运用“导图”建构“思维”

吴昊 季长青 吴建东

● 创新整合点

本教学设计的创新整合点，是利用“思维导图”软件，向学生传递有效的“思维模式”，展示记忆、学习、思考等的思维“地图”，利于学生的扩散思维的展开。这正是“思维导图”的内涵所在，也是发展高级思维的一个方法和手段。

● 教材分析

本节是人教版八年级《物理》第二章第五节的教学内容，在主题的阐述和每节内容的编排上，采用了从生活走向物理、从物理走向社会的思路，从学生最常见的光现象入手，引出问题进行探究，然后结合探究过程介绍探究成果在生活、生产和现代高新技术中的应用。本节内容作为光现象的第5节，是在学习了光的反射、光的折射的基础上进一步学习因不同色光折射率不同引发的色散现象。

教材运用一张彩虹照片，提出了探究白光的色彩的课题，引导学生进入探究活动，使学生认识到白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的；又利用电视成像的原理引入光的三原色，很自然地引出新的探究课题“色光的混合”；最后通过探究光的混合和颜料的混合获得相关知识，体验探究的过程和方法。通过本节课内容可适当引导学生认识光的色散中各种色光为可见光，为第六节《看不见的光》做铺垫。《光的色散》作为承前启后的知识，对学生系统地掌握光学的知识体系有着重要意义。

不宜拓展内容：各种色光、颜料混合后的结果；颜料三原色。

● 学生分析

学生生活中已经具备一些对光的认识，对于“必须有光进入人的眼睛，人眼才能看到物体”这一常识有相关的生活体验；在第二节《光的反射》中也有所涉及。

在实际生活中，学生对白光的认识不到位，根据生活经验错认为白光是单色光。对色光的混合不了解，易与美术课中学过的颜料的混合混淆；学生对分解白光的实验操作方法掌握不到位，对于光源的选择、三棱镜的位置、光与棱镜底面的夹角等影响实验效果的各个因素不可能全面了解，会影响学生的实验效果；学生在完成分解白光的实验后，可能不会从逆向思维的角度来考虑，在看到色散后的各种色光混合成白光后，不一定会从“类比”的角度思考。

● 教学目标

知识与技能目标：通过图片、视频、分组实验，了解光的色散现象；通过对白光的色散实验知道白光是色光组成的，了解太阳光可以分解成七色光，知道光的三原色；初步了解透明物体和不透明物体的颜色；初步学会观察与光的色散有关的实验现象。

过程与方法目标：通过“彩虹的引入”与“寻找彩虹”，初步体验物理探究的过程，培养学生物理探究的能力、语言表达能力与逻辑思维能力；通过对“三棱镜色散与水色散”、“色光混合与颜料混合的比较”活动的探究，体验通过观察分析，找出研究对象的相同点与不同点的物理思维方法（对比法）；通过课堂小结与解决形成性的课堂练习，体会构建物理知识逻辑结构的过程，加深对规律的理解和思维能力的提高。

情感态度与价值观目标：通过阅读牛顿对色散现象的探索历程，感受到物理的学习是对科学的追求、认识自然的科学态度和探索自然的科学精神；初步体会对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理原理，初步了解尊重事实、实事求是的科学态度；通过对彩屏手机显示色彩的探究过程，体会物理知识在日常生活中的运用，感受科学的魅力与学习科学的作用。

● 教学环境与准备

多媒体教室，能够运行和投影课件；LED手电筒、装有水的玻璃杯、三棱镜、白纸、光盘、斜放有平面镜的水槽、小罐空气清新剂、肥皂水、吸管、红绿蓝三色滤色片、平面镜、红绿蓝三色反光纸、红绿蓝三色水彩笔、装有红蓝绿三色及透明的玻璃和三棱镜的暗盒、彩屏手机。

● 教学过程

1.复习引入新课

师：请大家说出图片中的光现象分别是由光的三种传播方式中的哪一种方式形成的？（投影多幅图片，以幻灯片的方式一幅一幅展示）

学生思考、讨论，找出图片中的光的传播方式。

师：我们知道彩虹很美，但是你们知道它为什么会出现彩色的光带？

教师演示实验1：三棱镜色散，并利用网络链接牛顿色散的故事。（引入课题：光的色散）

2.色散

活动1：教师进行人造彩虹实验。器材：矩形水槽一个、平面镜一个、光屏一个、适量的水。（模拟阳光明媚的天气）

师：同学们看到了老师制作的人造彩虹，请类比之前所做的光的色散实验，你们能解开其中的奥秘吗？

学生将实验器材以及实验过程与利用三棱镜研究光的色散现象实验进行对比，分析出水被平面镜切割成了一个水三棱镜。

师：大家观察实验现象（如图1），你们能不能用自己的语言把实验现象描述出来？

图1（七色光）

学生再次讨论、思考、分析，教师明确：彩虹的形成是太阳光照到像三棱镜一样的水滴上发生的色散现象。

师：在利用三棱镜观察光的色散现象中，有人认为红光一定在上面，紫光一定在下面，你们是怎么认为的呢？

学生运用对比的方法再次观察三棱镜色散实验，思考是否能将红、紫光的位置颠倒。

3.光的三原色

活动2：观察光的三原色。器材：彩屏手机、牙签、适量水。

步骤：①打开手机，调到背景为白色；②用牙签沾点水；③把牙签上的水沾到白色屏幕区域，通过水珠观察手机屏幕。

师：我们如果用放大镜仔细观察彩电屏幕，就会发现绚丽多彩的画面其实只有三种颜色（如图2），彩屏手机与彩电的屏幕非常相似，现在让我们将水滴放大观察一下，你们看到了哪三种颜色？这说明了什么？

学生在动手实验的过程中细心观察。通过实验观察总结出三原色的结论。

4.物体的颜色

活动3：寻找色光。器材：LED手电筒、红色滤色片、绿色滤色片、蓝色滤色片、白纸、平面镜、红色反光纸、绿色反光纸、蓝色反光纸。

师：在日常生活中我们有的时候只需要红色、蓝色或者绿色的光，大家能用手边的仪器在白墙上投射出来吗（如图3、图4）？

学生思考、讨论，尝试实验。

师：大家不直接看暗盒中玻璃片的颜色，能用实验的方式找出玻璃片的颜色吗？同样，不直接看暗盒中不透明反光纸的颜色，能用实验的方式找出反光纸的颜色吗？

学生根据上一个动手实验，很容易找到这两个问题的解决办法，并总结出透明、不透明物体颜色的决定因素。

活动4：物体的颜色。器材：打印了七彩光带的纸、红色滤光镜和蓝色滤光镜各一个。

步骤：

①展示打印了七彩光带的纸（如图5）。

师：现在，同学们看到了七种颜色，若这张纸依然放在这个位置上，在什么情况下，大家却看不到它呢？

学生讨论，想出一些方法：用手遮挡住眼睛（闭上眼睛）；让教室里漆黑……进一步意识到：人看到物体是因为物体发出的光或者反射的光进入了人眼的缘故。

②关灯、拉上窗帘，使教室里一片漆黑。

③透过红色滤光镜，观察七色光带上的现象（如图6、图7）。

④用蓝色滤光镜重复上述现象，将红、蓝色滤光镜重合在一起，再观察现象。

学生通过活动明确，当通过红色滤光镜时能看到红色，而其他颜色彩条，都只能看到黑色。（蓝色同理。当红色滤光镜和蓝色滤光镜重合在一起观察时，只能看到黑色）

5.色光与颜料的混合

活动5：色光与颜料的混合。器材：LED手电筒、红色滤色片、蓝色滤色片、白纸、红蓝水彩笔。

师：同学们觉得红、蓝颜料混合的颜色和红、蓝光混合的颜色一样吗？

学生通过观察、比较、分析得出现象不同。

师：两种混合中，我们运用了一个很重要的动词来联系这两个实验，是什么？

学生思考，尝试分析。

6.小结与反馈

师：学完这一节内容之后，你能用图或表的形式把本节课中的知识点之间的关系表示出来吗？

鼓励学生用自己喜欢的方式把知识点罗列出来并重新组合。教师投影出思维导图（如图8），给学生启示。

7.课外活动（作业）

查找颜料的三原色；运用喷水法，做一个“自己的彩虹”；自制一个“七色板”。

● 教学反思

课堂小结环节一直是效率比较低的，很多时候反思时都感觉形如“走过场”，留着“浪费时间”，舍去课堂又不完整。本节课教师展示思维导图，并提出“你能用图或表的形式把本节课中的知识点之间的关系表示出来吗”来小结课堂，让不同层次的学生能运用自己方式的“思维导图”，学到自己想要的东西。让所有的学生都经历了一次将知识点重新建构的高级思维的过程，发展了学生的思维能力。