初中物理是一门综合性学科。在这门课程中，教师所面对的最大挑战就是如何让学生对物理学习产生浓厚兴趣，尤其是对比较抽象、理论性较强的光的知识产生深刻认知。在初中物理教学中，诸多学生表现出对物理的抵触情绪，他们认为物理知识难懂、难学，与实际生活联系不紧密。为此，本文采取实验探究教学方法，以“光的直线传播”为研究对象，通过一系列的实验，让学生自己去探索与发现，帮助学生了解光的基本原理，锻炼学生的观察能力、思维能力、实验技巧和协作精神，提高学生的核心素养。
一、教材分析
人教版八年级物理上册第三章第一节“光的直线传播”是关于光的基本理论知识。经过本节课的学习，学生在观察、动手操作和动脑思考的基础上，能将所学知识运用到实际生活中，并用光的直线传播来解释生活中的一些物理现象。
学生在亲身体验的过程中可以提高学习动力，激发学习兴趣和求知欲。从形成物理概念，到科学探究过程，再到科学论证的应用和分析均可提升学生的物理学科核心素养。
二、学情分析
1.在以前的学习中，学生虽然已经接触了关于光学的一些知识，但普遍对光学知识了解不多。这一节是光学的基础课。
2.八年级学生思想活跃，求知欲强，对许多自然现象都很感兴趣。他们具有一定的实践经验，但无法将观察到的事物与所学的物理知识相结合。
3.学生刚开始进行探索性实验，缺乏设计实验的经验，但其有极强的动手能力。因此，教师要在教学过程中适时地给予一定指导。
三、教学目标
1.认识光源知识，并将其归纳为两大类，如天然光源与人工光源；了解光线沿着直线传播的条件、现象和应用；认识到光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s，在空气中的传播速度与在真空中的传播速度差不多。
2.通过对光在空气、水、玻璃等介质中的传播和对小孔图像的观测，认识到实验在物质问题研究中的重要性。
3.对各种介质中光线的传播特性进行研究，学习对实验现象进行分析和总结；运用结论科学证明了生活中光的直线传播现象。
4.学生观看示范及小组实验，了解空气中、水中及玻璃中光线的传播特性，并通过此种方式训练学生对科学知识的探索态度与方式，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。通过研究夜间霓虹灯、手影戏、闪电等影像资料，使学生对物理知识产生浓厚的兴趣，体会到大自然的奇妙。
四、教学重难点
（一）教学重点
1.学习光沿直线传播，让学生思考怎样才能让光出现，并研究光在空气中、水中、玻璃中是如何传播的。
2.掌握光沿直线传播的应用知识。
（二）教学难点
将光速对比的物理知识运用到实际生活中。
五、教学过程
（一）情境导入课程，用眼睛去感受光
在核心素养视野下，初中物理实验探究式教学中重视鼓励学生自主探究，促使其在实验中解决问题。在学习“光的直线传播”这一较为抽象的物理知识时，教师通过情境导入与实验探究内容，可以激发学生的学习兴趣，提升学生的科学素养。
在均匀介质中光以直线方式传播，这是一种基本的光学原则。此观念对学生认识视觉现象、光影艺术及先进的光学技巧都非常有价值。在教学过程中，教师要先让学生对生活中的光影现象进行观察，如一束光线从窗口射入、树叶之间形成斑点，从而对光线的直线传播性质有初步的感知。同时，教师还可以利用多媒体数据如图片、视频等，介绍光线在自然界及人们日常生活中的应用，如日食、激光传播等，以激发学生的求知欲与探索欲。
教师采用手电筒、纸片、小物品等，创设一种能够直观地显示光线沿直线传播的情境。如教师可以在教室内创造一个微暗的环境，手电筒作为光源，对着墙壁或白色幕布照射。学生围坐在手电筒周围，观察光线的路径。同时，教师可以在光线路径中放置不同形状的物体，如球体、立方体等，让学生观察物体背后形成的阴影，并讨论阴影的形状与物体形状之间的关系。通过这个实验，学生可以直观地感受到光的直线传播，理解光线遇到障碍物时的行为。为加深理解，教师可以引导学生进行一项更具探究性的活动——使用几片不同颜色的透明塑料片，叠加在手电筒的光源前，观察光线通过这些不同颜色的透明塑料片后在白墙上形成的色彩。通过这一活动，学生不仅能感受到光的直线传播，还能初步接触到光的色散现象，为后续的深入学习奠定基础。
（二）创造实验机会，了解光的直线传播条件
★实验1——光在空气中传播
以核心素养为视角的初中物理教学，注重以实验探究为手段，培养学生的科学素养、创新思维和解决问题的能力。在“光的直线传播”教学中，教师通过“光在空气中传播”的实验，帮助学生了解光的基础知识，让其通过科学手段探究未知事物。
本实验旨在使学生认识到光线在诸如空气等均质介质中直线传播的条件及特点，实验所需的器材有手电筒，不同尺寸的硬纸板、薄的半透明纸或窗帘以及一间暗室和可遮蔽光线的环境。
实验步骤如下：
1.准备环境：教师选择一个可以部分遮光的教室或实验室，确保环境足够暗，使得光线的路径可被清晰观察。
2.初步探索：打开手电筒，对准空旷的区域，让学生观察光线在空气中的传播情况，引导学生注意到光线似乎是沿直线传播的。
3.设置障碍：在光线路径中依次放置不同大小的纸板，观察纸板背后形成的阴影区域，引导学生探究阴影的形状与纸板大小、形状和光源距离的关系。
4.观察和记录：学生在不同条件下观察光线的传播情况，并记录光线通过小孔或狭缝时的变化，了解光的直线传播在不同条件下的特性。
5.理解和应用：教师利用半透明的薄纸或幕布，展示光线在遇到不同介质时的散射现象，进一步理解光的直线传播条件。
教师应让学生主动地参与到实验中，并根据实验结果给出相应解释。在此基础上，教师还可以指导学生将实验结果与现实生活中的光线传播现象相关联，如阳光穿过窗子时的光斑、树叶之间的影子等，使学生能把所学理论知识运用于现实中，提高学习的实践性。此外，教师还可以运用仿真软件、虚拟实验等先进的教学手段，让学生有更多机会去探究光线的传播规律。
★实验2——光在水中传播
为了直观地展示并让学生了解光在水中的直线传播条件，教师设计了以下实验活动，促使学生观察并理解光在从一种介质进入另一种介质时直线传播条件的变化。
1.准备实验材料
一个大透明玻璃缸或塑料容器、手电筒或小型激光笔、白色卡片或屏幕、米尺或直尺、水。
2.实验步骤
准备工作：在半黑暗的房间内，将透明玻璃缸放置在桌子上，并缓缓加水至缸的
高度。
设置背景：在缸的一侧外部放置一张白色卡片或屏幕，作为观察光线传播效果的背景。
光线照射：学生使用手电筒或小型激光笔，从水缸的一侧向水中照射光线。为了清晰观察光线在水中的路径，光源应尽量贴近水面并保持一定的倾斜角度。
观察记录：学生从缸的另一侧观察光线进入水中的路径，特别是光线进入水中和离开水面进入空气时的变化，并使用直尺测量光线在水中的传播路径和角度。
变量探究：改变光线入射角，观察并记录光线在水中的传播路径是否有变化，以及光线从水中射出到空气中时的路径变化。
结果分析：学生讨论光线在水中的直线传播和从水中射出时的路径变化，探讨光在不同介质中直线传播的条件和特性。
在实验后，学生探讨为何光线在进入水中后会略微弯曲，但在水中仍然大致沿直线传播？同时，学生讨论光线在不同介质中传播速度的变化对光线路径的影响。通过改变入射角的方式，学生观察光线在水中的传播路径，理解光的直线传播与介质的性质之间的关系。
（三）尝试建设模型，提升学生的动手能力
为提升学生的动手能力，并深入理解光的直线传播，教师可以设计一项建设模型的实验活动，旨在通过学生自己制作模型来观察和解释光的直线传播现象，从而加深学生对该物理原理的理解。
1.实验目的
制作和使用简单的光学模型，直观展示光的直线传播原理，并探索光线遇到障碍物时的行为。
2.实验材料
·长直管（如透明塑料管或纸筒）
·小型激光笔或手电筒
·不透明材料（如硬纸板）、制成的障碍物（各种形状）
·白色屏幕
·剪刀和胶带
3.实验步骤
模型准备：学生使用长直管作为模型的主体，模拟光的传播路径。管子的长度和直径应允许光线在内部直线传播而不受外部光线干扰。
障碍物设置：学生在管子的一端内部固定一些不透明材料制成的障碍物（如小圆盘、三角形或矩形），用以模拟光线在遇到障碍物时的行为。
光源定位：学生在管子的另一端放置小型激光笔或手电筒作为光源，确保光源发出的光线能穿过管子并直接照射到障碍物上。
观察光线：学生将白色屏幕放置在管子障碍物端的对面，观察并记录光线通过障碍物后在屏幕上形成的阴影。
障碍物变换：学生更换不同形状的障碍物，重复实验步骤，观察不同障碍物形状对光线阴影的影响。
记录与分析：学生记录每种障碍物形状下光线在屏幕上的阴影形状，分析光的直线传播如何造成不同形状的阴影。
学生探讨障碍物形状对光线阴影形成的影响，理解光的直线传播在形成阴影方面的作用。同时，学生进一步分析光线通过不同直径的管子时，在屏幕上形成的阴影有何不同，从而理解光的直线传播特性。在实验中，学生可设计自己的实验变量，如使用彩色透明塑料片覆盖管子一端，探索颜色对光线传播的影响或者在管子中加入一些小镜子，进一步探究光线在镜子反射后的传播路径。如此一来，学生在亲手制作科学模型的基础上，可以在实际操作和观察中深刻理解光的直线传播原理。这种以动手实践为核心的教学策略，能有效提升学生的动手能力和科学探究能力，有助于培养学生的核心素养。
六、总结
以“光的直线传播”为主题，通过实验探究的方式加深学生对光基础知识的了解，并提升学生的科学探索与实际应用能力。通过设计和开展光在空气中的传播、光在水中的传播等实验，学生对光在空间中的传播规律有了直观的认识，并培养了主动探究的能力。然而，在未来的教学过程中，教师还需要对实验的设计进行改进，确保每位学生都能充分地参与到实验中，使理论和实际相结合，从而提高教学质量，提高学生的核心素养。
