光沿直线传播教学设计.doc

光沿直线传播教学设计.
1．教学目标
　　◆知识与技能
　　⑴了解光的用途，知道光与人类生活密切相关。知道光是电磁波。
　　⑵知道光在同一种均匀介质中沿直线传播，并能用来解释影子的形成等现象。
　　⑶知道光在不同介质中传播速度不同，记住真空中的光速。
　　◆过程与方法
　　⑷通过观察、思考、上网查阅资料等，了解光对人类生活的意义。
　　⑸经历研究光的直线传播规律的过程，重点培养设计实验（主要是显示光路）的能力。
　　⑹学会用"光线"描述光的传播路径和方向，学习用作图法分析影子的成因等光学现象。
　　◆情感态度与价值观
　　⑺通过学习光的用途，意识到物理知识与我们身边的自然现象、生活现象和社会实际密切相联，从而激发认识"光"、研究"光"的兴趣。
　　2．教材说明
　　本节主要内容有：光的用途，光源，探究光在同一种均匀介质中的传播特点，光线，光的传播速度。
　　本节是光学的开篇第一节，让学生了解光的用途，认识光对人类生活的重要意义，对于激发学生学习本章的兴趣至关重要，同时又能使学生意识到：物理知识可以帮助人们认识自然、利用自然。另外光的直线传播、光线等是学习几何光学的基础，为进一步学习光的反射和折射，提供知识和方法上的准备。
　　本节的编写思路是：
　　从"光能为我们做些什么"入手，将学生带进绚丽多彩的光世界中：学生通过观察身边的现象，意识到人类生活离不开光，从而激发认识光、研究光的兴趣；然后按照人们认知事物的一般规律，顺理成章，了解"光是什么"，研究光来自何处、"怎样传播"、"传播有多快"等。传统教材在处理这部分内容时，往往单纯从物理知识体系出发，由光源讲起，介绍光从光源发出后如何传播、传播速度是多少；而本教材从学生的认知心理出发，首先让学生观察周围的世界，了解光的重要性，既然光这么重要，那么接下来探讨学生比较关心的问题：光是什么、光是如何传播的等等。
　　本节教学重点："光在同一种均匀介质中沿直线传播"是几何光学中最基本的规律，学习光的反射定律、折射规律都要用到光直线传播的知识。同时利用光的直线传播又能解释影子、日食、月食等生活中和自然界的重要现象。所以光的直线传播是本节教学的重点。
　　本节教学难点：光线实际上是不存在的，而是一种理想模型，是人们表示光的传播路径和方向的一种方法。如何让学生建立"光线"这一模型，并运用"光线"分析影子的成因等现象，是本节教学的难点。
　　3．教学建议
　　本节是光学的入门，很多知识都是从生活现象中归纳得出的，所以教学时可以从身边的光现象入手，让学生联系生活经验，多观察、多举例、多提问、多发表看法，教师因势利导，适时点拨引申，让学生步入科学的殿堂，这是教好本节的关键。
　　关于课题的引入，可以用多媒体播放一些跟光和影有关的精彩纷呈、美仑美奂的画面，引入光现象。伴随着画面的播出，如能配以生动、优美、抒情的画外音，会更具感染力，例如："我们生活在光与影交织的世界里。壮丽的泰山日出，静谧的三潭印月，神奇的海市蜃楼，旖旎的湖光山色。明媚春光里，山花烂漫；元宵灯会上，流光溢彩。还有闪烁的星河，璀璨的霓虹，缤纷的礼花......神奇的光，把我们的世界装扮得绚丽多彩。从本节课开始，我们将巡行在奇妙的'光世界'中，开始我们充满乐趣、引人入胜的科学探究之旅。"
光能为我们做些什么
　　教材首先通过几幅画面，展示光的重要性：光使人们看见周围的世界，光使植物发生光合作用，为生命活动提供能量，太阳能电池板将光能转化为电能使太阳能汽车奔驰，光纤通信利用激光来传递信息。
　　光的用途远不止上述这些。教师可把这些画面作为"引玉"之"砖"，引导学生开展"活动1"。
　　"活动1"的目的就是让学生广开思路，列举光在实际中的诸多应用，意识到光对人类生活和生产的重要性。
　　教学时可以让学生从切身的事实出发，联系生活观察、思考，畅谈光的作用；然后让学生推而广之，讨论光对人类的意义、对环境的影响等。还可以让学生设想：假如没有光，世界将会变成什么样子？从而体会到光的重要性。如果课前让学生上网搜寻、查阅书籍，课上展开讨论、相互启发、交流看法，效果会更好。教师也可以在课前收集一些与光的用途有关的录像资料，课堂上播放。
　　以上关于光的讨论，毕竟是对光的一些"表面化"的认识，如何引导学生深入研究光呢？为激发学生的好奇心，为下一步教学作好过渡，使整节课的教学活动按照学生的兴趣自主推进，教师在学生讨论交流的基础上，可以"趁热打铁"抛出一个问题：既然光这么重要，那么关于光，你想知道什么？你能提出哪些问题？
　　学生可能会提出五花八门的问题，如：光是什么？我们为什么能看见物体？光来自何处？又是如何传播的？颜色是怎么回事？等等。有的问题正是接下来所要研究的，可以板书下来；有些问题本节不能解决，要到后面几节逐一研究，可以向学生说明；有些问题可能超出初中范畴，仍要给学生以积极的评价（发问本身是一种难能可贵的品质， 一定要鼓励），并留下悬念，激励学生努力学习，继续深造。
　　关于"光是什么"，只让学生常识性了解"光是电磁波"即可。可以让学生阅读教材，知道可见光与无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，通常所说的光是指可引起人的视觉的那一部分电磁波。
光是怎样传播的
　　⑴光源
　　可以由前一个教学环节中学生的自由发问，引出问题：光来自何处？
　　针对问题，首先让学生举例说明，例如太阳、灯火等都能发光；然后归纳得出"能自行发光的物体叫做光源"。这样由感性认识上升到理性认识，便于学生接受，也培养了学生观察思考和归纳的能力。
　　学生明确光源的概念以后，为加强理解，可引导学生区别日常生活中的事物哪些是光源，哪些不是光源。这里应强调光源概念中"自行发光"的含义，例如"月光"是反射的太阳光，月亮本身并不发光，它不是光源。为增强学生的学习兴趣，教师还可以展示一些日常生活中的实物，让学生辨认它们是不是光源，如抛光的金属物品，锃亮的玻璃、硬币、锡纸等，燃烧中的火柴，演播状态的电视（或手机）屏幕等。
　　如果条件允许，教师还可以播放一些图片、录像资料，介绍各种自然光源（如恒星、萤火虫）、人造光源（包括古代的和新型的光源），以拓展学生视野。
　　⑵光的直线传播
　　学了光源后，自然过渡到下一个知识点：光从光源发出后，是怎样传播的呢？
　　光在空气中沿直线传播，学生有一定的生活经验，而对于光在水和玻璃中的传播，感性认识比较少。教学时可以从学生的经验出发，引导学生深入探究。
　　建议首先利用学生的生活经验，让学生列举实例，说明光是如何传播的。例如舞台上"扫射"的光束，手电筒射出的光柱，扫地时看到的从窗口射进室内的太阳光等，这些现象都表明：光在空气中是沿直线传播的。
　　在此基础上进一步追问（引导学生深入探究）：光不仅能在空气中传播，也能在水、玻璃等介质中传播，光在空气中沿直线传播，那么光在其他介质中也是沿直线传播吗？光在任何情况下都沿直线传播吗？
　　请学生用实验来证明自己的猜测。
　　可以为学生多提供一些器材，让学生创造性地设计实验，以小组为单位合作交流进行实验观察光在各种介质中的传播路径。以下器材可供参考：盛有清水的大烧杯、牛奶、滴管、玻璃砖、光屏、果冻（大块的）、激光笔等。为了显示光路，指导学生将少许牛奶滴入清水中；把光屏紧贴在玻璃砖上，或把光屏插入水中，让光掠射到光屏上。要给学生留有充足的活动时间和空间，让学生设计各种方法进行观察，在观察中发现。
　　实验结束后，组织学生汇报交流研究成果。让学生谈自己的发现，并展示自己是如何设计实验显示光路的。学生一般会发现：光在水、玻璃、果冻等介质中都是沿直线传播的。甚至有的学生会发现：光在两种介质的分界面上传播方向发生改变，教师可以让他们把这种现象演示给全班学生观察；如果学生没有发现这种现象，则由教师演示：可在水槽中插入一光屏，一半浸入水中，一半露出水面，使入射光掠射在光屏上，让学生观察当光在传播过程中遇到两种介质的分界面时，光的传播方向将发生改变（为增强掠射效果，可对激光笔加以改造，具体方法参考本章"课程资源"之"1.激光笔的改制"）。最后得出结论：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
　　至于为什么是"均匀介质"，可利用动画课件，播放太阳光在大气层中"弯曲传播"的现象，并告诉学生：地球周围的大气是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光线会发生弯曲。也可以演示激光在不均匀的糖水中"弯曲传播"的现象（实验方法见本章"课程资源"之"10.光在不均匀介质中的折射"），让学生观察。需要注意的是，对这个问题宜从轻处理，点到为止，让学生知道即可，不必细究，以免造成教学上的困难。
　　⑶光线
　　光线是一种物理模型。模型法是物理学中重要的科学方法，学生初次接触这种方法，为了缩小物理知识与学生生活的距离，帮助学生感性地理解"建模"的基本思想，可以先出示几幅简笔画，如图3.1-1所示。

图3.1-1
　　由此让学生意识到：用线条可以把事物的基本特征勾画出来，这种方法既概括达意，又简洁方便。
　　为了表示光的传播情况，物理学中通常用一条带箭头的直线，形象化地描述光的传播路径和方向，这样的直线叫光线。
　　应该使学生知道，光线实际上是不存在的，是人们用来表示光的传播路线的一种方法，是一种理想模型。理想模型略去事物的次要因素，用简明、概括、直观的方法，把事物的主要特点表示出来。另外提醒学生注意，画光线时可用一条或几条有代表性的线表示光的路径，必须用箭头标明光的传播方向。教师要通过示范，让学生会画点光源发出的光线和平行光束。
　　⑷影子的成因
　　"活动2"的目的是激发学生对影子产生兴趣，通过活跃的课堂气氛，把学生的注意力吸引到教学内容上来，并引导学生分析影子的成因。
　　手影游戏生动有趣，寓教于乐，最好由学生竞相演示，如果没有学生会做，教师可做示范，再让学生学做。光源可以用投影仪，手与银幕（或墙壁）的距离越近，影子的边缘轮廓越清晰。

图3.1-3 手影
　　做完手影游戏后，先让学生讨论阐述影子的成因；然后引导学生尝试画光路图，进行分析（如图3.1-4所示）。

图3.1-4 影子的成因
　　关于日食和月食的形成，最好用三球仪来说明；也可以用功率较大的白炽电灯作光源，用足球作地球，用乒乓球作月亮来观察；或者设计制作多媒体动画课件，用光路图来说明（画图时不必画半影区，不要涉及日、月食的种类）。结合学习日食和月食，可以对学生进行破除迷信的思想教育。
　　为了丰富学生对光的直线传播的认识，还可以列举日常生活中的其他一些例子，让学生解释，如射击瞄准、激光准直等。
光的传播有多快
　　"光的传播需要时间吗？"可以先让学生猜一猜（如能引起学生争辩，效果更好），以激起学生的兴趣，然后再让学生阅读教材自学课文。
　　看书后让学生小结，要明确两点：⑴光在真空中传播得最快，约为c=3.0×108m/s；⑵光在不同的介质中传播的快慢是不同的。　　光在真空中的速度是一个重要的物理常数，常常用到，最好让学生记住。
　　为帮助学生理解光速有多快，可以用一些比喻，如：从北京到香港，乘火车约用27h，乘飞机约用3h，而光则0.0066s可达；光在1s内传播的距离相当于绕地球七圈半等。