高中物理新课程关于光学内容的教学体会

高中物理新课程关于光学内容的教学体会

郝国华

【作者机构】包头市第九中学

【来   源】《科技展望》 2015年第3期P184页

【分 类 号】G633.7

【分类导航】文化、科学、教育、体育->教育->中等教育->各科教学法、教学参考书->物理

【关 键 字】新课标 光学

【摘   要】新人教版物理与旧人教版物理在光学课程中的教学存在很大的差异,本文主要进行了新旧人教版在此部分内容的对比,在教学中有了很多的体会,新课标更加体现出以学生为主体,并注重三维目标的培养,并加强了学生对此内容的理解与应用。

光现象与人的生活息息相关。光对人类非常重要，我们能够看到的外部世界丰富而多彩的景象，是因为眼睛接收了光。人类由感觉器官接收到的信息中，有90%是通过眼睛得来的。人类很早就开始了对光的观察研究，逐渐积累了丰富的知识。

（1）通过实验，理解并掌握光的折射定律。

（2）测定相关玻璃材料的折射率。

（3）了解光导纤维的工作原理与光纤在生产、生活中的实际应用，认识光的全反射现象，认识光纤技术针对经济、社会生活与发展的重大影响。

（4）观察光的衍射现象、干涉现象和偏振现象。知道产生干涉现象、衍射现象的条件。用双缝干涉的实验测定光的波长。

（5）了解激光的特点和应用，利用激光观察全息照相。

通过本模块前两章的学习，学生已经初步了解了机械振动和机械波的一般规律，知道机械波具有干涉、衍射和偏振等特性。本章通过介绍光所具有的相同的干涉、衍射、偏振的特性，使学生知道光也是一种波动。另一方面，光由于其特殊的性质使它有别于机械波，而与红外线、紫外线、X射线等同属于电磁波。

在初中学生已初步了解光的反射现象和折射现象的基础上，本章第1节对光的反射进行了基础回顾，对光的折射进行了定量的研究，通过实验使学生理解掌握折射定律并测出玻璃材料的折射率。接下来的几节课以上一章机械波内容为基础，分别对光的干涉、衍射、色散和偏振等现象进行了演示实验和理论探讨。第8节介绍了一种特殊光——激光及其应用。在各节的处理上，都是围绕实验（包括演示实验、学生实验、课后小实验等）展开，通过对实验现象的探究，发现其物理规律，再提升为理论内容，最后介绍其具体应用。

3.1　光的直线传播

本节内容在初中已经学过，所有知识点都是知道要求，教学中课引导学生回忆初中的有关知识，将重点放在人眼产生视觉的原因及人眼如何判断发光点的位置上。对光沿直线传播的例证，教学目标中没做要求，教学中不必过多涉及，在练习中有所体现即可。对“光线”概念的教学，可与“电场线”“磁感线”的引入作类比，强调“光线”是一种理想化模型及建立这种模型的实际意义，本节课的教学不要太拘泥于教材内容，要多联系生活实际，增加学生感兴趣的东西，以调动学生学习光学的积极性和主动性。

3.2　光的折射

本节的重点是折射定律及折射率两个概念的理解，反射定律初中已经学过，不必作过多的讲解，应该主要精力放在折射定律上。教学参考上提到折射定律的教学可以充分体现物理学研究的方法，可采取“发现法”进行教学。“发现法”教学已经提出多年，是让学生通过动脑动手，通过实验观察现象、收集数据，对现象和数据进行分析进而自己得出结论的方法。对于折射率，要让学生体会到他是反映介质光学特性的物理量，是由介质决定的，折射率越大，介质对光的偏折作用越厉害。同时可结合课后的小实验让学生明白发生折射的原因是由于光在不同介质中的传播速度不同。

3.3　全反射

本节的教学重点是全反射现象级临界角概念的理解。教学中药做好课本图19-14的演示实验，有条件的话也可进行分组实验，引导学生观察当入射角变化时反射光线和折射光线的位置及亮度变化情况，从中领悟全反射现象及临界角的物理意义。再次基础上要引导学生从理论上分析发生全反射的原因，一定要让学生理解全反射现象时光从光密介质射向光疏介质是入射角增大到一定程度的必然结果。光纤通信是全反射现象的应用，为提高学生学习的兴趣，除做好课本图19-15的实验外，可在课本内容的基础上适当增加光纤通信的原理及光导纤维的其他应用。教材在这方面提供了较多的材料，教学中应合理利用。另外，要引导学生看好“阅读材料”，让学生真正体会到生活中有物理，物理存在于生活中。解答全反射问题的关键有两个，一是作出叫精确的光路图；而是正确画出特殊光线，即对应临界角的临界光线。

3.4　光的色散

棱镜的教学主要影视学生理解通过棱镜侧面的光线向底面偏折的道理。有条件的学校可先让学生做实验或进行演示实验，使学生对此有个感性认识，然后引导学生应用光的折射定律作出光路图，并结合折射率思考偏折角跟折射率的关系。色散知识并不难，教学要求也不高，有条件的话课让学生在实验室里用分光镜观察钠光谱、气体光谱和连续光谱。全反射棱镜属阅读材料，在了解全反射棱镜的特点之后，着重引导学生分析一些实际例子，如自行车尾灯、潜望镜、望远镜中的全反射棱镜的作用及优点等，还可查找有关的材料让学生阅读，以培养兴趣和拓展知识面。

3.5　光的干涉

本节的重点做好杨氏双缝干涉实验利用光路差和光的波长间的关系，分析双缝干涉实验中明暗条纹的分布情况；定性的讨论在双缝间的距离和狭缝与屏间的距离不变的条件下，单色光产生的干涉条纹间距与光的波长成正比，从而让学生理解不同色光具有不同的频率与波长。教学中要做好演示实验。用激光作光源时，可以去掉前面的单缝，因为激光是比较严格的相干光。本节配置的例题和练习，大豆与双缝干涉实验有关，借助例题和练习使学生掌握相干条件、干涉条纹间距与光波波长的关系以及可见光中各色光频率、波长的关系，同时能利用波速公式进行简单分析和计算。薄膜干涉只要求学生有初步认识，教学时可让学生多观察、如肥皂沫的干涉、空气膜的干涉、油膜的干涉、牛顿环等，以增加学生对薄膜干涉的感性认识。

3.6　光的衍射

光的波动性这一章的教学要求是循着历史发展的线索引导学生了解光的本质。学习光的衍射这一节，对学生进一步认识光的波粒二象性、建立辩证唯物主义世界观具有重要的意义。由于光的衍射这一节学习水平只要求达到知道层次即可。因此，本节课的课堂设计应通过不断提出问题，让学生自己探索研究、实验观察、阅读课文、分析讨论，引导学生自己获取知识、运用知识，并从中培养学生思考问题、探究事物规律的方法和态度。实验时物理学的基础，在近代物理知识的教学中，由于学生缺乏感性材料，更应注重实验教学。应让学生了解，光的直进是几何光学的基础，光的衍射现象并没有完全否定光的直进，而是提出了光的直进的适用范围或者说他的局限性。