探究光沿直線傳播試驗教學設(shè)計

1、探究光沿直線傳播實驗遼寧省營口市第一中學關(guān)舒物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為此在課堂上我會利用一些自制的教具來輔助教學。這個實驗箱就是其一，今天我要用它來說一說探究光沿直線傳播這一實驗。一、使用教材本實驗是新人教版八年級物理第四章光現(xiàn)象第一節(jié)中的內(nèi)容，是幾何光學的基礎(chǔ)，又是研究光的反射、折射現(xiàn)象的必備知識。二、實驗器材光學實驗箱（見圖1）、影像一體儀（見圖2）、模擬日食器材（見圖3）、學生自制小孔成像的簡易裝置。圖1圖2圖3三、實驗創(chuàng)新點（一）自制的光學實驗箱1 .可以應用于整個初中光學內(nèi)容的教學，其中包括探究光的直線傳播、光的反射定律、鏡面反射、漫反射、光的

2、折射定律、三棱鏡對光的作用，光透過玻璃磚的錯位現(xiàn)象以及透鏡對光的會聚、發(fā)散作用。2 .本節(jié)教學中，在教材實驗的基礎(chǔ)上補充了光在固體（蠟）、空氣中直線傳播的演示實驗。3 .自行補充設(shè)計了光從空氣射入水再射入蠟中的實驗、光在不均勻糖水中傳播的實驗用以突破學生對光沿直線傳播條件同種、均勻介質(zhì)”理解不透徹的難點。（二）小孔成像實驗改進（影、像一體儀）：1.光源改進：教材中使用的是燭焰，其亮度低，成像不清晰，現(xiàn)將其更換成紅、藍兩個顏色的強光二極管，使得成像清晰且容易分辨像是倒立的。4 .光屏改進：教材中器材只能進行分組實驗，在教師演示講解時光屏太小，不能實現(xiàn)全班學生一起觀察，現(xiàn)加裝了攝像頭，可將現(xiàn)象同步

3、在大屏幕上。5 .功能改進：可以探究成像形狀與小孔形狀的關(guān)系；可以探究成像大小與物到孔距離和光屏到孔距離的關(guān)系；可以演示對比小孔成像、大孔成影的現(xiàn)象。四、實驗原理光的直線傳播、光的反射、光的折射五、實驗教學目標（一）學生根據(jù)實驗能自主分析出光的直線傳播規(guī)律并應用其解釋現(xiàn)象。（二）通過實驗教學，培養(yǎng)學生熱愛生活更熱愛物理科學。六、實驗教學內(nèi)容（一）探究光在固體（蠟）、液體（水）、空氣中的直線傳播（二）探究光在不同種介質(zhì)中的傳播（光從空氣斜射入水再射入固體蠟）（三）探究光在不均勻介質(zhì)中的傳播（光在不均勻糖水中傳播）（四）學生分組實驗：模擬日食現(xiàn)象（五）用影、像一體儀探究小孔成像（六）光學實驗箱應用

4、的拓展實驗七、實驗教學過程（一）創(chuàng)設(shè)情景，引入新課用坐井觀天的故事引入新課：我們能看見天空是因為有光進入眼睛，但為什么小鳥和小青蛙眼中的天空大小不一樣呢？光是怎么樣傳播的呢？用兒時的經(jīng)典故事把學生的注意力立即集中到課堂上來，并激起了求知欲。（二）實驗探究物理規(guī)律根據(jù)教材中圖片不難說出光沿直線傳播，但有些學生會質(zhì)疑：大多數(shù)情況都看不見光束，怎么知道是直線傳播？而且教材中只設(shè)計了光在水中傳播的實驗，對此我加以改進：為了顯示光路，實驗箱”底部注入了淡藍色的蠟，水中加入牛奶，空氣中放入煙霧，請看（見圖4）:現(xiàn)象清晰、全面。學生可得出光沿直線傳播。圖4圖5對于直線傳播的條件，教材中采取了直接給出的方式，

5、其實學生對圖6同種、均勻介質(zhì)”這一條件還只停留在字面上的理解，缺乏感性認識。為了突破這一難點，我設(shè)計以下實驗，請看（見圖5）:光在空氣、水、透明固體中的路徑都是直線，但在兩種介質(zhì)的交界面上發(fā)生了偏折，由此直觀得出：光在同種介質(zhì)中沿直線傳播。這個偏折現(xiàn)象呢也為后面光的折射學習埋下了伏筆。對于均勻這一條件我采用對比法”教學。我自制了不均勻的糖水，請看（見圖6）:光在不均勻的液體中光路彎曲了，攪動均勻后會怎么樣呢？變成了直線。通過前后現(xiàn)象的對比、思維的碰撞，學生對均勻”這一條件有了透徹的認識。（三）學以致用7）。在這一活動學以致用”是我們教學的主題，可以讓學生體會到物理不僅來源于生活，更是應用于生活

6、。為了活躍氣氛，我讓學生選派代表做各種各樣的手影，通過這一活動也向祖國的年青一代宣揚皮影戲”這一傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)了情感、態(tài)度、價值觀的教育。有了對影子成因的認識，學生可用準備好的裝置來模擬日食現(xiàn)象（見圖中學生不僅學生體驗了動手實驗的樂趣，同時也發(fā)現(xiàn)科學并不神秘，科學就在你我身邊。8）:咱們把像和發(fā)光體對比一下,小孔成像實驗，教材是這樣設(shè)計的，課堂教學中我讓學生分組做該實驗，在這一過程中發(fā)現(xiàn)一個問題：該裝置雖然簡單，易于操作，但燭焰亮度低成像很不清晰，對此我加以改進：將火焰更換成紅、藍兩個顏色的強光二極管，演示時由于光屏小，不能讓全班學生一起觀察，所以我加裝了攝像頭，把現(xiàn)象同步在大屏幕上，請看（見

7、圖（見圖9）加以分析，就很容易理解為什么小孔成倒像了。倒立的像顯而易見。再配合光路圖圖101、當小孔變大（四）因材施教、拓展延伸秉承因材施教的原則，我提出以下問題作為課后思考：1、為什么叫小孔”成像呢？大孔會怎么樣？2、小孔的形狀改變，成像形狀會變嗎？3、小孔成像的大小會變嗎？受什么因素影響呢？為了引導學生課后繼續(xù)進行實驗探究，我的一體儀有以下改進：孔時，請看，不再成像了，而是形成影子，當學生看到這個暗影時（見圖10）,立刻豁然開朗，能解釋引課中小青蛙眼中的天空為什么這么小了。2、小孔形狀可變，這是小三角孔成的像，現(xiàn)在我將其更換成小圓孔，請看，成像形狀沒有改變，可以探究成像形狀與小孔形狀的關(guān)系

8、。3、當物到小孔的距離變近時，像變大了，當光屏到小孔的距離變遠時像也變大了，可以探究成像大小與物到孔距離和光屏到孔距離的關(guān)系。這是興趣小組課后實驗探究的情景，學生反饋說，有了該裝置，對于小孔成像相關(guān)知識的理解變得形象、直觀了。圖12圖11（五）實驗箱拓展應用圖13說到這里，我的說課已接近尾聲，評委老師可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本節(jié)課只應用了實驗箱的這一部分，那它還有哪些應用呢？請看，可用于探究光的折射規(guī)律（見圖11）,還可演示透鏡的對光的會聚（見圖12）、發(fā)散作用（見圖13）、可演示三棱鏡對光的作用、光透過玻璃磚的錯位現(xiàn)象，我將平行光入射到小平面鏡上，請看，鏡面反射現(xiàn)象（見圖射到褶皺的錫箔紙上時反射光射向四面八方，這是漫反射（見圖14）直觀呈現(xiàn)，當平行光入15）,還可用于光的反射定律教學（見圖16）,可探究反射角與入射角的關(guān)系以及三線是否共面的問題。這個箱子可應用于整個光學內(nèi)容的教學，使抽象的物理知識形象化，學生非常受益于這種實驗教學的模式，所以，日后我將繼續(xù)改進、完善教具來為教學服務(wù)。圖16圖14