《光和颜色》(二)
浙江省温岭市第三中学 叶富军老师供稿
【学情分析】
1.学生在小学里已经做过和看过光的色散实验,随着学生认知能力的提高和发展,重新观察该实验,让学生对此现象有进一步的更深刻的理解,并能解释相关现象。
2.学生对不同色光混合成的颜色、透明体的颜色、不透明体的颜色(及颜料的颜色),这部分复杂内容了解不多,这是学生学习的难点,处理不好会使学生产生学习科学的畏难情绪。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)通过观察和实验了解太阳光的组成,知道白光是复色光。
(2)了解光的三原色是:红、蓝、绿及三原色的组合后的颜色。
(3)知道看不见的光:紫外线和红外线极其简单的应用。
(4)知道不透明物体的颜色和透明物体的颜色的成因,并能用此解释一些自然现象。
2.过程与方法
通过学生玩游戏,教师做实验,学生探究,学会分析实验现象,得出概念和规律,再用所学的知识解释一些简单的自然现象。
3.情感、态度与价值观
通过探究身边某种现象的原因,激发学生学习的兴趣,再沿着科学家的足迹亲身经历实验探究,尝到发现规律的成功乐趣,培养学生实事求是的态度。通过介绍牛顿的研究成果激起学生热爱科学、相信科学、运用科学的信念。
【重点难点关键】
1.重点:白光是复合光,三棱镜对白光的折射作用,物体颜色的成因。
2.难点:理解白光的色散现象及规律;不透明物体的颜色的成因和透明物体颜色的成因。
3.关键:做好实验,能从实验中提取有用信息。
【器材准备】
1.教师准备:平行光源(投影机、手电筒)、三棱镜、三色陀螺一只、三张玻璃纸(红、绿、蓝)、颜料工具一套、激光器、电视遥控器一个、验钞机等。
2.学生准备:肥皂泡泡盒、光盘及每组同学做一副太阳镜(红、黄、绿、蓝玻璃纸)。
3.课前做好用平面镜分解太阳光的实验(录像)。
【教学过程】
课前玩小游戏:让学生玩用肥皂水吹泡泡的游戏。同时观察吹出来的泡泡有什么颜色?
1.准备引入
师:叫一个同学上来(在投影仪的灯光照射下)做吹泡泡实验,并思考这颜色是从哪里来的?
(意图:使学生在玩得兴奋时产生矛盾,以激发学生的求知欲望。)
2.新课展开
师:其实这个问题科学家们也曾经困惑过,不过他们已经解决了。那我们现在能否也来设计一个实验方案解决刚才的问题呢?(仅用水能有刚才的现象吗?)
让学生仔细观察事先准备好了的录像(若有阳光的话,就将光射到平静水中的平面镜上,观察发生反射的现象),能发现什么?(超市式探究)
生:光射到肥皂泡泡和水中都能产生出各种颜色。
师:那光射到其他物体上呢,是否也有这种现象。让学生仔细观察事先准备好了的光盘的背面,又能发现什么?
生:有各种颜色。
师:现在你知道各种各样的颜色是从哪里来的了吧?
(意图:通过学生思考、探究活动,发现矛盾的焦点所在,然后通过实验证明自己的猜想是否是正确的,培养学生科学的态度。)
活动:让一位学生上台用三棱镜将(太阳)光照射到白墙上,如图3‐19所示,并观察白墙上光的颜色。和刚才的现象相同吗?
图3‐19
结论:学生交流初步得出自然光中有各种颜色的光。
师:再用激光(相同频率相同方向的光,即光放大)照射到三棱镜上,再观察白墙上光的颜色?(进一步确认自然光中有各种颜色的光)再找一找墙上出现了几种颜色的光?
生:没有其他颜色。
(1)光的色散
师:太阳光经过三棱镜后出现了七种颜色,而激光却没有,进一步说明各种颜色是由白光产生的,那这是一种什么现象呢?
生:光的色散。
师:白光通过三棱镜后分解成七种颜色的现象称为光的色散,是由英国物理学家牛顿首先发现的。(意图:简单介绍牛顿等科学家发现光颜色现象的成就,激发学生学习热情。)太阳光的组成———太阳光是一种复合光,由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成。
师:生活中还有哪个现象是光的色散现象?
生:彩虹(展示彩虹图片,如图3‐20)。
图3‐20
(2)光的三原色———红、绿、蓝
师:同学们,既然太阳光能分解为单色光,那单色的光能重新组合为其他颜色的光吗?在我们身边有吗?(春节我们最喜欢看的……抬头看看:电视。)
活动:让学生用放大镜观察电视屏幕上的颜色。能看到几种颜色。(超市式探究)
(或用圆柱状的杯子盛水紧贴电视屏幕,再通过杯观察屏幕可以看到三色:红、绿、蓝。也可以直接在屏幕上粘一滴水,在水滴中可以看到颜色,注意安全教育。也可以看各卫视的台标)
结论:电视屏幕上只能观察到三种颜色:红、绿、蓝。
师:但是我们却能看到更多的颜色。这是怎么回事呢?
图3‐21
①如图3‐21光的三原色及二色、三色的混合色
红、蓝———品红色 红、绿———黄色 绿、蓝———青色 红、绿、蓝———白色
②实验:用小陀螺演示(课件展示)
(注意:色光的混合与颜料的混合:光有红、绿、蓝三种色光,颜料盒里也有红、绿、蓝三种颜料,把他们混合会怎样?不一样。光的三原色———红、绿、蓝;颜料的三原色———红、黄、蓝。时间允许的话可以打开水彩笔盒看一看。)
(意图:培养学生逆向思维,从而揭开自然现象的本质所在。)
师:同学们,彩电的图像很清晰也很漂亮,但是只看一个台也是很单调的,那如何转换频道呢?
生:遥控器。
(3)看不见的光
①红外线
师:用遥控器转换电视频道(或切换电脑),是怎样实现转换的呢?
问题:你看到红外线了吗?它确实存在吗?(超市式问题)
生:查资料,红光外侧存在一种人眼看不见的光,这种光具有明显的热效应,经过大量的资料证明,这就是红外线。
红外线的应用:重点突出红外遥感在卫星上的应用。
②紫外线
师:出示验钞机。它是利用红外线的吗?那又是一种看不见的什么光呢?你知道验钞机是利用什么原理的?(超市式问题)
生:紫外线———在紫光以外有一种看不见的光。
师:你知道紫外线有哪些应用吗?
生:紫外线的应用:荧光效应、杀菌、消毒的作用。
(意图:通过彩电将上下知识衔接在一起,达到自然过渡,通过讲解红外线来了解我国的当代科技成果。)
过渡:同学们,原来太阳给予我们的光是如此美丽,还有看不见的红外线和紫外线的作用也有那么大。那我们有没有想过:光有不同颜色,我们的衣服也有不同颜色,它们之间是否存在联系呢?
(4)物体的颜色
①不透明物体的颜色
师:在春节时穿的衣服都很漂亮,如果我们在暗室里还能看到同学穿那么漂亮的衣服吗?
生:这说明只有在阳光(白色光)的照射下,物体才呈现出颜色。
师:那么,为什么在同样光源的照射下,各种物体会有不同的颜色呢?(超市式问题)
生1:看到物体颜色的条件:哪种单色光能进入眼睛,看到的就是哪种颜色。(实验补充)
生2:太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫多种色光混合而成的。不同的物体,对不同颜色的光线,吸收能力和反射能力又各不相同。
生3:被物体吸收的光线,人们就看不见,只有被反射的光线,人们才能看到。
结论:某种物体能反射什么颜色的光,在我们看来,它就具有什么样的颜色。
(活动:课件演示各种光的反射与颜色的关系)
过渡:现在你能说说:红色的花为什么会呈红色?白色的衣服为什么呈白色?黑色的布为什么呈黑色?(超市式问题)
②透明物体的颜色
师:你们现在能让老师穿的这件衣服变得好看吗?
分组实验:每个小组中的一个同学用一副粘上玻璃纸的眼镜(或直接用滤光片),观察不同颜色的花。能准确找到同学指定的各色花吗?
现象交流:能让老师这件白衣服也“变成”红衣服啦,“变成”绿衣服……
用事先准备好了的光源,照到不同颜色的滤光片上去……
师:你能从现象中找出透明物体的颜色的形成吗(是因为对太阳光的反射还是某种色光能透过形成的)?
结论:透明物体的颜色:决定光透过的颜色,能透过什么颜色的光,就显示什么颜色。如:红色透明体只能透过红光。
师:我们的教室玻璃窗(或汽车玻璃)是什么颜色的?你知道其中的原因吗?
生:应该用透光好的。
思考:你有没有见过家里的阳台上用蓝色玻璃的?白天在室内是感到亮还是较暗?为什么呢?家里物体的颜色有变化吗?请你作出评价。(超市式问题、超市式评价)
生1:家的对面有,看上去很暗的。
生2:只有一色光进来,透光不好。
生3:对眼睛有损害的。
生4:房间里的物体颜色都变了……
(意图:从看了衣服的颜色漂亮到把衣服的颜色变得好看,从而解决了透明和不透明物体的颜色是由什么决定的问题,贴近生活,使学生感觉学到的知识有用,从而想学乐学。)
3.我们的收获(课堂小结)
(1)知识源于生活(什么是光的色散?太阳光经过色散后出现了几种颜色?)
(2)看不见却存在(看不见的光有哪几种?)
(3)透明不透明的颜色(不透明的物体和透明物体的颜色是由什么决定?)
4.课外探究:同学们,这节课和大家一起走进了光和色彩的世界,当我们站在高山上眺望远处,天空是那么的蓝。你能用学过的知识解释天空为什么是蓝色的吗?你能将这一情境用色彩笔绘画出来吗?
【课后反思】
从日常生活中学生玩肥皂泡的例子出发(基准点),教师再与学生一起观察肥皂泡,提出它的颜色是哪里来的问题,使学生产生了矛盾(生长点)。再介绍科学家牛顿也做过这个实验,激发学生学习兴趣(兴奋点)。紧接着教师通过实验(三棱镜)和分析得出光的色散概念,然后运用所学的知识来解释周围的一些热点、疑点和难点(彩虹、彩电)(分化点)。然后提出如何转换电视频道,进而讲解红外线及紫外线等知识。最后提出光的颜色和物体的颜色是一样吗,再来讲解最后一部分内容物体的颜色。从而进一步认识了自然现象和规律。结束留给学生动脑和动手相结合的方式做一个课外探究,也是所学知识的升华(制高点)。
案例3.6是基于学生学习科学刚起步,这一节又是起步时的章总结,所以教师的重点放在培养学生学习兴趣上。我们主要采取“超市式教学”中的超市式问题让学生挑选着回答,当学生回答有困难时采用了学生求助的方式,再穿插学生对学生的回答作出评价等。这样,在培养学生兴趣的同时激发学生学习的热情,从而引导学生学习科学要讲求方法。现将《生物的适应性和多样性》记录如下。
案例3.6
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