃缸或塑料容器、手電筒或小型激光筆、白色卡片或屏幕、米尺或直尺、水。

2.實驗步驟

準備工作：在半黑暗的房間內(nèi)，將透明玻璃缸放置在桌子上，并緩緩加水至缸的■高度。

設(shè)置背景：在缸的一側(cè)外部放置一張白色卡片或屏幕，作為觀察光線傳播效果的背景。

光線照射：學生使用手電筒或小型激光筆，從水缸的一側(cè)向水中照射光線。為了清晰觀察光線在水中的路徑，光源應(yīng)盡量貼近水面并保持一定的傾斜角度。

觀察記錄：學生從缸的另一側(cè)觀察光線進入水中的路徑，特別是光線進入水中和離開水面進入空氣時的變化，并使用直尺測量光線在水中的傳播路徑和角度。

變量探究：改變光線入射角，觀察并記錄光線在水中的傳播路徑是否有變化，以及光線從水中射出到空氣中時的路徑變化。

結(jié)果分析：學生討論光線在水中的直線傳播和從水中射出時的路徑變化，探討光在不同介質(zhì)中直線傳播的條件和特性。

在實驗后，學生探討為何光線在進入水中后會略微彎曲，但在水中仍然大致沿直線傳播？同時，學生討論光線在不同介質(zhì)中傳播速度的變化對光線路徑的影響。通過改變?nèi)肷浣堑姆绞?，學生觀察光線在水中的傳播路徑，理解光的直線傳播與介質(zhì)的性質(zhì)之間的關(guān)系。

（三）嘗試建設(shè)模型，提升學生的動手能力

為提升學生的動手能力，并深入理解光的直線傳播，教師可以設(shè)計一項建設(shè)模型的實驗活動，旨在通過學生自己制作模型來觀察和解釋光的直線傳播現(xiàn)象，從而加深學生對該物理原理的理解。

1.實驗?zāi)康?/p>

制作和使用簡單的光學模型，直觀展示光的直線傳播原理，并探索光線遇到障礙物時的行為。

2.實驗材料

·長直管（如透明塑料管或紙筒）

·小型激光筆或手電筒

·不透明材料（如硬紙板）、制成的障礙物（各種形狀）

·白色屏幕

·剪刀和膠帶

3.實驗步驟

模型準備：學生使用長直管作為模型的主體，模擬光的傳播路徑。管子的長度和直徑應(yīng)允許光線在內(nèi)部直線傳播而不受外部光線干擾。

障礙物設(shè)置：學生在管子的一端內(nèi)部固定一些不透明材料制成的障礙物（如小圓盤、三角形或矩形），用以模擬光線在遇到障礙物時的行為。

光源定位：學生在管子的另一端放置小型激光筆或手電筒作為光源，確保光源發(fā)出的光線能穿過管子并直接照射到障礙物上。

觀察光線：學生將白色屏幕放置在管子障礙物端的對面，觀察并記錄光線通過障礙物后在屏幕上形成的陰影。

障礙物變換：學生更換不同形狀的障礙物，重復實驗步驟，觀察不同障礙物形狀對光線陰影的影響。

記錄與分析：學生記錄每種障礙物形狀下光線在屏幕上的陰影形狀，分析光的直線傳播如何造成不同形狀的陰影。

學生探討障礙物形狀對光線陰影形成的影響，理解光的直線傳播在形成陰影方面的作用。同時，學生進一步分析光線通過不同直徑的管子時，在屏幕上形成的陰影有何不同，從而理解光的直線傳播特性。在實驗中，學生可設(shè)計自己的實驗變量，如使用彩色透明塑料片覆蓋管子一端，探索顏色對光線傳播的影響或者在管子中加入一些小鏡子，進一步探究光線在鏡子反射后的傳播路徑。如此一來，學生在親手制作科學模型的基礎(chǔ)上，可以在實際操作和觀察中深刻理解光的直線傳播原理。這種以動手實踐為核心的教學策略，能有效提升學生的動手能力和科學探究能力，有助于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

六、總結(jié)

以“光的直線傳播”為主題，通過實驗探究的方式加深學生對光基礎(chǔ)知識的了解，并提升學生的科學探索與實際應(yīng)用能力。通過設(shè)計和開展光在空氣中的傳播、光在水中的傳播等實驗，學生對光在空間中的傳播規(guī)律有了直觀的認識，并培養(yǎng)了主動探究的能力。然而，在未來的教學過程中，教師還需要對實驗的設(shè)計進行改進，確保每位學生都能充分地參與到實驗中，使理論和實際相結(jié)合，從而提高教學質(zhì)量，提高學生的核心素養(yǎng)。

（作者單位：甘肅省寧縣和盛初級中學）

編輯：趙文靜