探究光沿直線傳播試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、探究光沿直線傳播實(shí)驗(yàn)遼寧省營(yíng)口市第一中學(xué)關(guān)舒物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為此在課堂上我會(huì)利用一些自制的教具來(lái)輔助教學(xué)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)箱就是其一，今天我要用它來(lái)說(shuō)一說(shuō)探究光沿直線傳播這一實(shí)驗(yàn)。一、使用教材本實(shí)驗(yàn)是新人教版八年級(jí)物理第四章光現(xiàn)象第一節(jié)中的內(nèi)容，是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，又是研究光的反射、折射現(xiàn)象的必備知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)器材光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱（見(jiàn)圖1）、影像一體儀（見(jiàn)圖2）、模擬日食器材（見(jiàn)圖3）、學(xué)生自制小孔成像的簡(jiǎn)易裝置。圖1圖2圖3三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)（一）自制的光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱1 .可以應(yīng)用于整個(gè)初中光學(xué)內(nèi)容的教學(xué)，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(duì)光的作用，光透過(guò)玻璃磚的錯(cuò)位現(xiàn)象以及透鏡對(duì)光的會(huì)聚、發(fā)散作用。2 .本節(jié)教學(xué)中，在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了光在固體（蠟）、空氣中直線傳播的演示實(shí)驗(yàn)。3 .自行補(bǔ)充設(shè)計(jì)了光從空氣射入水再射入蠟中的實(shí)驗(yàn)、光在不均勻糖水中傳播的實(shí)驗(yàn)用以突破學(xué)生對(duì)光沿直線傳播條件同種、均勻介質(zhì)”理解不透徹的難點(diǎn)。（二）小孔成像實(shí)驗(yàn)改進(jìn)（影、像一體儀）：1.光源改進(jìn)：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(lán)兩個(gè)顏色的強(qiáng)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(jìn)：教材中器材只能進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，在教師演示講解時(shí)光屏太小，不能實(shí)現(xiàn)全班學(xué)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(jìn)：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(duì)比小孔成像、大孔成影的現(xiàn)象。四、實(shí)驗(yàn)原理光的直線傳播、光的反射、光的折射五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（一）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏灾鞣治龀龉獾闹本€傳播規(guī)律并應(yīng)用其解釋現(xiàn)象。（二）通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生活更熱愛(ài)物理科學(xué)。六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：模擬日食現(xiàn)象（五）用影、像一體儀探究小孔成像（六）光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)用

4、的拓展實(shí)驗(yàn)七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)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(jiàn)天空是因?yàn)橛泄膺M(jìn)入眼睛，但為什么小鳥(niǎo)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(shí)的經(jīng)典故事把學(xué)生的注意力立即集中到課堂上來(lái)，并激起了求知欲。（二）實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律根據(jù)教材中圖片不難說(shuō)出光沿直線傳播，但有些學(xué)生會(huì)質(zhì)疑：大多數(shù)情況都看不見(jiàn)光束，怎么知道是直線傳播？而且教材中只設(shè)計(jì)了光在水中傳播的實(shí)驗(yàn)，對(duì)此我加以改進(jìn)：為了顯示光路，實(shí)驗(yàn)箱”底部注入了淡藍(lán)色的蠟，水中加入牛奶，空氣中放入煙霧，請(qǐng)看（見(jiàn)圖4）:現(xiàn)象清晰、全面。學(xué)生可得出光沿直線傳播。圖4圖5對(duì)于直線傳播的條件，教材中采取了直接給出的方式，

5、其實(shí)學(xué)生對(duì)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(rèn)識(shí)。為了突破這一難點(diǎn)，我設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)看（見(jiàn)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(gè)偏折現(xiàn)象呢也為后面光的折射學(xué)習(xí)埋下了伏筆。對(duì)于均勻這一條件我采用對(duì)比法”教學(xué)。我自制了不均勻的糖水，請(qǐng)看（見(jiàn)圖6）:光在不均勻的液體中光路彎曲了，攪動(dòng)均勻后會(huì)怎么樣呢？變成了直線。通過(guò)前后現(xiàn)象的對(duì)比、思維的碰撞，學(xué)生對(duì)均勻”這一條件有了透徹的認(rèn)識(shí)。（三）學(xué)以致用7）。在這一活動(dòng)學(xué)以致用”是我們教學(xué)的主題，可以讓學(xué)生體會(huì)到物理不僅來(lái)源于生活，更是應(yīng)用于生活

6、。為了活躍氣氛，我讓學(xué)生選派代表做各種各樣的手影，通過(guò)這一活動(dòng)也向祖國(guó)的年青一代宣揚(yáng)皮影戲”這一傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)了情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育。有了對(duì)影子成因的認(rèn)識(shí)，學(xué)生可用準(zhǔn)備好的裝置來(lái)模擬日食現(xiàn)象（見(jiàn)圖中學(xué)生不僅學(xué)生體驗(yàn)了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)科學(xué)并不神秘，科學(xué)就在你我身邊。8）:咱們把像和發(fā)光體對(duì)比一下,小孔成像實(shí)驗(yàn)，教材是這樣設(shè)計(jì)的，課堂教學(xué)中我讓學(xué)生分組做該實(shí)驗(yàn)，在這一過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：該裝置雖然簡(jiǎn)單，易于操作，但燭焰亮度低成像很不清晰，對(duì)此我加以改進(jìn)：將火焰更換成紅、藍(lán)兩個(gè)顏色的強(qiáng)光二極管，演示時(shí)由于光屏小，不能讓全班學(xué)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(qǐng)看（見(jiàn)

7、圖（見(jiàn)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(jiàn)。再配合光路圖圖101、當(dāng)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(wèn)題作為課后思考：1、為什么叫小孔”成像呢？大孔會(huì)怎么樣？2、小孔的形狀改變，成像形狀會(huì)變嗎？3、小孔成像的大小會(huì)變嗎？受什么因素影響呢？為了引導(dǎo)學(xué)生課后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，我的一體儀有以下改進(jìn)：孔時(shí)，請(qǐng)看，不再成像了，而是形成影子，當(dāng)學(xué)生看到這個(gè)暗影時(shí)（見(jiàn)圖10）,立刻豁然開(kāi)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(qǐng)看，成像形狀沒(méi)有改變，可以探究成像形狀與小孔形狀的關(guān)系

8、。3、當(dāng)物到小孔的距離變近時(shí)，像變大了，當(dāng)光屏到小孔的距離變遠(yuǎn)時(shí)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(shí)驗(yàn)探究的情景，學(xué)生反饋說(shuō)，有了該裝置，對(duì)于小孔成像相關(guān)知識(shí)的理解變得形象、直觀了。圖12圖11（五）實(shí)驗(yàn)箱拓展應(yīng)用圖13說(shuō)到這里，我的說(shuō)課已接近尾聲，評(píng)委老師可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本節(jié)課只應(yīng)用了實(shí)驗(yàn)箱的這一部分，那它還有哪些應(yīng)用呢？請(qǐng)看，可用于探究光的折射規(guī)律（見(jiàn)圖11）,還可演示透鏡的對(duì)光的會(huì)聚（見(jiàn)圖12）、發(fā)散作用（見(jiàn)圖13）、可演示三棱鏡對(duì)光的作用、光透過(guò)玻璃磚的錯(cuò)位現(xiàn)象，我將平行光入射到小平面鏡上，請(qǐng)看，鏡面反射現(xiàn)象（見(jiàn)圖射到褶皺的錫箔紙上時(shí)反射光射向四面八方，這是漫反射（見(jiàn)圖14）直觀呈現(xiàn)，當(dāng)平行光入15）,還可用于光的反射定律教學(xué)（見(jiàn)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(wèn)題。這個(gè)箱子可應(yīng)用于整個(gè)光學(xué)內(nèi)容的教學(xué)，使抽象的物理知識(shí)形象化，學(xué)生非常受益于這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，所以，日后我將繼續(xù)改進(jìn)、完善教具來(lái)為教學(xué)服務(wù)。圖16圖14