教材說明
《光的線性傳播》選自兩年制初中九年義務教育教材《物理》(人教版)第一卷。
設計理念
本課設計的一系列實驗與日常生活密切相關,讓中學生憤怒地發現日常生活中被忽視的事物和現象蘊藏著數學規律,啟發中學生關注自然,培養能力觀察事物。 本課程采用探究式教學,以講授和實驗相結合。 其目的不僅是為了讓中學生了解眼鏡的線性傳輸規律,也是為了讓中學生關注。 讓中學生多動手動腦,通過活動學會如何學數學,發展思維和能力。 本實驗所用的設備是從興業隨處可見的日常用具中獲得的。 中學生被指導使用這些物品來設計自己的實驗。 通過自主實踐活動,親身體驗“提出問題、猜測與假設、收集證據、分析論證、評價與反思、合作與交流”等科學探究環節,讓中學生感受到化學知識來源于生活,從自然和生產實踐出發,培養他們的科學探究能力、嚴謹的科學態度和創新的科學精神。
本課將小組實驗移至教室或直接在實驗室講授,淡化宿舍與實驗室的差異光的直線傳播實例子,強調化學實驗的功能。
教學目標
本文以生活為背景,立足中學生常識,通過觀察和研究人如何看到物體,探索光的線性傳播規律。
從日常生活中的光學現象出發——可能的誘發構想與猜想——驗證自己構想的方法(實驗原理)——材料的選擇、設計與實現——評價與結果。
課前計劃
光源、黑紙、能形成影子的物體、小光幕、大光幕、大頭針(刀片)、燈泡(蠟燭)、透明膠片、投影儀。
教學流程
1.通過探索,了解光沿直線的傳播
班主任提出問題,要求中學生思考并解釋人們如何看待物體。
(分析中學生的答案,并將中學生畫的光傳播情況的幻燈片放在投影儀上進行解析。)
中學生解釋了一些觀點后,要求他們在紙上畫出他們設想的光的傳播。
【突出中學生為主體光的直線傳播實例子,讓他們從日常生活、自然現象或學習中發現有意義的問題。 ]
班主任給中學生發一個光源、一個足以形成影子的固體物體、一個透明物體、一個光幕,并關掉房間里的燈。 要求每個小組使用提供的光源和其他材料探索光的傳播特性(陰影的原因)。
(中學生描述小組中觀察到的現象,并將小組實驗中觀察到的現象與現有的對光屬性的理解聯系起來。)
【練習正確、合理使用實驗設備,能夠通過觀察和實驗收集現象和數據。 ]
2.如何利用對光的理解進行預聚焦并通過小孔投射到光幕上
老師:根據你對光的理解,一旦班主任打開光源,把宏觀物體放在小孔前面,你認為屏幕上的圖像會是什么樣子? (班主任應接受所有答案。)
(中學生實驗設備包括:一張黑紙、大頭針、燈泡、蠟燭、大光幕。)
中學生在黑紙上戳一個小孔,可能比大頭針的半徑大一點,讓光線穿過并將其投射到屏幕上。 中學生被要求在幻燈片上畫出他們想象中的圖像。 (因為這個孔很小,很多中學生可能會覺得它會是一個亮點,而不會意識到燈的鎢絲或蠟燭的火焰的圖像都呈現在光屏上。)之后,中學生進行實驗,探索并觀察實驗結果。
師生們共同討論分析了針孔成像原理,并繪制了正確的針孔成像圖。
【讓中學生體驗推測和假設的過程,培養中學生預測科學探究可行性的意識。 ]
3.小組討論預測、實驗驗證
師:如果實驗過程和上面一樣,但是把燈的上部壓下去,會是什么樣子呢?
中學生小組討論預測。
師:你的預測正確嗎?
中學生進行實驗探索并觀察實驗結果。
[通過剖析和論證,中學生能夠描述和解釋探究結果,并從評價和反思中吸取教訓。 ]
老師:(擋住上部光線,演示光幕上投射的倒立光像):你觀察到的現象和你預測的有什么區別? 為什么會這樣呢?
中學生分組討論,并在幻燈片上畫圖來說明為什么會出現這些情況。
【在合作與溝通中,培養中學生堅持原則、尊重他人、用語言準確表達自己觀點的能力。 ]
四、鞏固深化
班主任總結:
1.人們能聽到物體的聲音是因為物體發出或反射的光進入我們的耳朵。
2、陰影的產生和針孔的成像都否定了光的直線傳播規律。
3、光的直線傳播定理:光在同一均勻介質中沿直線傳播(示例)。
4、光在真空中的傳播速度為C=3×108m/s。
請中學生課后思考并闡述:
1. 設計一個測量光速的實驗。
2. 想辦法估計雷擊離你有多遠。
3.嘗試設計一個針孔相機。
【學習重在應用。 指出理論聯系實際的重要性,引導中學生持續開展探究活動,深入開展探究活動。 這些做法值得提倡。 ]