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好,今天,同学们就用实验桌上这些简单的器材去大胆设计实验,验证我们的猜想是否正确,请同学们边讨论,边设计实验,比比看,哪个小组想出的办法多。
3.设计并进行实验
(学生动脑动手进行实验,教师巡回指导,并观察各小组实验情况。
)
好,现在哪个小组愿意把你们设计的实验、操作的方法、看到的现象和得出的结论,告诉大家?
4.展示并交流。
学生甲:
我们先用激光手电射向硬纸板上的小孔,在另一侧的光屏上看到一亮点,而射向硬纸板的其他位置时看不到亮点,说明光沿直线传播;
然后我们做了小孔成像实验。
点燃蜡烛,中间是带小孔的不透明硬纸板,另一侧是光屏,在光屏上我们看到了烛焰的倒立的像。
也说明光是沿直线传播的。
学生乙:
当我们点燃了蜡烛的时候,我们小组四个人都看到了光,说明光是向四面八方传播的。
学生丙:
我们先点燃香,然后用激光手电沿着向上冒的烟的方向照过去,我们看到了一条亮光,时断时续的,美极了!
学生丁:
我们用激光手电照射烧杯里的水,看到水中一条亮光。
又照射果冻,还是看到一条亮光。
……
5.分析论证。
同学们说的太精彩了!
方法各异,但都说明了一个问题:
现在请同学们看老师做一个实验。
演示实验:
把玻璃砖固定在光具盘上,用激光灯沿光具盘面射向玻璃砖。
诧异、迷惑(光怎么不是沿直线传播了呢?
)。
(三)光线
知道了光在均匀介质中沿直线传播,那我们如何描述光呢?
我找两个同学到黑板上画出来。
学生依据日常生活经验及对光的认识画出光的表示方法。
同学们画的都很好,我们就用一条直线表示光的传播路径,用箭头代表光的传播方向。
这样的表示方法体现了我们物理学上的简单之美。
对呀,光不再沿直线传播了,同学们能想想什么原因吗?
考虑一下,同学们做实验的时候,光是在什么介质中传播的?
而老师做实验的时候呢?
我们做实验时,光是在水中、空气中、果冻中传播的,是同一种介质,而老师做实验的时候,光是从空气传播到玻璃中,介质不一样了。
很好。
所以我们说“光沿直线传播”是有条件的,首先要在同种介质中,而且是均匀的。
同学们能总结这个结论了吗?
光在同一种均匀介质中沿直线传播。
(四)光的直线传播的应用
我们知道了光是沿直线传播的,同学们能举例说明哪里用到了光的直线传播吗?
在开掘隧道时,工程师们常常用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出现偏差。
光的直线传播还可以解释哪些常见的光现象呢?
生甲:
我们玩过的手影游戏,就是因为光在传播过程中被手挡住了,在手后面的墙壁上产生影。
生乙:
日食和月食的形成也可以用光的直线传播来解释。
生丙:
刚才我们做的实验“小孔成像”也是由于光的直线传播形成的。
很好,老师发现同学们讨论积极,思维活跃,并且能从课本和生活中获取信息,同学们的表现令老师欣慰。
现在请同学们看大屏幕。
欣赏课件展示的激光准直、手影、小孔成像、日食的成因、月食的成因。
(加强感性认识)
(五)光的传播速度
同学们快速阅读课本36页,读完之后能告诉老师什么呢?
打雷时,我们先看到闪电后听到雷声。
这表明,光的传播速度比声音快。
光在真空或空气中的传播速度是3×
108m/s,在水中的传播速度约为在真空中的3/4,在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。
阅读科学世界《我们看到了古老的光》。
光速是很大的。
如果一个飞人以光速绕地球运行,在1s的时间内,能够绕地球运行7.5圈。
同学们都说的很好。
既然光速如此之快,科学家们是怎样测出来的呢?
这个问题我想留给同学们,感兴趣的话可以上网查询。
四、回顾反思
同学们回想一下,刚才我们学习“光是怎样传播的”这个问题时,经历了怎样的探究过程?
提出问题──猜想──设计实验──实验验证──交流总结──得到结论──结论应用。
是的,刚才我们经历的探究过程,正是科学家们进行科学研究时走过的路程,所不同的是,科学家们在研究问题时走过的弯路更多,付出的劳动更艰辛。
五、课堂小结
通过本节课的学习你有哪些收获?
六、动手动脑学物理
“井底之蛙”这个成语大家都熟悉吧?
你能解释为什么“坐井观天,所见甚小”吗?
你能根据光的直线传播原理画图来说明吗?
七、布置作业
光的反射
【教学目标】:
1.知识和技能。
(1)了解光在一些物体表面可以发生反射。
(2)认识光的反射规律,了解法线、入射角、反射角的含义。
(3)理解反射现象中光路的可逆性。
(4)了解什么是镜面反射,什么是漫反射。
2.过程和方法。
(1)通过实验,观察光的反射现象。
(2)体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
(3)经历探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线与法线的位置,测出反射角与入射角,总结探究的结论,获得比较全面的探究活动的体验。
(4)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异。
3.情感、态度与价值观。
(1)在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
(2)密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
(3)鼓励学生积极参与探究活动。
【教学器材】
演示实验器材:
激光演示仪,蚊香,带盖的玻璃盒。
学生实验器材:
平面镜,纸板盒,蒙黑纸的手电筒,直尺,量角器,笔。
教学过程
一、引入课题
太阳、电灯、蜡烛等物体发出的光会射到我们的眼睛里,我们就能看见这些物体了,许多不会发光的物体为什么也能被我们看见呢?
由于自然常识课的学习和学生自身的经验,学生很快答出:
因为光的反射。
(板书)二、光的反射
(副板)光→人眼(光的接收器)
直接发光的物体→光源
间接发光的物体→本身不发光的物体
备注:
光在任何物体的表面都会发生反射。
按照课本的排列是先实验后讲概念,根据学生的思维能力,这是不妥的。
二、新课教学
1.光的反射现象。
光射到物体表面时传播方向发生改变的现象。
2.几个基本概念(一点二角三线)。
a.入射光线AOb.入射点O:
入射光线与反射面的交点。
c.反射光线OB。
d.法线:
过O点作反射面的垂线ON。
e.入射角∠i:
入射光线与法线的夹角。
f.反射角∠r:
提问:
引入入射角∠i及反射角∠r的意义是什么呢?
学生讨论:
甲认为,数学题常用“东偏南20°
”来表示方向,所以入射角∠i及反射角∠r是表示光线传播方向的;
乙认为,甲的观点是正确的,因为地理上也是用角度来表示方向的。
3.探究光反射时的规律。
提出问题:
光在反射时遵循什么规律?
也就是说,反射光线沿什么方向射出?
(即反射角与入射角之间有什么关系呢?
设计实验和进行实验:
(1)如图所示,把一个平面镜放在桌上,再把一张纸板竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。
(2)一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光线和反射光线的径迹。
(3)改变光束的入射方向,重做一次。
(4)取下纸板,用量角器测量ON两侧的角i和r。
4.讨论。
(1)怎样使纸板能稳定地竖直在平面镜上?
学生在讨论中提出多种方案,如在纸板后做一个支架,用纸盒的一个侧面,用泡沫包装盒,等等。
(2)怎样得到“一束光”?
有人首先提出用太阳光,但马上有人反对,认为太阳光不是“一束光”,又有学生想到前一节刚做的小孔照相机,其外筒可以利用,透过外筒上的小孔,能得到“一束光”。
可是,如果阴天怎么办?
用手电筒。
集中大家的讨论结果,认为用一张开有小孔的黑纸蒙着手电筒,就能得到“一束光”了。
还有学生提出用激光笔,当然效果更好。
(3)怎样画出光的径迹?
问题提出后,立即有学生想到,把光对着O点入射,分别沿着入射光和反射光线点点,用直尺连接OA与OB即是入射光线和反射光线了。
(4)根据讨论写实验报告。
[实验目的]光反射时的规律。
[实验器材]平面镜,纸板盒,蒙黑纸的手电筒,直尺,量角器,笔。
[实验步骤]①在纸板上作一条与底边垂直的虚线ON,放在平面镜上。
②将一束光射向O点,记录入射光和反射光的径迹。
③用量角器测量ON两侧的角i和r。
学生没有关于物理实验的经验,如果只看课本中的内容,是很难完成实验的,所以必须引导学生对实验器材、实验步骤进行讨论,以培养学生设计实验、进行实验的能力。
5.分析和论证。
关于光的反射,你发现了什么?
生答:
反射角r与入射角i很接近;
反射光线与入射光线在法线的两侧;
反射角r与入射角i应该相等;
从实验记录中找不出什么规律。
为何会找不出规律呢?
请观察演示实验。
演示实验一:
在玻璃盒中点燃蚊香,使里面充满烟雾,比较手电筒的光线与激光光线射入其中的效果。
演示实验二:
用激光演示仪演示光的反射。
在演示实验的启发下,找出实验失败的原因:
①光的路径记录不够细心;
②角度的测量不准确;
③光束不够细。
如何改进呢?
①改用激光笔作光源;
②在纸板上先细心地画好角度。
通过改进再进行实验,得出:
光反射时,反射角r等于入射角i;
反射光线、入射光线及法线在同一平面上。
6.光路的可逆性。
小实验:
用一块板挡在两个学生之间,使彼此小能看到对方,怎样才能彼此看见呢?
由于学生有此经验,用一块镜子就能解决,作图说明光路的可逆性,学生很容易接受。
7.镜面反射与漫反射。
用手电或太阳光照在镜面上反射,照到学生的脸上,他们会感到刺眼;
而照在白纸上时,光线则比较柔和。
什么原因?
①光照到镜面上发生了反射,而照在白纸上时,没有发生反射。
(马上遭到了以学习小组为单位,准备实验器材,在讨论分析的基础上进行实验,体验实验的过程。
此实验上节课做过但是观察的角度不同,可获得不同的启发。
光线是为了研究光的传播路经而作的直线,其实它并不存在,这是物理研究中常用的一种方法。
其他同学的反对)
②光照在白纸上时,发生了漫反射。
漫反射遵守光的反射规律吗?
遵守。
三、板书设计
光射到物体表面传播方向发生改变的现象。
①光线OA。
②入射点O:
③光线OB。
④法线:
⑤入射角∠i:
③反射用∠r:
3.光的反射规律。
反射光线与入射光线在法线的两则;
4.光路的可逆性。
5.镜面反射与漫反射。
四、练习及作业
1.已知镜面及入射光线,要求画出反射光线。
2.已知镜面及反射光线,要求画出入射光线。
3.已知反射光线及入射光线,要求画出镜面。
4.完成课本第41页“动手动脑学物理”中各题。
五、课堂教学小结与延展
小结:
如果只按照课本的要求去进行教学,是无法完成教学任务的,因为我们的学生缺乏动手实践的意识,更缺乏动手实践的能力。
如前一节课,请学生课后完成一只小孔照相机的制作,许多人无法做好一只圆筒。
所以,在学科学习的初始阶段,应以养成良好的本学科的学习习惯为主,使学生在逐步体验成功的喜悦中培养兴趣,学会观察,学会提问,学生设计简单的实验去验证自己的猜想,学会吸取别人的成功改善自己,学会合作交流,等等。
这些能力的养成,比学会一些知识、技能更重要,所以引导学生分析问题,分析实验,开始可能缓慢些,但必须夯实这一过程,为以后的教学打好基础。
尤其是思维基础较差的班级,更需要教师的耐心,因为这里是他们学习的转折点,低的起点,小的台阶,更易获得成功的体验,在乐学中培养学好物理的信心。
延展:
在本节的教学过程中,“光线”一词常出现,会有学生提出:
光线是一条线吗?
对于这点,可以因势利导地向学生介绍,在物理探究过程中,有许多研究方法,在我们今后的学习中会不断遇到。
“光线”并不真正存在,是人们为了研究光的传播路径而做的带箭头的直线。
这样讲清有助于学生物理思维的培养,在生活中学习物理,同样学生也会有意识地把物理知识运用于生活实际
平面镜成像
目标:
1.知识和知识结构分析
(1)了解平面镜成像的特点。
(2)了解平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的。
(3)理解日常生活中平面镜成像的现象。
(4)初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。
2.基础性目标
(1经历“平面镜成像特点”的探究,学习对实验过程中信息的记录。
(2观察实验现象,感知虚像的含意。
(3通过观察感知球面镜对光线的作用。
3.发展性目标
(1)在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”成功的喜悦。
(2培养实事求是的科学态度。
(3通过对平面镜、球面镜的应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响。
4.实验器材
蜡烛(2支)
白纸
透明的玻璃板
火柴
尺子
平面镜
教学设计思想:
1、通过探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,领略物理课教学的特点和魅力。
2、本课的重点是:
在“探究”和“设计”的过程上:
“如何探究像与物是否等大”(实验目的)→怎样比较虚像与物的大小→找一个跟物体完全相等的物体(替代物)与像比较大小→怎样才能同时观察到像与替身物→把平面镜改为透明玻璃板(实验基本思想方法),从而有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性,开拓学生思路,对学生思维的灵活性、深刻性和方向性进行训练,培养其发散思维能力。
3、自学内容提示
①、物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系?
②、像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系?
教学过程设计:
一、新课引入
1、提出问题:
照镜子,平面镜能成像(从生活中发现问题),平面镜成像有什么特点呢?
2、提出猜想:
平面镜成像有什么特点呢?
(教师不做任何暗示,让学生充分想象)
[学生讨论、归纳]可能有下列猜想:
(允许有不正确猜想)
(1)、像与物等大;
(2)、像与物到平面镜的距离相等;
(3)、像与物左右相反;
3、制定计划与设计实验:
如何来探究像与物的大小是否相等呢?
[明确探究目的]
[老师给学生思考空间,学生:
思考、分析、讨论、归纳]
我们采用什么方法来验证像与物是否相等呢?
[设疑]
——比较像与物的大小。
[明确探究方法]
——找一个跟镜前物体完全相同的物体[替身物体]与像比较。
4、进行实验与收集证据:
同学们找桌子上的器材试试看,行不行。
[透明玻璃板暂时不取出]
——用两支相同的笔。
——用两只相同的蜡烛。
同学们成功了吗?
有什么障碍?
——从平面镜的正面看见了像,想把“替身物体”放到平面镜后面的像位置上,从平面镜的背面,只看到“替身物体”,而看不见像,所以无法比较像与物的大小。
为什么像不见了呢?
[学生:
思考、讨论]
——平面镜成的像不是真实存在的。
有没有真实存在的像,你们见到过吗?
——小孔成像,像是有光线投射到光屏上形成的。
——投影仪投射到银幕上的像。
——电影院放映机投射到银幕的像。
——树林里地面上圆形的小光斑就是太阳的像。
平面镜成的像是不是有实际光线会聚而成的呢?
——不是的,平面镜的背面有一层漆,光线是不能透射过去的。
[小结]好!
由实际光线会聚而成的,能够用光屏接收到的像,我们叫它实像,而平面镜成的像是光屏接收不到的,不是真实光线相交而成的像,所以叫作虚像。
怎样才能同时看见像和“替身物体”?
——要同时观察到像和替身物体,必须要让物体通过镜面的反射光线和替身物射出的光线都能进入人眼。
(教师在此可作适当解释“光的反射”,具体下面要学习)
好!
[激疑]我们看见物体(棋子)在平面镜内成的虚像是由于物体射出光线(或反射)经过镜面的反射进入人眼的。
怎样才能同时看见镜后的替身物呢?
——必须使平面镜后面的替身物射出的光线透过平面镜进入人眼。
非常好!
[激疑]那么现在镜后的替身物射出光线为什么没有透过平面镜进入人眼?
——被涂在平面镜后面的漆挡住,光线无法透过平面镜。
那么怎么办?
——把涂在镜后的漆刮掉。
想一想,有没有其它办法?
——换成平滑的透明玻璃板做。
现在拿出平滑的透明玻璃板,再选择器材试一试实验。
[学生选择器材实验]
同学们实验过程中有没有困难和问题。
——像较弱,看不清。
同学们,笔的像比较弱,看不清楚,你有办法让物体所成的像明亮起来?
——增强光的亮度(照度)。
用点燃的蜡烛做。
同学们,试试看。
[学生选择器材实验,在实验过程中存在两个问题:
(一)实验时间长,点燃的蜡烛烧短了,像比替身物短了;
(二)蜡烛不容易放置,有倾斜、有倒下,不易操作]
——点燃的蜡烛时间长烧短了,像比物短。
——蜡烛不容易放竖直。
——蜡烛容易倒下。
想什么办法改进实验呢?
看看里面桌还有什么器材。
[两把手电筒]
——用手电筒作为物体,代替蜡烛。
你们再试一试看。
[有的学生没开亮做,像较弱,看不清;
有的学生开亮手电筒,但灯光竖直向上射出同样效果不好]
同学们,手电筒的像为什么比点燃的蜡烛的像弱;
看不清楚,动一动脑筋,有没有办法使手电筒成的像明亮起来?
——把当作物体的手电筒开亮,并把手电筒的头旋下来做。
对,这样可以增强光的亮度。
再来试试看。
[启发]作为替身物的手电筒(没开亮的)应移到什么位置上。
——直到看上去它与开亮的手电筒的像完全重合。
[学生的主动积极探索实验,几经挫折,实验成功后能很好地体会到科学探究成功后的成就感。
]
平面镜成的虚像与物体的大小?
——等大。
实验验证:
像与物到镜面的距离相等,它们的连线与镜面垂直。
把上面实验放在白纸上做,只要记录两手电筒和玻璃的位置。
改变开亮手电筒的位置,重做上述实验两次。
用不同颜色的笔记录每次实验中两手电筒的位置。
分析实验记录:
量出每次实验中两把手电筒到玻璃板的距离。
连接每次实验中两把手电筒的位置,观察连线与镜面的关系。
[得出实验结论]
5、交流与评价:
(1)、同学们各自的探究结果是否相同?
(2)关于平面镜成想的特点还有那些猜想?
准备怎样去验证它?
学生课后自己探究:
(1)改变物体与平面镜的距离,像的大小是否改变?
(2)平面镜所成的像与物体左右相反的吗?
三、课堂小结:
1、平面镜成像的特点:
(1)成虚像;
(2)像与物等大;
(3)像与物到平面镜的距离相等;
(4)像与物左右相反。
2、科学探究的过程包括以下要素
(1提出问题(2做出假设
(3设计试验
(4)进行实验(5)分析与认证(6)得出结论
四、布置作业:
让学生在理解科学探究的情况下写出简单的探究报告(包括探究的问题、探究的过程和探究的结论)
自读教材“凸面镜和凹面镜”部分。
反思说明:
本课体现了科学家在进行科学探究时从问题-实验-问题-实验-结论的过程。
所以,一方面要防止出现学生盲目探究,教师要引导;
另一方面要避免教师直接告诉学生“要怎么样”、“应该这样”,学生遇到问题时,教师可在思考方向上给以启发、点拨,最后还是要学生自己去思考、自己去解决。
光的折射
一、教学目标
根据全面提高学生素质的总体目标与教学大纲的要求和本节教材内容及学生已有的认识基础,我确定本节的学习目标如下:
(1)知识目标:
知道光的折射现象及折射光线和折射角;
知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆;
能够用光的折射解释生活中的一些简单现象。
(2)能力目标:
通过演示实验,指导学生观察现象,引导学生自己分析、归纳规律,培养学生的观察、分析、归纳能力。
引导学生动手做实验,培养学生的动手能力及通过实验研究问题的习惯。
(3)情感目标:
培养学生学习物理的兴趣。
(4)德育目标:
通过对日常光现象的分析,破除迷信,热爱科学,进行唯物主义教育。
3、难点和重点
根据新修订的教学大纲的要求,及教材内容和学生学习的实际确定:
(1)重点:
光的折射规律;
光路可逆。
(2)难点:
光线进入不同介质中,折射角和入射角的关系;
用光的折射解释自然现象。
(3)关键:
对入射角和折射角的确定。
二、选用的教具及设备
1、选择教具依据
丰富的教学用具及设备,提高了训练密度及广度,使教学过程从枯燥到有趣,从抽象到形象。
进行课堂演示实验并利用计算机多媒体辅助教学,不仅提供了大量的教学信息,使学生在生动形象的环境中,得以迅速理解和掌握物理规律。
激发学生们的学习兴趣,调动他们的主动性、积极性、创造性,从而达到提高课堂教学效率的目地。
2、教具:
光的折射演示仪;
碗;
适量的水;
筷子;
多媒体课件;
录像剪辑。
三、教材处理
对日常光的折射现象学生有丰富的感性认识,以现象引入新课,学生学习目标明确,兴趣浓厚。
光的折射规律的认识,宜先提出问题及研究方法,通过学生猜想,对照演示实验的观察,辅以多媒体模拟演示,学生思维清晰、准确,有利于规律的总结归纳,并注意理论联系实际,重视知识的应用,让学生遵循认识的规律:
从实践到理论,又从理论到实践。
达到掌握知识、提高能力,从而提高课堂效率。
四、教法、学法
1、教法
根据教学内容的上下承接关系,学生刚学完光的反射,对光的现象已有一些简单的认识,对光学研究中的一些物理量已有初步的了解,如入射角、法线等。
针对素质教育对学生能力的
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