光的直線傳播教學(xué)設(shè)計

    “光的直線傳播”教學(xué)設(shè)計     重慶市育才中學(xué) 李池 盧承霞      
    Ⅰ.教學(xué)設(shè)計
    ● 教學(xué)目標
    1、知識與技能:
    ①理解并掌握光沿直線傳播的條件。
    ②了解光的直線傳播規(guī)律在社會生活與生產(chǎn)中的一些應(yīng)用。
    ③了解光在真空中的傳播速度c=3×108m/s。
    2、過程與方法:
    ①通過開放性的實驗探究,認識光在空氣、水和玻璃等均勻介質(zhì)中傳播的特點(沿直線傳播)。
    ②觀察演示實驗“光在不均勻糖水中的路徑”,啟發(fā)學(xué)生歸納總結(jié)得出光沿直線傳播的條件。
    3、情感、態(tài)度與價值觀:
    ①通過開放性實驗,讓學(xué)生體驗學(xué)光學(xué)的樂趣,并在實驗過程中學(xué)習(xí)合作與交流。
    ②引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“光沿直線傳播的規(guī)律”解釋一些簡單的自然現(xiàn)象,解決一些實際問題,讓學(xué)生意識到光的世界既神奇美麗,又有規(guī)律可循,而且利用這些規(guī)律能幫助人們更好地認識自然,改善生活質(zhì)量,提高工作效率(有價值)。
    ● 重點、難點分析
    光沿直線傳播的規(guī)律的理解和掌握是本節(jié)教學(xué)的重點,設(shè)計與組織關(guān)于“光總是沿直線傳播嗎?”這一問題的探究活動是本書的難點。
    ● 教學(xué)模式
    科學(xué)探究教學(xué)模式。設(shè)置問題情景,使學(xué)生對所觀察到的現(xiàn)象進行科學(xué)探究,找出現(xiàn)象后面隱藏的規(guī)律,教會學(xué)生掌握科學(xué)家在研究時所用的技能和術(shù)語。
    ● 實驗器材
    1、學(xué)生分組:激光筆一支、果凍一個、軟橡皮管一根、帶孔的紙板兩張、大頭針幾枚、平面鏡一面、白屏一張、裝了水的玻璃杯(水中滿了少量墨水)。
    2、教師教具:小孔成像演示器(用蛋糕盒自制)、氦氖激光器(或激光筆)、水槽兩個、濃度不同的糖水四種、40瓦電燈等。
    ● 主要教學(xué)過程
    一、新課引入
    課前利用課間休息,滾動播放一組與光現(xiàn)象緊密聯(lián)系的優(yōu)美圖片和視頻:影、倒影、水面下(視深變淺)物體,霞光萬道、晨曦中穿透樹林的道道陽光、白光通過三棱鏡的色散、彩色的肥皂泡、北極光、日暈、日幻……最后將畫面停在“節(jié)日夜空中的多彩的激光”直指本課的主題。讓學(xué)生欣賞絢麗天象的同時認識到大自然中有許多光沿直線傳播的例子,在輕松愉悅的環(huán)境中進入這節(jié)課的學(xué)習(xí)。
    二、新課教學(xué)
    1、探究光的直線傳播的條件
    ①引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用桌面上的器材,通過開放性實驗探究得出:光在空氣、水、以及果凍這些介質(zhì)中沿直線傳播,但在兩種介質(zhì)的界面上要發(fā)生偏折。
    [問題一]同學(xué)們剛才看到了許多光沿直線傳播現(xiàn)象,但是光總是沿直線傳播嗎?
    先開放性分組實驗,然后小組間交流實驗結(jié)果
    方法一:用激光筆發(fā)出光束向滴了少量墨水的水中投射,可以看到光在水中沿直線傳播。
    方法二:用激光筆發(fā)出光直接照射果凍,發(fā)現(xiàn)光在果凍中沿直線傳播。
    方法三:將激光射過拉直了的橡皮管,但橡皮管彎曲就無法射過。
    方法四:將幾枚大頭針插在一條直線上,眼睛沿這條直線看去只能看到第一根針。
    方法五:將激光沿白屏從空氣斜射入水中,可以看到光在空氣和水中的路徑都是直線,在空氣和水的界面上發(fā)生了偏折。
    組織學(xué)生歸納得出:
    光在空氣、水、果凍、玻璃中沿直線傳播;但在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生了偏折。
    ②教師演示光在非均勻糖水中傳播的實驗。得出光在同種非均勻介質(zhì)中路徑發(fā)生彎曲。
    [問題二]這兩個現(xiàn)象說明光必須在同種介質(zhì)中才沿直線傳播,但光在同種介質(zhì)中光就一定沿直線傳播嗎?
    教師演示:如圖1,在支架上固定一個薄水槽,其中放置一個白屏來顯示光的路徑,事先配有四杯濃度不同的糖水,將它們按濃度從大到小依次倒入水槽(四種糖水的量按一定的比例),由于各層糖水間相互混合,所以水槽內(nèi)形成了從上到下濃度逐漸變大的不均勻糖水。將一束激光從透明水槽側(cè)面沿白屏表面75°左右的入射角,由最上層溶液斜向下射入非均勻糖水,可見激光路徑在非均勻糖水中向下彎曲。
    同時做一個對照實驗,用激光光束斜射入同種均勻的蔗糖溶液中,再對同學(xué)們觀察──光的路徑仍是直線。
    ③引導(dǎo)學(xué)生歸納出光沿直線傳播的條件:光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。
    2、介紹光線的概念
    由于平時我們見得最多的是光沿直線傳播的情形。所以物理學(xué)中就用帶箭頭的直線來表示光的傳播方向.比如要表示電燈的光在空氣中的傳播時,我們就沿光的傳播路徑作一些直線,(如圖2)。這種直線叫做光線。
    3、應(yīng)用:解釋自然現(xiàn)象
    ①影子的形成
    設(shè)問一:請同學(xué)們想想;如果電燈的光在傳播的過程中,遇到了不透光的障礙物,在障礙物后邊會有什么東西形成?
    演示;在一個圓筒形蛋糕盒的筒口處糊一張白紙,底部的圓洞上固定一個不透光的紙板人,打開后邊的電燈,同學(xué)們在屏上可以看到一個人影,讓學(xué)生分析人形的形成。
    ②日食
    由影子的成因,順利過度到日食。
    設(shè)問二:當?shù)厍�、月亮和太陽運動到一條直線上,地球處在月亮的影區(qū)時.地球上影區(qū)中的人能看到太陽嗎?這種現(xiàn)象叫什么?
    ③小孔成像
    演示:仍然運用前邊的器材,保持電燈不動,用一個大紙板完全遮住圓筒形蛋糕盒底部的進光口.并在紙板上開一個小圓孔。
    設(shè)問三:如果打開電燈,一部分光將穿過小孔射到屏上,請同學(xué)們猜想一下,在屏上將看到什么?
    打開電燈,學(xué)生觀察屏上的現(xiàn)象以及燈絲的形狀,大家看到什么了?“V”字形的光斑,燈絲的形狀也是“V”字形的。但是開口和光斑相反。
    引導(dǎo)學(xué)生分析出小孔成像的原理。
    4、光的傳播速度
    介紹:光在真空中的速度是299792458m/s,近似等于3×108m/s。
    3×108m/s到底有多快呢?
    你知道我們平時一眨眼需要多少時間嗎?需要0.1秒,就在你眨眼的工夫,一個以光速飛行的超人,能夠飛行3萬公里。這個距離讓一個普通人不停的走,大約要走250天,可見光速之大。
    三、小結(jié)
    請同學(xué)們回想一下,這節(jié)課你收獲了什么?研究光的直線傳播我們經(jīng)歷了一個什么樣的過程?
    帶領(lǐng)學(xué)生回憶:在觀察神奇美麗的光現(xiàn)象的過程中,提出光是否總是沿直線傳播的問題,然后通過實驗探究,在相互交流中概括出了光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)論。并且運用這個結(jié)論解釋了一些自然現(xiàn)象。幫助我們更好的認識自然,不僅如此,還可以利用它改善我們的生活,提高工作效率,那么利用它你能做些什么?
    四、思維拓展
    ①射擊時瞄準。
    給你一個玩具槍和激光器,你能想到什么?
    ②激光準直。
    安裝高樓電梯時,怎樣使幾十米高的電梯又正又直?
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nbsp;  五、作業(yè)
    ①課后請用光的直線傳播知識來測學(xué)校旗桿的高度?
    ②試一試,制作一架小孔照相機,并用它來觀察蠟燭所成的像,看一看,在什么情況下,蠟燭所成的像放大,在什么情況下所成的像較小?并試著解釋為什么?
    ③對日食有興趣的同學(xué)可登錄網(wǎng)站www.astron.sh.on
    Ⅱ.對教材的認識和課后反思
    1.對教材的認識
    本節(jié)課是學(xué)生的第一節(jié)光學(xué)課,新課程標準對這部分的內(nèi)容要求是:“通過實驗探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點”。而筆者經(jīng)過深入調(diào)查初二學(xué)生的潛在知識和感性認識,知道大量學(xué)生已經(jīng)積累了許多光沿直線傳播的生活經(jīng)驗,比如從手電筒的光,汽車車燈的光等等。所以這節(jié)課設(shè)計的重點應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生熱愛光學(xué),讓學(xué)生通過實驗探究來認識光的傳播特點,知道光沿直線傳播是要有條件的。
    2.課后反思
    (1)學(xué)生學(xué)會了如何學(xué)習(xí)
    這節(jié)課的內(nèi)容,在以往的教學(xué)中常常只是簡單介紹了事,但是筆者改變了舊的教學(xué)方式,提供大量器材,給學(xué)生適當?shù)臅r間,讓他們自己動手動腦,經(jīng)歷實驗過程,并在其中去想,去說,去做,去表達,去感悟,去探索物理實驗反映的物理本質(zhì)�！鞍l(fā)現(xiàn)”了光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點。通過探究光的直線傳播規(guī)律,學(xué)生初步體會到了“提出問題──實驗探究──得出結(jié)論──解釋現(xiàn)象(產(chǎn)生問題的現(xiàn)象)──應(yīng)用結(jié)論”的科學(xué)研究方法。這種探究方法,將對今后的實驗研究起著不可估量的作用。
    (2)充分挖掘了學(xué)生的創(chuàng)新潛能
    整節(jié)課,學(xué)生始終處于積極參與探究的狀態(tài)之中,他們在思考之后,自己能去選取儀器,設(shè)計實驗,想到了一些非常有創(chuàng)意的方法。說明學(xué)生能獨立地去探索、去實踐。只要給他們充分發(fā)揮的時間和空間,就會激發(fā)起他們的創(chuàng)新潛能。
    (3)充分展現(xiàn)了物理實驗及其教學(xué)的魅力。
    本課設(shè)計的富有創(chuàng)意的物理實驗,突破了長期以來的教學(xué)難點,成功演示了光在非均勻介質(zhì)路徑發(fā)生彎曲的現(xiàn)象,實驗效果非常好,讓學(xué)生在經(jīng)歷實驗探究的活動中,領(lǐng)略了光的奇妙(學(xué)生過去從來沒有親眼見過光的路徑發(fā)生彎曲),發(fā)展了對科學(xué)的好奇心,體驗了探索自然規(guī)律的喜悅。本課獲得第六屆全國中學(xué)物理青年教師教學(xué)大賽一等獎,得到了來自全國的評委、老師的一致好評。
    摘自:《物理教學(xué)參考》

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