光现象教案

光的直线传播

光的直线传播是几何光学的基础，学习光的反射规律、折射规律都要用到光的直线传播的知识。同时利用光的直线传播，又能解释影子、日月食等生活和自然界的重要现象，也是信息传递一章的基础，通过本章的学习是反射、折射现象的基础，可以提高同学热情，激发探究欲望，培养学生STS意识。因此，学习这部分知识有着重要的意义。

初二学生思维活跃，求知欲旺盛，对自然界中的很多现象充满好奇，动手能力较强。但刚学习物理不久，对科学探究的基本环节掌握欠缺，且在他们的逻辑思维还需要经验支持。因此应以学生身边现象引入知识，逐步让学生理解和应用科学知识。

教学目标

“通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点”是新课程标准对本节课提出的要求。根据这一要求和教材具体内容，结合学生学情，我确立了本节课的教学目标。

（1）知识与技能

①了解光源，知道光源大致分为天然和人造光源；

②理解光在真空中传播及其应用；

③了解光在真空中的传播速度c=3×108m/s。

（2）过程与方法

经历“光的直线传播”的探究，体验探究的过程和方法。

（3）情感态度与价值观

①通过观察和探究的学习过程，培养学生的尊重客观事实、实事求是的科学态度；

②通过探究物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。

（4）重点、难点

重点：光的直线传播。

难点：解释简单的光现象。

教学策略

本堂课的设计着重体现从生活走向物理，从物理走向社会，提倡学习方式的多样化。创设线性探究模块，努力建构一种对话、合作与探究的课程文化，让“研究性学习”走进课堂，走进物理教学，鼓励学生自主探究和合作学习，实现学习方式的转变。从而引导学生经历完整的科学探究学习。

构建“人文·物理·社会”三维课堂，在引导学生探究物理知识的同时，渗透以人为本的培养理念。释放学生心灵，张扬学生个性，最大限度地发展学生的创新思维和实践能力。

在此设计理念的指导下我准备采用以下主要学法：探究式学习、小组合作学习。通过精心设计，在教学过程中促进教法与学法的和谐统一，体现教师主导作用和学生主体活动的和谐统一。与此相适应我采用的教法主要是发现法。发现法是美国哈佛大学教授布鲁纳所提倡的，是从学生的好奇、好问、好动的心理特点出发，依据教师所提供的器材，让学生自己发现问题，并自己回答和解决这些问题，使他们成为知识的发现者，而不是消极的接受者。具体体现在以下的教学环节中。

教学资源

1．学生分组：激光笔一支、果冻一个、软橡皮管一根、带孔的纸板两张、大头针几枚、平面镜一面、白屏一张、装了水的玻璃杯（水中满了少量墨水）。

2．教师教具：小孔成像演示器（用蛋糕盒自制）、氦氖激光器（或激光笔）、水槽两个、浓度不同的糖水四种、40 瓦电灯等。

教学过程

一、新课引入

课前利用课间休息，滚动播放一组与光现象紧密联系的优美图片和视频：影、倒影、水面下（视深变浅）物体，霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、白光通过三棱镜的色散、彩色的肥皂泡、北极光、日晕、日幻……最后将画面停在“节日夜空中的多彩的激光”直指本课的主题。让学生欣赏绚丽天象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子，在轻松愉悦的环境中进入这节课的学习。

二、新课教学

1．探究光的直线传播的条件

①引导学生应用桌面上的器材，通过开放性实验探究得出：光在空气、水、以及果冻这些介质中沿直线传播，但在两种介质的界面上要发生偏折。

［问题一］同学们刚才看到了许多光沿直线传播现象，但是光总是沿直线传播吗？

（先开放性分组实验，然后小组间交流实验结果）

方法一：用激光笔发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线传播。

方法二：用激光笔发出光直接照射果冻，发现光在果冻中沿直线传播。

方法三：将激光射过拉直了的橡皮管，但橡皮管弯曲就无法射过。

方法四：将几枚大头针插在一条直线上，眼睛沿这条直线看去只能看到第一根针。

方法五：将激光沿白屏从空气斜射入水中，可以看到光在空气和水中的路径都是直线，在空气和水的界面上发生了偏折。

组织学生归纳得出：光在空气、水、果冻、玻璃中沿直线传播；但在两种介质的界面上发生了偏折。

②教师演示光在非均匀糖水中传播的实验。得出光在同种非均匀介质中路径发生弯曲。

［问题二］这两个现象说明光必须在同种介质中才沿直线传播，但光在同种介质中光就一定沿直线传播吗？

教师演示：如图1，在支架上固定一个薄水槽，其中放置一个白屏来显示光的路径，事先配有四杯浓度不同的糖水，将它们按浓度从大到小依次倒入水槽（四种糖水的量按一定的比例），由于各层糖水间相互混合，所以水槽内形成了从上到下浓度逐渐变大的不均匀糖水。将一束激光从透明水槽侧面沿白屏表面75°左右的入射角，由最上层溶液斜向下射入非均匀糖水，可见激光路径在非均匀糖水中向下弯曲。同时做一个对照实验，用激光光束斜射入同种均匀的蔗糖溶液中，再对同学们观察──光的路径仍是直线。

图1

③引导学生归纳出光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播。

2．介绍光线的概念

由于平时我们见得最多的是光沿直线传播的情形。所以物理学中就用带箭头的直线来表示光的传播方向。比如要表示电灯的光在空气中的传播时，我们就沿光的传播路径作一些直线，（如图2）。这种直线叫做光线。

图2

3．应用：解释自然现象

①影子的形成

设问一：请同学们想想；如果电灯的光在传播的过程中，遇到了不透光的障碍物，在障碍物后边会有什么东西形成？演示；在一个圆筒形蛋糕盒的筒口处糊一张白纸，底部的圆洞上固定一个不透光的纸板人，打开后边的电灯，同学们在屏上可以看到一个人影，让学生分析人形的形成。

②日食由影子的成因，顺利过度到日食。

设问二：当地球、月亮和太阳运动到一条直线上，地球处在月亮的影区时。地球上影区中的人能看到太阳吗？这种现象叫什么？

③小孔成像演示：仍然运用前边的器材，保持电灯不动，用一个大纸板完全遮住圆筒形蛋糕盒底部的进光口。并在纸板上开一个小圆孔。

设问三：如果打开电灯，一部分光将穿过小孔射到屏上，请同学们猜想一下，在屏上将看到什么？打开电灯，学生观察屏上的现象以及灯丝的形状，大家看到什么了？“V”字形的光斑，灯丝的形状也是“V”字形的。但是开口和光斑相反。引导学生分析出小孔成像的原理。

4．光的传播速度介绍：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？你知道我们平时一眨眼需要多少时间吗？需要0．1秒，就在你眨眼的工夫，一个以光速飞行的超人，能够飞行3万公里。这个距离让一个普通人不停的走，大约要走250天，可见光速之大。

三、小结

请同学们回想一下，这节课你收获了什么？研究光的直线传播我们经历了一个什么样的过程？带领学生回忆：在观察神奇美丽的光现象的过程中，提出光是否总是沿直线传播的问题，然后通过实验探究，在相互交流中概括出了光在同种均匀介质中沿直线传播的结论。并且运用这个结论解释了一些自然现象。帮助我们更好的认识自然，不仅如此，还可以利用它改善我们的生活，提高工作效率，那么利用它你能做些什么？

四、思维拓展

射击时瞄准。给你一个玩具枪和激光器，你能想到什么？

激光准直。安装高楼电梯时，怎样使几十米高的电梯又正又直？

五、作业

试一试，制作一架小孔照相机，并用它来观察蜡烛所成的像，看一看，在什么情况下，蜡烛所成的像放大，在什么情况下所成的像较小？并试着解释为什么？

教学反思

本节课是学生的第一节光学课，新课程标准对这部分的内容要求是：“通过实验探究光在同种均匀介质中的传播特点”。而笔者经过深入调查初二学生的潜在知识和感性认识，知道大量学生已经积累了许多光沿直线传播的生活经验，比如从手电筒的光，汽车车灯的光等等。所以这节课设计的重点应该是激发学生热爱光学，让学生通过实验探究来认识光的传播特点，知道光沿直线传播是要有条件的。

充分挖掘了学生的创新潜能。整节课，学生始终处于积极参与探究的状态之中，他们在思考之后，自己能去选取仪器，设计实验，想到了一些非常有创意的方法。说明学生能独立地去探索、去实践。只要给他们充分发挥的时间和空间，就会激发起他们的创新潜能。

光的反射

教学目标

1．知识与技能

①了解光在一些物体表面可以发生反射；

②理解光反射的定律，了解法线、入射角和反射角的含义；

③了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．过程与方法

①通过实验现象的观察，培养学生的观察能力；

②通过实验设计，结合探究式学习，培养学生初步的创新能力和合作能力。

③通过从实验现象中总结规律，培养初步的分析概括能力。

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。

教学重、难点

教学重点：光的反射定律。

教学难点：镜面反射、漫反射；以及进行实验探究。

关键点：通过实验探究，辅以多媒体教学。

教法、学法

教法：主要采用实验探究法。

学法：主要采用的是观察讨论、合作探究及自主学习。

教具

教师：手电筒1支、硬纸板1块、平面镜1块等。

学生：台灯1盏、平面镜1块、梳子1把、白纸1张、小针1权、量角器1块、铅笔1支。

导学程序

一、创设情境，导入课题

课件展示：漆黑的夜空被绽放的礼花……

提问：

①夜晚我们为什么能看见绽放的礼花？

（学生根据已有知识很容易回答：礼花发出的光的进入了我们的眼睛，在此基础上进一步设问。）

②为什么我们也能看见不发光的物体呢？

（可让同学们讨论一下，可能会出现各种不同的答案，教师不作任何评价，可把学生引入另一种情景中。）

大家都知道：沿地面滚动的乒乓球碰到墙壁时会被弹射回来，那么光在传播的过程中如果同样遇到障碍物会不会像乒乓球有同样的效果呢？

（让从窗户进来的太阳光射向平面镜，同学会清楚的看见：光线在传播过程中遇到障碍物时会被弹射回来，这种现象就是光的反射。）

可以明确的得出：光源发出的光线，遇到物体，反射进入我们的眼睛，因此我们就看见了不发光的物体。同时引出课题并板书：§2．2 光的反射

二、实验分析，探索新知

1．光的反射定律

教师提问引入研究光的反射规律。

教师：继续演示太阳光射向平面镜的现象，让学生观察光的反射现象，提出：光反射时遵从什么规律呢？

☆知识准备：

教师演示：让手电筒的光沿着纸面射向平面镜，借此介绍：

入射点（O）：光线射到镜面上的点。

入射光线：射向反射面的光线。

反射光线：被镜面弹射出去的光线。

法线（ON）：通过入射点，垂直于镜面的直线。

入射角（i）：入射光线与法线的夹角。

反射角（r）：反射光线与法线的夹角。

☆探究“光反射时的规律”

学生小组创设实验，教师作适当的指导并引导学生归纳做出结论。

（实验方法：将准备的白纸平放在桌面上，设法在边缘处立放梳子，在梳子的右侧等高处放置台灯，打开电灯，会发现梳子反有许多直条纹，然后在白纸上立放平面镜，与梳子有一定夹角，就可以清楚的看见反射条纹。选定一束入射光线，用针沿这条光线扎上几个小孔，记下入射光线和反射光线所走的路径。并用铅笔画出平面镜的位置，作出法线，用量角器测量入射角和反射角。再把白纸翻折一定角度，观察能否在白纸上再次观察到反射光线。用手改变镜面的角度，重新做几次，测量出入射角和反射角。）

反射光线与入射光线和法线的位置关系？

结论：Ⅰ反射光线与入射光线、法线__________________；

Ⅱ反射光线与入射光线________________________。

反射角与入射角的大小关系？

结论：Ⅲ反射角_________入射角。（引出光线垂直入射……）

结论：光在反射时，光路是_______。

2．镜面反射和漫反射

课件展示：在一间黑屋子里，用手电筒照射一面镜子和一张白纸，学生会发现：镜子看起来竟是黑的，在相同条件下，白纸反而比镜子还亮一些，提出这是什么缘故呢？

（带着疑问，结合教材，让学生自主学习与讨论，进而得出镜面反射和漫反射的异同。通过分析，学生就很容易解释上述现象了：当平等光线遇到光滑的镜面时，虽然它的前进方向发生了变化，但由于反射角都相同，反射光线仍将按一

定方向前进；而当平行光线照在白纸上时，由于纸面不光滑，虽然每一条光线都被反射，但是光束却被反射到许多不同的方向，所以才会有上述现象的发生。）

思考：①电影的屏幕为什么不用玻璃镜而用布？

②让学生自己列举生活中的各种反射。

三、课堂小结：请学生完成对本节课的知识小结。

四、作业设计

①课件出示课堂练习；

②课后探究：高速公路上为什么很少有路灯？司机又是如何实现安全驾驶的？

平面镜成像

一、教材和学情分析

本节是在学习了光的传播和光的反射的基础上，对光的反射的延伸，是光的重要组成部分，它与学生的生活实际联系十分密切。教材以探究平面镜成像特点为主线，让学生经历探究平面镜成像特点的过程。在通过实验得出平面镜成像的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活中的成像问题。体现出“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。本节“平面镜成像特点”是一个完整的探究过程，学生在经历此探究过程中，学习对实验过程中信息的记录和处理。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。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。

大部分学生对平面镜成像有比较丰富的感性认识，但这个认识中由于视觉的问题存在一个误区“物体离平面镜越远像越小”，在实验中，要让学生通过观察

实验现象把此问题纠正过来。教学中，要通过探究过程培养学生实事求是的科学态度。

二、教学目标

1．知识和技能

·了解平面镜成像的特点。

·了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。

·理解日常生活中平面镜成像的现象。

·初步了解凸面镜和凹面镜及其应用。

2．过程与方法

·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和处理。

·观察实验现象，感知虚像的含义。

·通过观察感知球面镜对光线的作用。

3．情感、态度、价值观

·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。

·培养实事求是的科学态度。

·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。

三、课程资源

1．演示：水、玻璃杯、一张带底座的玻璃、蜡烛、火柴、潜望镜。

2．学生探究实验器材：一张带底座的玻璃板、两只一样的蜡烛、火柴、一张白纸、刻度尺、一面小平面镜、手表。

四、教学设计思路

五、教学流程

如图所示，人眼是根据光的直线传播来判断物体位置的。人能看到像是因为有光线入人眼。点燃的蜡烛上P 点射出的任意两条光线PA、PB经平面镜反射后的反射光线E1A、E2B的反向延长线相交于P′点，人就会感到P′点是一个“发光点”，而P′点就是P点的虚像。同理，蜡烛上的其他点也都能在平面镜内产生对应的虚像点，它们共同组成了蜡烛的虚像。因此，平面镜中的虚像是由射入人眼中的发射光线的反向延长线所形成的。（这是平面镜成像的原理）

交流与讨论：

（1）这些反射光线的反向延长线一定经过哪一点？（这就是虚像不能呈现在屏上的原因）

（2）若已知像点P′和入射点A，不作法线，能否画出反射光线？若能，请说出为什

六、教学反思

本节课基本的思路是让学生自主的探究，学生根据实验的现象和日常生活中的现象进行猜想，在此教师只要引导好学生打开他们的思路，使学生能大胆的进行猜想。对于学生的想法教师不要评价对与错，只是引导他们，使其想法尽量合理。但在探究过程中，一定要引导好，即不能失控，也不能出现包办的现象。

这节课没把重点放在知识结论上，而是放在激发学生的探究兴趣上，让学生经历有意义的探究活动，体验正确的认识是怎样产生的，虽然有些问题还不能用现有的知识来解决，但让学生带着问题进行学习，本身就是探索。这种以实验探究为手段，让学生自己解开科学之谜的方法，大大激发了学生的求知欲，调动了学生的学习主动性，有利地培养学生的独立探索能力和创造能力。

光的折射

在学习了光的直线传播和光的反射之后，本节课学习光的折射，了解光的折射现象和规律，为学习凸透镜的知识打基础，所以本节既是光的传播三种情况的组成部分之一，也是理解凸透镜知识的铺垫。教材中用大量的图片呈现了折射现象，留有充裕的探究时间来探究光的折射规律及其应用，让学生在实验探究中领略物理的美妙，体会成功的快乐，体现了学生自主性探究的新课程标准。我充分领会这一教学意图，用多媒体短片激发学生兴趣，引发学生思考并提出问题，进

而鼓励学生设计实验，进行探究，用类比法分析和归纳结论，最后按照“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念，引导学生运用自己归纳的结论解决生活和学习中的相关问题，进一步激发和保持学生探究的热情，培养学生思考和探究的习惯。

学习者分析

与光的直线传播和光的反射相比，学生对光的折射的生活积累和感性认识要少得多，“叉鱼”、“看彩虹”不要说是城镇学生，连乡村学生见过的也不多，“折射断筷”在小学看见老师做过，“海市蜃楼”少数学生从一些媒体上有所耳闻，因此在折射现象的呈现环节必需充分、直观，以引发学生的疑惑，激发探究的欲望。由于学生学习物理的时间不长，动手实验有一定的模仿性，在这一阶段需作必要的演示。有光的反射探究的经验，只要引导学生处理好光路的可视化问题，折射规律的探究操作就不困难了；由于学生的视角远不同于老师，在实验归纳环节可能会纠缠于某些枝节或偏重某一方面得不出完整的结论，所以在这里采用了类比法，以光的反射规律为比照来归纳光的折射规律，同时用多媒体展示台加强交流和评估，力争让所有学生都能获得正确完整的实验方案和结论，以利于规律运用环节的教学和后续学习。光折射的可逆性探究是本节的难点之一，学生对可逆的概念理解不到位，逆向思维能力有待培养，影响实验的设计和操作，（实验既要探究可逆性，又要促进学生对可逆性的理解）有必要引导学生用两点定线法标注折射光线和入射光线，引导学生找到合适的位置逆向入射（如图一中B 点在水槽侧壁上，便于将激光枪对准BO入射），观察新折射光线是否沿OA射出。改变角度反复做几次，这样可以实现实验的双重目的，又不必花费大量的时间，分散学生的注意力。

教学目标

1．知识与技能

·了解光的折射现象；

·了解光从空气中射入水或其他介质中时的偏折规律；

·了解光在折射时光路的可逆性。

2．过程与方法

·通过观察，认识折射现象；

·体验由折射引起的错觉。

3．情感、态度与价值观

初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。

教学重点

实验探究光的折射规律。

教学难点

1．归纳光的折射规律；

2．光折射时光路的可逆性探究。

教学资源

1．多媒体资源：电影《拯救大兵瑞恩》片段；海市蜃楼图片；PPT辅助课件。

2．实验器材：玩具激光枪、水槽、水、大豆粉、玻璃棒、小勺、木板光屏（白漆粗糙表面）、彩笔、木筷、厚玻璃砖、大口瓷碗、硬币（演示组装图如图一）

教学方式

情景引入、互动导学、自主探究。

教学过程