化學是一門注重培養中學生科學素質和創新能力的實驗性學科。 因此，我會在課堂上使用一些自制的教具來輔助教學。 這個實驗箱是第二個，明天我要用它講探索光沿直線傳播的實驗。
一、教材使用
探究光沿直線傳播的實驗
山東省臨沂市第二中學
關叔
本實驗為新民教版八年級《物理》第4章“光現象”第一節內容。 它是幾何光學的基礎，是研究光的反射和折射的必要知識。
2、實驗設備
光學實驗箱（見圖1）、影像綜合儀（見圖2）、模擬月食設備（見圖3）、學生自制的小孔成像簡易裝置。
圖 1 圖 2
圖片
三、實驗創新點
(1) 自制光學實驗箱
1.可應用于整個中學的光學教學，包括探索光的直線傳播、光的反射定理、鏡面反射、漫反射、光的折射定理、棱鏡對光的影響，光線穿過玻璃磚的錯位，以及光線通過透鏡的會聚和發散。
2、本節教學在教材實驗的基礎上，補充了光在固體（蠟）和空氣中直線傳播的演示實驗。
3、補充設計了光從空氣射入水中再射入蠟的實驗，光在不均勻糖水中傳播的實驗，突破中學生對光沿直線傳播條件“相同”的認識不全, 均質介質”的難度。
（二）小孔成像實驗（視像一體儀）的改進： 1、光源的改進：教材中使用的蠟燭火焰，照度低，圖像不清晰。 現在它被紅色和藍色所取代。
彩色強光三極管，成像清晰，像倒置一樣易于識別。 2、光屏改進：教材中的設備只能用于小組實驗。 屏幕太小，無法實現班主任示范時全班中學生的觀察。 現在，攝像頭已經修改為同步大屏幕上的現象。
3、功能改進：可探究成像形狀與小孔形狀的關系； 可探究成像尺寸與物距、光幕距孔距的關系； 可以演示比較小孔成像和大孔成像的現象。
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
(1)中學生能根據實驗獨立分析光的直線傳播規律，并應用其解釋現象。
(2)通過實驗教學，培養中學生熱愛生活，熱愛物理科學。
六、實驗教學內容
(1) 探索光在固體（蠟）、液體（水）和空氣中的線性傳播
(2) 探究光在不同介質中的傳播（光從空氣中斜射入水中，再射入固體蠟中）
(3)探索光在非均勻介質中的傳播（光在非均勻糖水中）
(4) 中學生小組實驗：模擬月食現象
(5) 相機成像儀一體化小孔成像探索
(6) 光學實驗箱應用拓展實驗
七、實驗教學過程
（一）創設情境，推陳出新
用“井中望天”的故事來引入新的教訓：我們能看到天空，是因為光入耳，為什么鳥和烏龜看到的天空大小不一？ 光是如何傳播的？ 用童年的經典故事，讓中學生的注意力瞬間聚焦課堂，激發他們的求知欲。
(2) 化學規律的實驗探索
根據課本上的圖片，不難看出光是直線傳播的，但有中學生會批評：大多數情況下，光束是看不見的，你怎么知道它是在直線傳播的呢？一條直線？ 而教材中只設計了光在水下傳播的實驗，我對此進行了改進：為了顯示光路，在“實驗盒”底部注入淡黃色蠟，底部加入蜂蜜水，空氣中冒出煙霧，請看（見圖4）： 現象清晰全面。 中學生可以得出光沿直線傳播的結論。
圖 4 圖 5 圖 6
對于直線傳播的情況，教材采用直接給出的形式，雖然中學生對“相同、同質介質”的情況還只是字面上的認識，缺乏感性認識。 為了突破這個難關，我設計了如下實驗，請看（見圖5）： 光在空氣、水和透明固體中的路徑都是直線，但在兩種介質的界面處發生了偏轉，所以直觀上，光在同一介質中是沿直線傳播的。 這種偏轉現象也為之前的光折射研究鋪平了道路。
對于“統一”的情況，我采用“對比法”教學。 我自己做了不均勻的糖水，請看（見圖6）：光的光路在不均勻的液體中發生彎曲，均勻擾動后會發生什么？ 做了一條直線。 通過前后現象的對比和思維的碰撞，中學生對“齊一”的情況有了透徹的認識。
(3) 學以致用
“學而用”是我們教學的主題探究光的直線傳播實驗，讓中學生感受到化學不僅來源于生活，更要應用于生活。 為了活躍氣氛，我請中學生畫代表做各種手影。 通過這次活動，我還向祖國的年輕一代宣揚了“皮影”的傳統文化，展示了情感、態度、價值觀的教育。 了解影子動力學后，中學生可以使用準備好的設備模擬月食現象（見圖 7）。 在這次活動中，同學們不僅體驗了動手實驗的樂趣，還發現科學并不神秘，科學就在你我身邊。 小孔成像實驗，教材就是這樣設計的。 在課堂教學中，我讓中學生分組做實驗。 在這個過程中，我發現了一個問題：設備看似簡單易操作，但蠟燭火焰色溫偏低，成像很不清晰。 我會改進這個：用紅色和藍色的強光三極管代替火焰。 演示時，由于光屏很小，中學生全班不能一起觀察，所以我改裝了攝像頭，讓大屏幕上的現象同步。 Look（請看圖8）：我們拿發光體的圖像對比一下，倒像很明顯。 結合光路圖（見圖9）的分析，就很容易理解為什么小孔是倒像了。
圖 7 圖 8 圖 9
（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？ 大空會怎樣？
2、如果小孔的形狀發生變化，成像形狀會不會發生變化？
3. 針孔成像的大小會不會改變？ 靠什么激勵？
為了指導中學生課后繼續進行實驗，我的一體機有以下改進： 圖10
1. 當小孔變大時，請看不再是圖像，而是影子。 中學生一聽到這個影子（見圖10），頓時熱鬧起來，這就可以解釋語錄中小烏龜眼中的天空為什么那么小了。
2、小孔的形狀是可變的。 這是小三角孔形成的圖像。 現在我用一個小圓孔代替它。 請看成像形狀沒有改變。 您可以探索成像形狀與小孔形狀之間的關系。
3.當物體離小孔的距離越來越近時，圖像會變大。 當光幕到小孔的距離變長時，圖像也變大。 您可以探索成像尺寸與物體到孔的距離以及光幕到孔的距離之間的關系。 關系。 這就是興趣小組課后實驗探索的情況。 中學生反映，通過該設備，對針孔成像相關知識的理解生動直觀。
圖 11 圖 12 圖 13
(5) 實驗箱的擴展應用
說到這里，我的試講也接近尾聲了，各位評委可能已經注意到了，這部分實驗箱只用在這節課上，那它有什么用呢？ 請看，它可以用來探究光的折射規律（見圖11），也可以演示光在透鏡上的會聚（見圖12）、發散（見圖13），以及對光的影響prism on light, light 玻璃磚的錯位現象，我把平行光入射到小平面鏡上，請看，直覺上呈現的是鏡面反射現象（見圖14），當平行光入射到錫紙上時折紙處，反射光向四面八方射，即漫反射（見圖15），也可用于教學光的反射定理（見圖16），可探究反射角與反射角之間的關系以及入射角和三線是否共面。 這個包可以應用于整個光學內容的教學，將具體的數學知識形象化。 中學生尤其受益于這些實驗教學模式。 因此，我今后會不斷改進和完善教具，為教學服務。
圖 14 圖 15 圖 16
八、實驗教學的反思與評價
多套自制教具為中學生提供了豐富的實驗設備，讓他們思考、講述、探索、發現化學實驗中所反映的化學本質。 這個過程使中學生掌握了探索數學知識的途徑，培養了中學生的科學實驗精神。 本次教學充分體現了中學生在“做”中“學”，在“學”中“悟”的現代教育思想和觀念。
第二部分：光沿直線傳播的教學設計與思考
《光的直線傳輸》教學設計與思考
新海中學數學組趙慶春
教學目標一、知識與技能
(1)知道什么是光源；
(2)知道光在同一均勻介質中沿直線傳播； (3) 知道光在真空中的傳播速度。 2.工藝與技巧
(1)通過觀察和實驗培養中學生初級的觀察能力和設計實驗的能力；
(2) 經歷“光是如何傳播的”探究過程，培養初步的科學探究能力。
3. 情緒、態度和價值觀
(1) 能感受五光十色的光之美，有求知欲，樂于探索自然現象；
(2)認識到溝通與合作的重要性，具有積極與他人合作的精神。教學重點
通過實驗，探究光在同一均勻介質中的傳播特性。教學難點
研究光在均勻介質中的傳播。 【教學資源】（教材、工具）
激光源，果凍一個，軟膠管一根，不同形狀孔的硬紙板兩張
床單、蠟燭、幾根別針、一面平面鏡、一塊白屏風、水、眼鏡等。【教學過程】
一、新課程介紹
①為什么我們能看到物體？ …物體有光射入我們的耳朵。 如：日光、日光燈、電視機等。
②學生解釋：光是怎樣傳播的？
2.新課教學
1、光源
發光的物體稱為光源。
例如：…………………………學生舉例
可以有多少種光源？ （可以有多種分類方法）例如：自然光源和人造光源、熱光源和冷光源等。 2.探索光的傳播
①引導中學生使用桌面上的設備，通過開放式實驗探索：光在空氣、水、膠狀物等介質中沿直線傳播，但在兩種介質的交界面處發生偏轉。
【問題1】朋友們剛剛看到很多光沿直線傳播的現象，光總是沿直線傳播嗎？
（先開組實驗，然后組間交流實驗結果）
方法一：用激光筆向滴有少量墨水的水底投射一束光，可以看到光在水底沿直線傳播。
技巧二：用激光筆直接向果凍發射光線，發現光線在果凍中是沿直線傳播的。
方法三：通過縮短的膠管射出激光，但很難通過彎曲的膠管射出。
方法四：在一條直線上插入幾個引腳，沿著這條直線用眼睛只能看到第一個引腳。
方法五：將激光沿死面從空中斜射到水底，可以看到光在空中的路徑與水底是一條直線，偏轉發生在空氣和水之間的界面。
組織中學生總結：光在空氣、水、果凍、玻璃中沿直線傳播； 但它在兩種介質的界面處偏轉。
②教師演示光在非均勻糖水中傳播的實驗。 得出光路在同種非均勻介質中發生彎曲的結論。
【問題2】這兩個現象表明光在同一介質中必然沿直線傳播，但光在同一介質中一定沿直線傳播嗎？ 利用多媒體播放日出場景，引導中學生總結光沿直線傳播的條件：光在同一均勻介質中沿直線傳播。
2.引入光的概念
指示光傳播方向的箭頭稱為射線。 指出：光是真實存在的，光是人們用來表示光的傳播路徑的一種技術。 為此，在繪制光線時，必須用箭頭表示光線傳播的方向。
3.應用：解釋自然現象
①激光對中
列表：站隊、瞄準目標、引導采煤機方向等。 ②陰影的產生
光在傳播過程中，遇到無法穿透的障礙物，影子就會在障礙物后面反射。 日全食和月全食也是陰影。 ③小孔成像
示范：點燃一支蠟燭，把它放在紙板前。 使用前面的白紙找到倒置的蠟燭圖像。 換一個孔形狀不同的硬紙板，然后重做以找到倒置的蠟燭圖像。
4、光的傳播速度：光在真空中的傳播速度為/s，約等于3×10m/s。 3×10m/s 有多快？ 參考科學世界就知道光速有多快。
三、總結
根據板書，總結本節內容，明確重點和難點。
4. 課后活動：
完整的資源和評論。
五、雜項教學筆記：
本課采用探究式學習的方式展示光路和光的傳播。 課堂反應比較好，后面要加強這方面的探究。
在需要較多時間的課時，不要只顧進步，防止中學生落后。 8個
第三部分光的直線傳播教學設計_童永輝
光沿直線傳播
童永輝
一、教學目標 1、知識與技能 (1)知道什么是光源；
(2)知道光在均勻介質中沿直線傳播； (3) 知道光在真空中的傳播速度。 2.工藝與技巧
(1)通過觀察和實驗培養中學生初級觀察能力和設計實驗能力； (2)體驗“光是如何傳播的”的探究過程，培養初步的科學探究能力。 3.情感、態度和價值觀
(1)能感受七彩光之美，有科學求知欲，樂于探索自然現象； (2)懂得溝通與合作的重要性，具有積極與他人合作的精神。 教學重點：通過實驗探究光在同一均勻介質中的傳播特性 教學難點：探究光在同一均勻介質中的傳播 教學方法：自主探究教學法二． 實驗設備：
激光筆、火柴、熏香和透明容器。
三、教學過程
1. 課前考試準備、作業檢查、日語單詞結構。
檢測上周不及格的幾個學生的單詞結構聽寫。
2.導入新課程
師：小伙伴們欣賞了美麗的風景，絢麗多彩的極光。 正是因為這七彩的光芒，世界才被裝點得如此美麗優雅。 關于光，你想知道什么？ 明天我們先學習《光的傳輸》。
3.新獎項
(1) 光源
師：朋友們，剛才我們看到了美麗的自然風光，那么，這美麗的光是從哪里來的呢？ 學生：結合圖2.1-1的自然光源和圖2.1-2的常見人工光源閱讀教材。 事后討論交流。 師：是的，光是有一些物體發出來的。 不僅是課本上給出的反例，你知道什么物體可以發光嗎？
生活：太陽、星星、月亮、火柴、蠟燭、日光燈、全身反光鏡、電視屏幕……
師：很好。 朋友說了這么多。 此外，月亮和反光全身鏡不能發光。 星辰之中，唯有星辰能夠發光。 行星和衛星則沒有。 我們稱這種能發光的物體為光源。
能自然發光的物體，如太陽、螢火蟲、水母等，稱為“自然光源”； 人類制造的發光物體，如點燃的蠟燭、霓虹燈、白熾燈，被稱為“人造光源”。
光源的分類也可分為點光源和平行光源。 例如電燈、蠟燭等屬于點光源，而太陽、發光手探照燈等則屬于平行光源。
(二)光的傳播 1.問一個問題
老師：（拿著激光手電筒朝天花板射。）老師問小伙伴們一個問題：光從激光手電筒到天花板是怎樣傳播的，它的路徑是什么？ 請朋友們根據自己的經驗或感性認識提出自己的猜測。 2.猜猜
學生：光沿直線傳播。
師：朋友們推測光是沿直線傳播的，那么如何檢驗我們猜測的正確性呢？ 生：需要通過實驗來檢驗。 3.設計和進行實驗
師：好，現在請一群小伙伴給大家看一下大家設計的實驗操作？
點燃蚊香，沿著小孔插入水療發射器，燃燒片刻后，用激光筆對準水療發射器。 激光筆發射的激光在水療射手中呈現出一條突出的白色直線。 師：你看到什么現象？
學生：水療射手的光路是一條直線
師：好的，本組的同事設計的很好，讓我們在礦泉射器中看到了一條很明顯的直線，很好的驗證了光在均勻空氣中是沿直線傳播的
師：請想一想，我們做實驗的時候，光在什么介質中傳播？ 盛：我們做實驗的時候，光在空氣中傳播，在水里傳播，在玻璃中傳播，這是同一種介質。
師：嗯，很好，所以我們說“光沿直線傳播”是有條件的，首先必須是在同一種介質中，而且是均勻的。 朋友們可以總結一下這個推論嗎？ 生：光在同一均勻介質中沿直線傳播。
由此推斷，光可以在透明介質中傳播，也可以在同一均勻介質中沿直線傳播。
(3) 光
師：知道光在均勻介質中沿直線傳播，我們如何描述光呢？ 我請兩個朋友在黑板上畫畫。
中學生根據日常生活經驗和對光的理解，畫出光的表情。 師：我的朋友們都很會畫畫，所以我們用直線來表示光的傳播路徑，用箭頭來表示光的傳播方向。 我們把它具體表示為一個數學模型，我們稱之為光。 這種簡單的表示是我們數學中常用的建模方法，突出了我們數學的簡單美。
師：上面提到了點光源和平行光源，這里我給大家介紹一下如何用光來表示。 （繪畫）
(4)光直線傳播的應用
師：我們知道光是直線傳播的，那么生活中有哪些現象可以用光的直線來解釋呢？
盛佳：在我們玩過的手影游戲中，是因為光線在傳輸過程中被手遮住了，在手前面的墻上形成了一個影子。
老師：好的，朋友們，你們知道影子是怎么產生的嗎？生：沉默
師：好吧，我告訴你，影子就是光在傳播過程中遇到不透明物體后，在不透明物體后面形成的暗區。 你們都有過這樣的經歷，晚上走在路燈下，離路燈遠的時候影子很長，但是當你走到馬路上等待時，影子變短了，如果你去的話進一步，影子會變長。 例如物體的影子在夜間最短，可以用影子的產生來解釋。 師：生活中還有哪些現象可以用光的線性傳播來解釋？ 求另一位朋友生B：月食和日食的產生也可以用光的線性傳播來解釋。
師：好的，你知道日全食和月全食是怎么產生的嗎？ 難不成真的被天狗吃了？ 請看黑板，（配圖解釋），你明白了嗎？
老師：拿出來請小伙伴們看書的第35頁，仔細看，想一想，看看能不能按照書上的要求做出來
健康：讀書，做自己
師：好了，我看你差不多看完了。 看過預告的小伙伴們也紛紛制作了自己的小作品。 老師也在這里做了一個。 （點蠟燭）下位老師請朋友上來跟這個小制作。 Kong觀察并告訴你他看到了什么？ （上臺）仔細觀察
學生C：老師，我看到了一個倒置的蠟燭火焰
師：你也可以拿著自己的小工藝品，觀察發光的物體。 有興趣的朋友也可以上講臺觀摩，一一
師：你想知道為什么我們看到的是倒立的而不是正立的嗎？你看黑板，（畫圖解釋）像這些實際光線匯聚成的像，我們稱之為虛像
師：好吧，昨天跟大家討論了這么多生命現象，那么我們如何利用光的直線傳播為我們服務呢？請朋友們結合現實生活舉出一些反例
盛：在開挖隧道時，工程師經常用激光束引導采煤機，使采煤機直線前進，確保隧道方向沒有誤差。
學生：射箭時，士兵使缺口、準星、靶心三點在同一條直線上，稱為“三點一線”，這樣才能射中靶子
師：很好。 老師發現小伙伴們討論積極，思維活躍，能從課本和生活中獲取信息。 小伙伴們的表現讓老師大吃一驚。 現在邀請朋友一起觀看大屏幕。
學生：欣賞講義中的激光準直、手影、針孔成像、日食成因、月食成因。 （加強感性認識）
(5)光的傳播速度
師：朋友們，快看課本第36頁。 看完后，你能告訴老師為什么打雷時先看到閃電，然后聽到雷聲嗎？
健康答：光比聲音傳播得快。 盛乙：光在真空或空氣中的傳播速度為3×108m/s，在水底的傳播速度約為真空中的3/4，在玻璃中的傳播速度約為水底的2/3在真空中。
盛丙：光速很大。 如果一個飛行人以光速繞月，他可以在1秒內繞月7.5圈。
師：朋友說挺好的。 這里涉及到一個新的數學量——光速，在數學中用符號c表示，其單位與速度相同，單位為米每秒，符號表示為m/s。 通過閱讀我們可以知道，真空中的光速是宇宙中最快的速度c=3×108m/s，空氣中的光速也可以近似為3×108m/s，傳播速度為水底在真空中約為3×108m/s，約為玻璃中的3/4，約為真空中的2/3。 這里我們可以得出光速在空氣、水和玻璃中的關系c air > c water > c glass，我們可以把這個和聲音在不同介質中的傳播進行比較，請回憶一下聲音在空氣、水、玻璃中是什么是傳播速度大小之間的關系？健康：v空氣
師：接下來，請翻到書的第37頁，閱讀《科學世界》，然后回答書末問題│
師：這里有一個距離單位——光年，等于光一年走的距離
四、回顧與反思
師：好吧，朋友們我們回想一下，剛才學習“光是如何傳播的”這個問題，我們經歷了怎樣的探索過程？
學生：提出問題──猜測──設計實驗──實驗驗證──得出推論──推論應用
五、課堂總結
師：學習這節課探究光的直線傳播實驗，你有什么收獲？ 學生：討論交流。
6. 手把手教數學
你熟悉“井底之蛙”這個詞嗎？ 你能解釋一下為什么“坐井觀天，所見甚小”嗎？ 你能根據光沿直線傳播的原理畫出示意圖嗎？
第四部分：直線傳播光的精品教程