運用“導圖”建構“思維”

吳昊 季長青 吳建東

● 創新整合點

本教學設計的創新整合點，是利用“思維導圖”軟件，向學生傳遞有效的“思維模式”，展示記憶、學習、思考等的思維“地圖”，利于學生的擴散思維的展開。這正是“思維導圖”的內涵所在，也是發展高級思維的一個方法和手段。

● 教材分析

本節是人教版八年級《物理》第二章第五節的教學內容，在主題的闡述和每節內容的編排上，采用了從生活走向物理、從物理走向社會的思路，從學生最常見的光現象入手，引出問題進行探究，然后結合探究過程介紹探究成果在生活、生產和現代高新技術中的應用。本節內容作為光現象的第5節，是在學習了光的反射、光的折射的基礎上進一步學習因不同色光折射率不同引發的色散現象。

教材運用一張彩虹照片，提出了探究白光的色彩的課題，引導學生進入探究活動，使學生認識到白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成的；又利用電視成像的原理引入光的三原色，很自然地引出新的探究課題“色光的混合”；最后通過探究光的混合和顏料的混合獲得相關知識，體驗探究的過程和方法。通過本節課內容可適當引導學生認識光的色散中各種色光為可見光，為第六節《看不見的光》做鋪墊。《光的色散》作為承前啟后的知識，對學生系統地掌握光學的知識體系有著重要意義。

不宜拓展內容：各種色光、顏料混合后的結果；顏料三原色。

● 學生分析

學生生活中已經具備一些對光的認識，對于“必須有光進入人的眼睛，人眼才能看到物體”這一常識有相關的生活體驗；在第二節《光的反射》中也有所涉及。

在實際生活中，學生對白光的認識不到位，根據生活經驗錯認為白光是單色光。對色光的混合不了解，易與美術課中學過的顏料的混合混淆；學生對分解白光的實驗操作方法掌握不到位，對于光源的選擇、三棱鏡的位置、光與棱鏡底面的夾角等影響實驗效果的各個因素不可能全面了解，會影響學生的實驗效果；學生在完成分解白光的實驗后，可能不會從逆向思維的角度來考慮，在看到色散后的各種色光混合成白光后，不一定會從“類比”的角度思考。

● 教學目標

知識與技能目標：通過圖片、視頻、分組實驗，了解光的色散現象；通過對白光的色散實驗知道白光是色光組成的，了解太陽光可以分解成七色光，知道光的三原色；初步了解透明物體和不透明物體的顏色；初步學會觀察與光的色散有關的實驗現象。

過程與方法目標：通過“彩虹的引入”與“尋找彩虹”，初步體驗物理探究的過程，培養學生物理探究的能力、語言表達能力與邏輯思維能力；通過對“三棱鏡色散與水色散”、“色光混合與顏料混合的比較”活動的探究，體驗通過觀察分析，找出研究對象的相同點與不同點的物理思維方法（對比法）；通過課堂小結與解決形成性的課堂練習，體會構建物理知識邏輯結構的過程，加深對規律的理解和思維能力的提高。

情感態度與價值觀目標：通過閱讀牛頓對色散現象的探索歷程，感受到物理的學習是對科學的追求、認識自然的科學態度和探索自然的科學精神；初步體會對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理原理，初步了解尊重事實、實事求是的科學態度；通過對彩屏手機顯示色彩的探究過程，體會物理知識在日常生活中的運用，感受科學的魅力與學習科學的作用。

● 教學環境與準備

多媒體教室，能夠運行和投影課件；LED手電筒、裝有水的玻璃杯、三棱鏡、白紙、光盤、斜放有平面鏡的水槽、小罐空氣清新劑、肥皂水、吸管、紅綠藍三色濾色片、平面鏡、紅綠藍三色反光紙、紅綠藍三色水彩筆、裝有紅藍綠三色及透明的玻璃和三棱鏡的暗盒、彩屏手機。

● 教學過程

1.復習引入新課

師：請大家說出圖片中的光現象分別是由光的三種傳播方式中的哪一種方式形成的？（投影多幅圖片，以幻燈片的方式一幅一幅展示）

學生思考、討論，找出圖片中的光的傳播方式。

師：我們知道彩虹很美，但是你們知道它為什么會出現彩色的光帶？

教師演示實驗1：三棱鏡色散，并利用網絡鏈接牛頓色散的故事。（引入課題：光的色散）

2.色散

活動1：教師進行人造彩虹實驗。器材：矩形水槽一個、平面鏡一個、光屏一個、適量的水。（模擬陽光明媚的天氣）

師：同學們看到了老師制作的人造彩虹，請類比之前所做的光的色散實驗，你們能解開其中的奧秘嗎？

學生將實驗器材以及實驗過程與利用三棱鏡研究光的色散現象實驗進行對比，分析出水被平面鏡切割成了一個水三棱鏡。

師：大家觀察實驗現象（如圖1），你們能不能用自己的語言把實驗現象描述出來？

圖1（七色光）

學生再次討論、思考、分析，教師明確：彩虹的形成是太陽光照到像三棱鏡一樣的水滴上發生的色散現象。

師：在利用三棱鏡觀察光的色散現象中，有人認為紅光一定在上面，紫光一定在下面，你們是怎么認為的呢？

學生運用對比的方法再次觀察三棱鏡色散實驗，思考是否能將紅、紫光的位置顛倒。

3.光的三原色

活動2：觀察光的三原色。器材：彩屏手機、牙簽、適量水。

步驟：①打開手機，調到背景為白色；②用牙簽沾點水；③把牙簽上的水沾到白色屏幕區域，通過水珠觀察手機屏幕。

師：我們如果用放大鏡仔細觀察彩電屏幕，就會發現絢麗多彩的畫面其實只有三種顏色（如圖2），彩屏手機與彩電的屏幕非常相似，現在讓我們將水滴放大觀察一下，你們看到了哪三種顏色？這說明了什么？

學生在動手實驗的過程中細心觀察。通過實驗觀察總結出三原色的結論。

4.物體的顏色

活動3：尋找色光。器材：LED手電筒、紅色濾色片、綠色濾色片、藍色濾色片、白紙、平面鏡、紅色反光紙、綠色反光紙、藍色反光紙。

師：在日常生活中我們有的時候只需要紅色、藍色或者綠色的光，大家能用手邊的儀器在白墻上投射出來嗎（如圖3、圖4）？

學生思考、討論，嘗試實驗。

師：大家不直接看暗盒中玻璃片的顏色，能用實驗的方式找出玻璃片的顏色嗎？同樣，不直接看暗盒中不透明反光紙的顏色，能用實驗的方式找出反光紙的顏色嗎？

學生根據上一個動手實驗，很容易找到這兩個問題的解決辦法，并總結出透明、不透明物體顏色的決定因素。

活動4：物體的顏色。器材：打印了七彩光帶的紙、紅色濾光鏡和藍色濾光鏡各一個。

步驟：

①展示打印了七彩光帶的紙（如圖5）。

師：現在，同學們看到了七種顏色，若這張紙依然放在這個位置上，在什么情況下，大家卻看不到它呢？

學生討論，想出一些方法：用手遮擋住眼睛（閉上眼睛）；讓教室里漆黑……進一步意識到：人看到物體是因為物體發出的光或者反射的光進入了人眼的緣故。

②關燈、拉上窗簾，使教室里一片漆黑。

③透過紅色濾光鏡，觀察七色光帶上的現象（如圖6、圖7）。

④用藍色濾光鏡重復上述現象，將紅、藍色濾光鏡重合在一起，再觀察現象。

學生通過活動明確，當通過紅色濾光鏡時能看到紅色，而其他顏色彩條，都只能看到黑色。（藍色同理。當紅色濾光鏡和藍色濾光鏡重合在一起觀察時，只能看到黑色）

5.色光與顏料的混合

活動5：色光與顏料的混合。器材：LED手電筒、紅色濾色片、藍色濾色片、白紙、紅藍水彩筆。

師：同學們覺得紅、藍顏料混合的顏色和紅、藍光混合的顏色一樣嗎？

學生通過觀察、比較、分析得出現象不同。

師：兩種混合中，我們運用了一個很重要的動詞來聯系這兩個實驗，是什么？

學生思考，嘗試分析。

6.小結與反饋

師：學完這一節內容之后，你能用圖或表的形式把本節課中的知識點之間的關系表示出來嗎？

鼓勵學生用自己喜歡的方式把知識點羅列出來并重新組合。教師投影出思維導圖（如圖8），給學生啟示。

7.課外活動（作業）

查找顏料的三原色；運用噴水法，做一個“自己的彩虹”；自制一個“七色板”。

● 教學反思

課堂小結環節一直是效率比較低的，很多時候反思時都感覺形如“走過場”，留著“浪費時間”，舍去課堂又不完整。本節課教師展示思維導圖，并提出“你能用圖或表的形式把本節課中的知識點之間的關系表示出來嗎”來小結課堂，讓不同層次的學生能運用自己方式的“思維導圖”，學到自己想要的東西。讓所有的學生都經歷了一次將知識點重新建構的高級思維的過程，發展了學生的思維能力。