沪教版（上海）物理八年级上册-2.4 《光的色散》 教案

《光的色散》
一、对课程标准相关内容和要求的理解
光的色散是八年级物理第一学期光学部分的内容，是对颜色之谜的揭秘，同时使学生体会到光学知识渗透在生活的各个方面，物理来源于生活又服务于生活。光的色散现象对光的传播规律的一个应用、拓展与延伸。虽然它是A级知识点，但对它的研究是一个很好的科学实验探究选题，因为这些知识与学生的生活实际联系密切，便于学生提出问题、形成猜想与假设，通过实验获得信息，得出结论。可以帮助学生初步了解自然界中各种颜色的产生原因，激发学生对自然界的好奇，对科学探索的兴趣，同时获取知识、了解自然中的过程中得到的满足感与兴奋感。
二、实验教学目标
学生在经过第一章声现象的学习后，已经具有了初步通过实验观察获取新知识的能力和进行科学探究的经验，由于学生对光现象的认识还比较肤浅，但对光现象形成的现象及原因比较感兴趣。所以，根据学生的心理特征及课程标准的要求，我制定了如下的教学目标。
知识与技能
（1）
知道光的色散现象及成因；
（2）
知道光的三原色；
（3）
知道透明物体、不透明物体的颜色。
过程与方法：
通过一系列小实验，感受观察和实验是研究问题的重要方法，感受透过问题看本质的科学思维方法。
情感、态度与价值观：
通过一系列的实验过程，体验乐于思考、敢于质疑的学习乐趣，体验交流合作的快乐和成功的幸福感。
三、实验内容设计
为了达成以上教学目标，我设计了四个实验内容。
1、体验光是有颜色的。演示实验：利用分光棱镜感受光是有颜色的。
2、白光的色散。学生实验：白光的色散。
3、光的三原色。学生实验：三原色光混合实验。
4、物体的颜色。学生实验：透明物体和不透明物体的颜色。
四、实验方法设计
1、体验光是有颜色的。
演示实验：利用分光棱镜感受光是有颜色的。
实验器材：强光手电，分光棱镜。
具体方法：在引入课题的时候，首先出示一个透明的正方体（即分光棱镜），它本身没有颜色，然后用强光手电照射分光棱镜，发现棱镜的其它面向各方向发散出各种颜色的光线，。由此引发思考，颜色从哪里来？得出光是有颜色的。
此实验器材的优点是操作简便，现象明显，无需移动光屏到处找彩色光带，而且百分之百成功，有利于制造认知冲突，激发学生求知欲。
2、白光的色散。
学生实验：白光的色散。
实验器材：三棱镜、喷壶、盛水烧瓶、水晶球、放大镜等。
白光的色散时本节课一个重点，因此我在这里设计了学生实验，引导、鼓励学生尝试利用各种实验器材使白光色散。通过实验了解光的色散现象，同时让学生参与课堂，提高动手能力，加强同学间协作精神，感受观察和实验是研究物理问题的重要方法。然后通过课件将抽象知识转化为直观图像信息，解释光的色散原因。
3、光的三原色。
学生实验：三原色光混合实验。
实验器材：自制RGB发光二极管简易色光混合演示器
引入光的三原色后，活动卡上是用计算机调色板功能把屏幕上的三原色合成不同的复色光，我希望能找到一种更加直观、操作简便的实验器材替代计算机操作。偶尔一次在STEM实验课上，发现这种三原色发光二极管，在电路控制下交替发光，我想能否把它制成色光混合器。经过多次实验，我成功的使三原色光混合发出白光。它的成像原理就是以三原色光共同交集成像，这是我利用一个RGB四脚发光二极管制成学生简易色光混合演示器，通过导线可分别接入红、绿、蓝三色，也可以同时接两个或三个接线柱，红+蓝=品红
红+绿=黄
绿+蓝=青
红+绿+蓝=白
该实验器材取材简易、造价低廉不到1元钱，操作简单、效果明显，方便学生通过实验探究三色光的混合。
这是升级版的色光混合器，它可以通过调解滑动变阻器，改变通过小灯的电流，从何可以混合生成更多颜色的复色光。
4、物体的颜色。
学生实验：透明物体和不透明物体的颜色。
实验器材：三色强光手电，滤片，多彩玩偶或卡片。
具体方法：（1）透明物体的颜色。在暗室中，用不同颜色的滤片遮住手电，观察光通过滤片的颜色。（2）不透明物体的颜色。原本该实验条件要求较高，一般在教学中都是放录像，供学生体会，偶尔一次我发现了这种三色强光手电，在相对较暗的环境中就可以研究物体的颜色，亮度还不会伤害小朋友的眼睛，实验效果明显，便与学生总结得出结论。这是我分别利用白光、红光、绿光、黄光照在玩偶上的效果。
五、教学过程设计
一、新课引入：首先利用分光棱镜感受光是有颜色的。由强烈的认知冲突，引发学生的自主思考，颜色从哪里来？由于学生的认知遇到挑战，这时学生的求知欲望会很快高涨，促使学生积极高效的进行学习。
这时再追问生活中你看到过类似的情景吗？引导学生联系生活实际。学生很容易联想起夕阳、彩虹等等。由此学生引导学生大胆提出猜想：太阳光（即白光）是有颜色的。
在猜想的基础上，让学生进行分组实验“寻找彩色光带”。同时思考：你看到了什么现象，这个现象说明了什么？
在实验过程中，我会巡视、引导学生完成实验，同时重点关注学生是否能成功的用三棱镜将太阳光进行分解。
通过分组实验，并相互交流，引导学生得出：白光不是最单纯的光，是由多种色光混合而成。借由再现牛顿通过三棱镜分解太阳光的实验，向同学们介绍有关光谱，复色光、单色光等概念。同时利用多媒体引导学生分析色散现象产生原因，并通过阅读课本，解释彩虹是怎么形成的。
补充：（1）分析色散原因时有梯度的提出几个问题：白光由空气斜射入棱镜时发生了光的什么现象？（2）每种色光折射程度是否相同？（3）虚线显示出的是哪两种色光的偏折程度，它们之间有差异吗？（4）哪位同学可以总结出白光色散原因？
回答：白光是由多种色光混合而成，棱镜对各种单色光的折射程度不同。
彩虹成因分析：彩虹现象与三棱镜色散原理相同，都是由于不同的单色光在介质中的偏折状况不同而形成的。（具体解释：彩虹是太阳光穿透雨的颗粒时形成的。原本光是笔直行进的，但它也具有一旦进入水中就会折射的性质。因此太阳光在通过雨的颗粒时就会折射。此时，由于光折射的角度因颜色而各异，所以七种颜色会以各自不同的角度折射。所以七种颜色会很漂亮地排列起来。这就是形成彩虹的原理。因为彩虹呈现于与太阳方向相反的天空，所以想在雨后看彩虹时要背对着太阳。）
学习光的分解后，引导学生从光路是可逆的思想出发，理解光既可以分解，也可以合成。播放事先拍摄由全彩电子屏显示的彩色画面，然后通过拉近距离使同学们清楚的看到丰富多彩的颜色是竟是由一簇簇由红绿蓝三色的LED灯发出的，
由此引入光的三原色。在引起学生兴趣之际，利用RGB四脚发光二极管制成简易色光混合演示器，方便学生通过实验探究三色光的混合。教师利用三原色光演示仪，让学生认识到大自然中的万紫千红都是由红，绿，蓝这三种颜色的光按不同比例混合而成的。并联系学生熟悉的手机屏、电视屏等等体会物理来源于生活又服务于生活。
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请学生欣赏一段变色服装秀，引起学生提出疑问：物体的颜色有何决定？根据光的可透性可以把物体分为透明物体和不透明物体。请同学们分工协作，分别探究透明物体和不透明物体的颜色由何决定？
实验结束后，相互交流汇报结果，引导学生得出正确结论。鼓励学生踊跃发表自己的看法和并提高语言组织与表达能力，老师也要及时发现学生的亮点，及时评价。联系实际，介绍照相机的彩色滤光镜在摄影中的作用，感受物理来源于生活，服务于生活。
三、
应用与拓展：解释生活中的现象。
1、出示污染天空的落日与未被污染天空的落日对比，解释原因。
2、开放性知识学习，在课前已经让学生搜集红外线，紫外线的相关知识，现在就由学生进行课堂展示，这一环节的设置，既锻炼了学生搜集和整理信息的能力，也通过课堂展示提高学生的自信心。
四、课后作业。
完成练习部分P40光的色散内容。将彩色转盘的制作作为一项课外实验探究作业，初步学会撰写实验报告，有能力的小朋友可以根据网上的资料，尝试模拟牛顿利用牛顿光盘预测色光混合实验，并通过实验和计算机调色板功能来验证你的预测是否正确。这一设计是为了让学生学以致用，同时锻炼学生的动手能力和创造能力。
六：教学反思与评价
因为学生在日常生活中学生接触过一些色散现象但是不知其所以然，所以这节课我主要采用演示实验和学生实验相结合的方法，充分发挥物理实验的功能，使教学内容从抽象到形象。采用教师启发、引导，学生主导的学习方式，使教学过程成为学生主动学习的过程，让学生在探索学习的过程中，感悟实验对物理学的重要性和体会合作学习的乐趣，提高学生的科学素养。
考虑到本即可个别光学实验要求较高，实验不易观察或不易成功，因此在设计本节课时，我尝试了很多的方法与材料，找出较易操作且成功率高的实验器材。经过试讲后，深受学生的欢迎，教学效果明显。