資源簡介

(共22張PPT)
投影儀
1.視頻中看到了哪些現(xiàn)象？
2.說一說你觀察到墻壁上的圖案和動畫效果是如何出現(xiàn)的？
1.這個投影儀的畫面出現(xiàn)了什么問題？
2. 你認為這個現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？
你有什么解決的建議嗎？
今天，我們就利用手中材料，讓出現(xiàn)了這類投影問題的投影儀恢復標準矩形畫面。
手電筒
梯形黑色卡紙
黑色折痕卡紙
透明膠片
貼畫
剪刀
膠帶
提示：其中透明膠帶，剪刀來自工具包，使用后請將其放回工具包中。學生需要準備：2張白紙。
1. 梯形投影是如何實現(xiàn)的？
請先推測。
驗證環(huán)節(jié)：
2人一組，各嘗試一種方案
分別用兩種方式:
A 將梯形卡片與手電筒組合。
B 將鏤空的卡片與手電筒組合投射到白紙上 。
2.是否將梯形卡片投射到白紙？
2. 用梯形卡片投影出來的影像是什么樣子的？
說一說在什么情況下，白紙上出現(xiàn)了梯形的圖形，當改變照射角度，你觀察到了什么現(xiàn)象？
并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
如果你調(diào)整手電筒照射白紙的距離，像發(fā)生了什么變化？
請說出如果要呈現(xiàn)一個清晰且為矩形的像，需要如何照射白紙？
3. 優(yōu)化投影裝置
比較方案A和方案B（提示，A我們要將所有的圖案做成矩形，方案B，所有的圖案本身是矩形放在梯形的鏤空中央），兩種都可以根據(jù)手電筒照射角度不同產(chǎn)生將梯形變成矩形，你認為哪一種方案更符合投影儀的使用？為什么？
思考：再次回憶方案B在什么情況下呈現(xiàn)矩形圖案？你認為方案B在實際應用時，有什么弊端？
制作方形屏幕的投影儀。
4. 制作投影儀
你觀察到什么現(xiàn)象？（圖形的方向和影像的方向有什么關系？）
你是如何觀察到標準圖形的？
根據(jù)實驗記錄單記錄結果以及實驗過程，說一說：你設計的投影儀由哪些部分組成？如何正確使用它
6. 分析數(shù)據(jù)，得出結論
現(xiàn)在，需要在酒店的走廊利用投影的原理，給每個房間設計一個投影的壁燈，這樣便于客戶更方便的找到房間號碼。請問你要如何去設計？
分析燈光照射的角度、圖像倒向的原理，用剪刀將另一張方形黑色卡 紙剪成“2021”圖案，并將其用透明膠粘貼在方形透明膠片上，怎樣粘貼才能在照射屏幕上投射出“2021” 的影子圖案。
7. 拓展活動
1.你的投影儀成像過程中，由哪幾部分組成？
2.當投影儀將畫面投影在投影布幕上時，如果出現(xiàn)畫面是梯形，可能是什么原因？應該如何調(diào)整才能讓其變成標準的矩形？
3. 哪些條件影響投影儀成像？
投影儀是一種利用光學元件將工件的輪廓放大,并將其投影到影屏上的光學儀器。投影儀成像過程，通常由光源（矩形邊框）、被投影圖像、成像屏幕組成。在投影機的日常使用中，投影機的位置盡可能要與投影屏幕成直角才能保證投影效果，如果無法保證二者的垂直，畫面就會產(chǎn)生梯形。光源與屏幕的位置會影響成像的大小，太遠會影響畫面清晰度。
在這種情況下，就需要使用“梯形校正功能”來校正梯形，保證畫面成標準的矩形。調(diào)整光源與屏幕之間的角度及距離，來保證清晰矩形的像。通常通過光源投射的影像呈左右上下顛倒的像，由此光源前的像需要倒置，才能呈現(xiàn)正像。
請你回顧本堂課的學習過程
用心記錄下自己的成長與收獲吧！Lesson 10 投影儀
教學內(nèi)容
投影儀是一種利用光學元件將工件的輪廓放大，并將其投影到影屏上的光學儀器。在投影機的日常使用中，投影機的位置盡可能要與投影屏幕成直角才能保證投影效果，如果無法保證二者的垂直，畫面就會產(chǎn)生梯形。在這種情況下，就需要使用“梯形校正功能”來校正梯形，保證畫面成標準的矩形。本節(jié)課以“如何讓投影儀投射的畫面成標準圖形”為問題，通過運用手電筒、梯形模具、不同形狀的貼畫等材料，觀察并記錄用手電筒從不同角度照射物體時影子所投射出的形象的差別，總結概括投影儀梯形校正的原理，并根據(jù)此原理設計呈現(xiàn)正像的投射圖案，經(jīng)過建立聯(lián)想、做出預測、制作模型、驗證推測、得出結論等一系列過程，培養(yǎng)學生觀察生活、利用科學的方法解決問題的能力。
教學目標
科學知識：投影儀是一種利用光學元件將工件的輪廓放大，并將其投影到影屏上的光學儀器。通過調(diào)整投影儀鏡頭的物理位置和角度可達到讓投影儀投射畫面成標準矩形的目的。
科學探究：以“如何讓投影儀投射的畫面成標準圖形”為問題，通過設置手電筒照射角度的實驗變量，觀察、記錄并總結概括投影儀梯形校正的原理，培養(yǎng)學生理解并實踐科學探究的一般方法。
科學應用：投影儀。
跨學科內(nèi)容：技術（T）：利用光學原理，設計投射角度及圖案。
工程（E）：組建簡單的投影儀模型。
教學重點
解決“如何讓投影儀投射的畫面成標準圖形”的問題。
教學難點
通過設置手電筒照射角度的實驗變量，嘗試自主觀察、記錄并總結概括投影儀梯形校正及成像原理。教學活動流程
解決問題所需要的材料：手電筒、梯形黑色卡紙、黑色有折痕卡紙、方形透明膠片、貼畫。工具包：剪刀、雙面膠、透明膠帶。
學生自備：白紙。
教學活動流程
一、引入（5min）
師：STEAM科學大課堂開始啦！
讓我們看一段爆眼球的視頻。
教師根據(jù)爆眼球視頻內(nèi)容，引導學生展開討論。
主題引入
師：視頻中看到了哪些現(xiàn)象？（提示：看到了夜晚在墻上出現(xiàn)了震撼的動畫效果。）
師：說一說你觀察到墻壁上的圖案和動畫效果是如何出現(xiàn)的？（提示：通過投影儀，有光照到墻上。）
實驗引入
師：觀看ppt中的圖像，這個投影儀的畫面出現(xiàn)了什么問題？（提示：投影畫面產(chǎn)生上寬下窄或上窄下寬的梯形問題）
師：你認為這個現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？你有什么解決的建議嗎？（提示：例如擺放歪了、光和像照射的角度的不同，鏡頭壞了等，學生可以大膽假設，教師不提出建議）
今天，我們就利用手中材料，制作模擬投影儀，并讓投影儀呈現(xiàn)標準圖形（即正常不變形的圖案）。
二、實驗過程（30min）
認識材料
師：請取出袋子中的材料，看看它們?nèi)绾螏椭憬鉀Q實驗問題？
教師帶領學生從袋子里取出實驗材料，根據(jù)學生水平及實驗需要引導學生初步觀察并了解不同材料的特征及使用方法。
開始實驗
教師引導學生開展探究實驗。（注意：探究過程中，應以學生自主探究為主，如果學生遇到操作問題，教師可根據(jù)情況選擇為學生展示相應的手部操作視頻，幫助學生了解操作方法。）
1．建立假設，制作模型
師：首先，取出手電筒和黑色卡紙原片、雙面膠，準備一張白紙，說一說：根據(jù)你的推測，梯形的圖像是如何產(chǎn)生的？（提示：可能圖形本身是梯形的）請用手邊的黑色卡紙和手電筒組合，將像投射到白紙上。學生從圓形卡紙上，取下黑色梯形卡片嘗試和手電筒組合，將它投射到白紙。說出梯形是如何產(chǎn)生的。師：觀看，將梯形卡片與手電筒正確組合（兩種方式：A將梯形卡片與手電筒組合、B將鏤空的卡片與手電筒組合）。驗證你的推測。
學生2人一組，各嘗試其中一種方案，說出自己的推測。
師：根據(jù)實驗記錄單圖示，嘗試推測并驗證；調(diào)整手電筒照射白紙的角度，它的像會出現(xiàn)哪些可能？（提示：教師將教室的燈光關閉，拉好窗簾）
學生2人一組，說出自己的推測，各選擇一種方案，按照分別組裝模型，使用白紙作為投影屏，觀察像的變化。
2．驗證推測，確定最優(yōu)模型
師：你成功將梯形的卡片投射到白紙了嗎？說一說在什么情況下，白紙上出現(xiàn)了梯形的圖形，當改變照射角度，你觀察到了什么現(xiàn)象？并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。（提示，2人一組，分別將梯形黑色卡紙和鏤空的黑色卡紙貼在手電筒的鏡面上，打開手電筒，當光線從上向下照射到白紙上時，像逐漸接近正方形；當正面照射，為梯形。）
學生陳述自己成功將梯形投射到白紙上的經(jīng)驗，說出自己觀察到的現(xiàn)象。并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
師：如果你調(diào)整手電筒照射白紙的距離，像發(fā)生了什么變化？請說出如果要呈現(xiàn)一個清晰且為矩形的像，需要如何照射白紙？（提示：距離白紙越遠，像越大，越當手電筒距離白紙10cm左右、從上向下45度左右照射）
學生嘗試調(diào)整手電筒位置，并得出實驗結論。
3．優(yōu)化方案，再次測試
師：根據(jù)上一步實驗，ab兩種方案中你認為哪一個更合理？你得出什么結論？（提示：b更合理，這樣可以在鏤空處放任意形狀的圖形，通過調(diào)整角度，可以讓投影儀呈現(xiàn)標準圖形）
學生2人一組討論并思考得出結論。（提示：b方案更合理，鏤空的靈活性更大；在光源處增加一個鏤空的邊框，在鏤空的框內(nèi)增加圖形通過調(diào)整角度，就可以呈現(xiàn)標準圖形）
師 但是手電筒的鏡筒太小了，現(xiàn)在我們將光源放大，在框內(nèi)家圖形，再次嘗試。根據(jù)，用手電筒、黑色折痕卡紙、方形透明膠片將手電筒照射面放大，并利用彩色貼紙設計投射圖形，將其粘貼在透明膠片上。觀察投影儀呈現(xiàn)需要注意什么？將圖形投射在豎直放置的白紙上或者墻面上，觀察投影在白紙上的圖案。
師：你觀察到什么現(xiàn)象？如果要解決這個問題，需要如何去做？（提示：圖形的方向和影像是相反的。）師：如何才能觀察到標準圖形呢？
學生描述自己觀察到標準圖形需要具備的條件。
4．分析數(shù)據(jù)，得出結論
師：根據(jù)實驗記錄單記錄結果以及實驗過程，說一說：你設計的投影儀由哪些部分組成？如何正確使用它（提示：注意投射像的距離以及投射像通常是顛倒（即左右顛倒）的像，如果要有正像，要將圖像變?yōu)樽笥翌嵉沟膱D像。）
學生結合實驗結果，將實驗結果記錄在實驗記錄單上。
5．拓展活動
師：現(xiàn)在，需要在酒店的走廊利用投影的原理，給每個房間設計一個投影的壁燈，這樣便于客戶更方便的找到房間號碼。請問你要如何去設計？（提示：四個數(shù)字粘貼的順序和形式與真實“2021”有什么不同？它們的關系是什么？）
學生分析本節(jié)課所學的原理，分析燈光照射的角度、圖像倒向的原理，用剪刀將另一張方形黑色卡紙剪成“2021”圖案，并將其用透明膠粘貼在方形透明膠片上，怎樣粘貼才能在照射屏幕上投射出“2021”的影子圖案。
三、討論與分享（5min）
教師引導學生對以下問題展開討論，分享自己的觀點。
1．你的投影儀成像過程中，由哪幾部分組成？
2．當投影儀將畫面投影在投影布幕上時，如果出現(xiàn)圖形變形應該如何調(diào)整？3．哪些條件影響投影儀成像？
四、實驗結論（2min）
師：通過這個實驗，請陳述一下你所看到的現(xiàn)象，并解釋這個實驗現(xiàn)象背后的科學原理。（教師可根據(jù)學生分享與討論的內(nèi)容，結合以下信息做簡要總結。）
總結：
師：投影儀是一種利用光學元件將工件的輪廓放大，并將其投影到影屏上的光學儀器。投影儀成像過程，通常由光源、被投影圖像、成像屏幕組成。在投影機的日常使用中，投影機的位置盡可能要與投影屏幕成直角才能保證投影效果，如果無法保證二者的垂直，畫面就會產(chǎn)生梯形。光源與屏幕的位置會影響成像的大小，太遠會影響畫面清晰度。在這種情況下，就需要使用“梯形校正功能”來校正梯形，保證畫面成標準的矩形。調(diào)整光源與屏幕之間的角度及距離，來保證清晰矩形的像。通常通過光源投射的影像呈左右顛倒的像，由此光源前圖形需左右顛倒放置，才能呈現(xiàn)正像。同時成像屏和鏡筒相互垂直時，像為標準圖形，否則會發(fā)生變形。
（提示：根據(jù)師訓視頻中的實驗總結部分，了解本次實驗的原理。）
五、拓展與遷移（2min）
科學大講堂
教師可利用“科學大講堂”視頻幫助學生拓展本節(jié)課相關知識。
師：科學大講堂中發(fā)生了哪些有意思的事情和有趣的實驗呢？讓我們一起去看看吧。播放科學大講堂視頻。
六、回顧與總結（1min）
教師請學生拿出活動單頁，引導學生完成自我反思與評價。
師：經(jīng)過本節(jié)課的學習，你得到哪些收獲和成長？請將你本節(jié)課的實驗收獲和心得以及還需提高和優(yōu)化的部分記錄在《回顧與總結》表中，并對自己本堂課在科學興趣、科學實踐、科學思維方面的成長給予評價。

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