光的直線傳播教學設計

    “光的直線傳播”教學設計     重慶市育才中學 李池 盧承霞      
    Ⅰ.教學設計
    ● 教學目標
    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,讓學生體驗學光學的樂趣,并在實驗過程中學習合作與交流。
    ②引導學生應用“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)教學的重點,設計與組織關于“光總是沿直線傳播嗎?”這一問題的探究活動是本書的難點。
    ● 教學模式
    科學探究教學模式。設置問題情景,使學生對所觀察到的現(xiàn)象進行科學探究,找出現(xiàn)象后面隱藏的規(guī)律,教會學生掌握科學家在研究時所用的技能和術語。
    ● 實驗器材
    1、學生分組: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)課的學習。
    二、新課教學
    1、探究光的直線傳播的條件
    ①引導學生應用桌面上的器材,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,再對同學們觀察──光的路徑仍是直線。
    ③引導學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、應用:解釋自然現(xiàn)象
    ①影子的形成
    設問一:請同學們想想;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,同學們在屏上可以看到一個人影,讓學生分析人形的形成。
    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。
    設問三:如果打開電燈,一部分光將穿過小孔射到屏上,請同學們猜想一下,在屏上將看到什么?
    打開電燈,學生觀察屏上的現(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。
    引導學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?
    帶領學生回憶: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)課是學生的第一節(jié)光學課,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)查初二學生的潛在知識和感性認識,知道大量學生已經(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)課設計的重點應該是激發(fā)學生熱愛光學,讓學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)學生學會了如何學習
    這節(jié)課的內(nèi)容,在以往的教學中常常只是簡單介紹了事,但是筆者改變了舊的教學方式,提供大量器材,給學生適當?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)──應用結(jié)論”的科學研究方法。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)充分挖掘了學生的創(chuàng)新潛能
    整節(jié)課,學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,設計實驗,想到了一些非常有創(chuàng)意的方法。說明學生能獨立地去探索、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的魅力。
    本課設計的富有創(chuàng)意的物理實驗,突破了長期以來的教學難點,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,讓學生在經(jīng)歷實驗探究的活動中,領略了光的奇妙(學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物理青年教師教學大賽一等獎,得到了來自全國的評委、老師的一致好評。
    摘自:《物理教學參考》

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