資源簡介

第2節、光的直線傳播
核心素養
觀察光在空氣、水中傳播的實驗現象，培養學生的觀察能力和實驗探究能力，激發學生勇于探索自然的熱情。
教學設想
1．教學內容多元化。
本節的重要內容有兩個：一是光的直線傳播，二是日食和月食。光的直線傳播是幾何光學的基礎，又是學習光的反射定律、折射的必備知識，同時利用光的直線傳播能解釋影子、日食和月食等生活中和自然界的重要現象。
從過去以教材為中心的單一書本知識轉變為以教材為軸線，以活動為紐帶，與現實生活緊密相聯系的多元化教學內容。本節課從生活中的影子游戲入手，圍繞光的直線傳播的知識開展活動，讓學生在活動中自主學習、合作學習、探究學習，并通過學生列舉生活中有關光的直線傳播應用的具體事例，從而真正體現物理從生活而來、走向社會應用。
2．在教學組織形式上體現“做中學”和“學中做”。
教學光的直線傳播時，首先講解什么是光源，光源的分類，然后以實驗的形式由學生動手實驗得出結論光在同種均勻介質中沿直線傳播，最后講解光速為3×10 m/s。
從過去以知識量為目標，以講授為基本方法轉變為以能力培養為目標，以開展學習活動為基本方法，集中體現為“做中學”的開放式教學。本節課由背景圖片的介紹引發學生暢談對圖片的感受并通過觀察和描述另外三幅圖讓學生運用分析、比較、歸納的方法總結出規律：光的傳播路徑是直線。進而引導學生列舉生活中能支持猜想的具體事例，從而列舉出生活中的光的直線傳播的其他事例。
3．教學設計上，注重四個體現。
（1）創設情境，激發求知欲。
本節內容與日常生活緊密聯系，學生在日常生活和小學科學課中應該已經知道光沿線傳播結論，但認識和結論畢竟是淺顯的，教師需設計一系列的探究活動，引領學生探究歸納，得出光沿直線傳播的規律。
通過從自然、生活到物理的認識過程，激發學生的求知欲．讓學生領略自然現象中的美妙與和諧，培養學生終身學習的興趣。本節課對早晨竹林中透過的陽光，城市夜晚激光裝飾的美景等一些生活中現象的分析，以及有趣的影子游戲都能激發學生的求知欲，并讓他們領略自然現象中的和諧。
（2）巧設問題，培養學生分析問題和解決問題的能力。
通過基本知識的學習和技能的訓練，讓學生初步了解自然界的基本規律，使學生能逐步客觀地認識世界理解世界。對于課前提出的三個疑問，讓學生應用本節課所學知識自己嘗試分析，并引導學生討論分析小孔成像的形成原因，讓學生嘗試分析小孔成像的大小可能與墻到小孔的距離有關或燭焰與小孔的距離有關。培養學生提出問題、分析問題的能力。
（3）營造開放空間，培養學生良好的思維品質。
通過科學想象與科學推理方法的結合，發展學生的想象力和分析概括能力，使學生養成良好的思維習慣，敢于質疑，勇于創新。在實驗的選材上，教師應精心設計，通過從空氣中的直線傳播到果凍中和加了顏料顆粒的水中的實驗，向學生滲透由特殊到一般的方法。并在用激光射向噴壺噴出的水柱時引導學生提出問題，培養學生敢于質疑的良好思維習慣。在學生實驗的設計上，讓學生自選器材，并要求設計三個或三個以上的實驗，以開放的實驗要求來培養學生勇于創新　　積極思索的良好思維品質。
（4）關注科技進步，激發愛國熱情。
通過展示物理學發展的大體歷程，讓學生學習一些科學方法和科學家的探索精神，關心科技發展的動態，關注科技帶來的社會進步，樹立正確的科學觀。本節課介紹古人研究小孔成像的資料，介紹我國光學研究歷史，激發學生的愛國熱情，意在使學生樹立辯證唯物主義觀。
4．在課堂文化方面可以感受到教師的角色由傳授者變為學習活動開展的設計者和組織者。
學生在生活中對光現象比較了解，但對它的傳播特點并未認真研究過。本節是在小學科學課的基礎上學習的，降低了研究的難度。教師在本節課中做到了很好的轉變，從過去知識的傳授者為學生自主性、探究性、合作性學習活動開展的設計者和組織者。在光的直線傳播的活動中，組織學生自選器材，通過小組討論，自己設計實驗來探究光的直線傳播（要求設計三個實驗）。在整個教學過程中，我們都能看到師生互動，教師為主導，學生為主體的角色體現。師生之間形成了民主和諧、相互尊重、平等合作、積極向上的氛圍。
教學目標
物理觀念
1．了解光的傳播需要一定的時間，知道真空中、空氣中的光速。
2．了解光在同種均勻介質中沿直線傳播的性質及其應用。
科學思維
能利用光的直線傳播來解釋小孔成像、日食、月食等現象。
科學探究
通過實驗探究光沿直線傳播的條件。
科學態度與責任
1．了解我國古代在光現象研究上的成就，對光的傳播現象及其應用產生興趣。
2．培養學生熱愛自然、尊重自然的情感。
教學重難點及突破
重點
光的直線傳播的探究過程以及光速的應用；能解釋簡單的光的直線傳播現象。
難點
運用光的直線傳播解釋影子、日食、月食等現象。
教學突破
通過演示實驗等多種教學手段，在充分的準備情況下，引導學生觀察實驗現象和生活中的自然現象，從而歸納得出光沿直線傳播。
教學準備
教師準備
1．玩具激光筆、光屏、鐵架臺、白熾燈、排球、乒乓球（用細線拴好）。
2．澆花用的噴壺、白色方形紙、衛生香（或有煙蚊香）、一個燒杯、一個裝有水的水槽（滴有少量的牛奶或豆漿）、火柴、蠟燭、玻璃磚一塊、三個開有小孔的硬紙板、夾子（大的、三個或小的六個）、三張中間有孔的硬紙片、蠟燭、火柴、光屏。
學生準備
1．玩具激光筆（兩人共用一支即可）、自制針孔照相機、一個光屏、不含果粒的果凍、塑料盒和水、泡沫塑料板、三根回形針。
2．衛生香（或有煙蚊香）、一個燒杯、一個裝有水（滴有少量的牛奶或豆漿）的燒杯、玻璃磚一塊、火柴　　蠟燭、三個開有小孔的硬紙板、夾子（大的三個或小的六個）、一根細線。
3．課前預習：影子、日食與月食是怎么形成的 光的傳播速度是多少
教學過程
一、問題引入新課
提醒：教師提前進入教室，用PPT課件在屏幕上投影以下文字：“激光直射人眼時，會對眼睛有損傷，禁止用激光筆直射自己或他人的眼睛!”
提問：同學們在小學或更早的時候做過手影游戲吧 今天讓大家回到童年，重溫兒時的歡樂，誰先來試一試
師生共同演示，利用投影儀發出的光進行實驗，邊做邊解說。
點評：讓學生體驗成功，帶著疑問自然引入。
二、光在均勻介質中沿直線傳播
過渡：大家說他們的表演精彩嗎
提問：我們欣賞了這幾位同學惟妙惟肖的動態表演，你能提出與這一現象有關的問題嗎
學生可能提出的問題：
1．手是肉色的，為什么影子是黑色的
2．所有的物體都有影子嗎
3．影子是怎樣形成的
4．影子為什么會隨手形的變化而變化
5．為什么手的后面沒有光呢
過渡：剛才大家提出了好多想要知道的問題，這些問題都很好。我們今天不可能全把它們研究完，所以選出其中的三個來共同探討一下：
1．影子是怎樣形成的
2．影子為什么會隨手形的變化而變化
3．為什么手的后面沒有光呢
提出問題：大家猜想一下，影子形成的原因是什么呢
猜想：光可能沿直線傳播。
引導：如果在流動的水中有一露出水面的大石塊，水能繞過水中的大石塊而繼續向前流動，光能像水那樣繞過嗎
點評：滲透物理研究的方法——類比法。這時教師的引導是不可忽視的，同時學生也在進行真正意義上的思考，潛移默化地學習物理思維方法，而不是由教師給學生灌輸知識。
驗證：如何證明你的猜想呢
導向介紹：大家桌子上的器材有衛生香（或有煙蚊香）、一個空燒杯、一個裝有水（滴有少量的牛奶或豆漿）的燒杯、玻璃磚一塊、火柴、蠟燭、激光筆、三個開有小孔的硬紙板、夾子（大的三個或小的六個）一根細線、不含果粒的果凍、玻璃磚一塊，請同學們用桌上提供的器材尋找你的證據。
提問：有哪些方案能證明這一猜想
學生設計方案：
（1）器材：三個開有小孔的硬紙板、夾子（大的三個或小的六個）、一根細線、火柴、蠟燭。
方案：用夾子把三個開有小孔的硬紙板固定，再用火柴點燃蠟燭，透過三個硬紙板的小孔觀察到蠟燭的火焰，最后用一根細線穿過三個硬紙板的小孔，觀察細線是不是直線的。
（2）器材：一裝有水（滴有少量的牛奶或豆漿）的燒杯、激光筆。
方案：用激光筆射入裝有水（滴有少量的牛奶或豆漿）的燒杯中，觀察光的傳播路線是不是直線。
（3）器材：衛生香、一空燒杯、火柴、激光筆。
方案：用激光筆射入一空燒杯（用火柴點燃衛生香），觀察光的傳播路線是不是直線。
當學生不會用煙霧來顯示光的傳播方向時，引導：太陽光射進教室時，此時我們看不到光的傳播路名。設想一下，用掃帚將地上的灰塵掃起來，還能看到嗎。
交流：能看到。
追問：那么有什么好的辦法能使我們看到光線
回答：在光的傳播路徑撒一些灰塵。
（4）器材：不含果粒的果凍、激光筆。
方案：用激光筆射入不含果粒的果凍，觀察光的傳播路線是不是直線。
進行實驗，收集證據。
提問：光是怎樣傳播的
光是沿直線傳播的。
講述并提問：水、空氣、果凍等物質叫作光的傳播介質，那么光在這些介質中傳播，這些介質有什么共同的地方 或者說光的直線傳播需要什么條件
回答老師提出的問題。
結論：光在同種、透明、均勻介質中沿直線傳播。
片展示圖片：生活中和自然界中光的直線傳播現象。
點評：通過交流討論、實驗歸納得出光的直線傳播。
三、光在均勻介質中沿直線傳播現象的解釋和應用
過渡：我國在4世紀就對光的這種傳播規律有記載了，《墨經》中記述了一種叫小孔成像的現象。下面我們重溫一下古人觀察到的現象。
學生活動：用自制的針孔照相機觀察蠟燭火焰的像。
學生交流：可能觀察到屏上的像是圓形的、正立的。
過渡：你知道自然界中的天文現象日食、月食的形成過程嗎
播放：日食、月食的形成過程，并展示其解釋示意圖。
演示；點亮白熾燈，用鐵架臺固定排球，用細線拴好乒乓球圍繞排球轉動，學生觀察。
教師：除上述記載外，我國宋代博學家沈括有一部科學巨著，被英國的李約瑟稱為“中國科學史的坐標”，這本書就是《夢溪筆談》，書中也有這一現象的描述。
展示：“若鳶飛于空中，其影隨鳶而移，或中間為窗所束，則影與鳶相逆，鳶東則影西，鳶西則影東”。
教師作圖給出解釋。
提問：日常生活中，我們在哪些地方用到了這一物理規律呢
學生自由發言：
（1）射擊時，用眼睛瞄準目標。
（2）栽樹時，為了使樹木排成一排，利用了這個原理。
（3）早晨做早操時，排隊伍。
（4）教室里，排課桌。
……
引導：請利用器材“泡沫塑料板和三根大頭針”把三根大頭針排成一排，想一想你應該運用什么原理。
學生演示并說明理由。
點評：教師設計實驗因陋就簡，形象直觀；物理學與人文科學結合，體會科學的作用，增強民豪感，實施情感目標：語文與物理結合，同時增強民族自豪感和自尊心。上升為理論，處理好知識與技能的關系；聯系實際，應用物理知識。
四、光速
情境設置，幻燈片展示：兩小孩為光傳播是否需要時間所進行的爭論。
講述：關于光的傳播是否需要時間的問題，在歷史上還有一段故事。
幻燈展示“光速的測定史”——伽利略測光速的實驗。
閱讀后講述：科學家和我們常人一樣，也會有想錯或想不到的地方，生活中要正確對待失敗，正是因為伽利略的失敗，才使得后來的科學家用了很多更巧妙的方法來測定光速。光速到底是多少 現在測得光速為3×10 m/s，即每秒鐘光要走3×10 m的距離，這個距離相當于光在1 s繞地球赤道走了7.5圈。
學生計算，給出地球半徑6.4×10 km。
講述．在真空中，光速為3×10 m/s；在空氣中，光速稍小一些，約為3×10 m/s；在水中是在真空中傳播速度的為2.25×10 m/s；在玻璃中是在真空中傳播速度的為2×10 m/s。
點評：增強學生的自信心，培養學生正確對待挫折、失敗的心態，形成正確的人生觀和良好的意志品質。情感態度和價值觀的教學目標在悄然實施。
五、交流與小結
今天我們一起學習了兩個重點：1．光在均勻介質中沿直線傳播；2．日食和月食都是與光沿直線傳播有關的天文現象。
六、作業布置
閱讀教材，完成教材“實踐與練習”第1、2、3題。
板書設計
第2節、光的直線傳播
1．光的傳播：
在同種、均勻介質中沿直線傳播。
在不同介質中會發生偏折。
2．光速：
光在真空中的傳播速度是3×10 m/s。
3．日食和月食：
原理：光沿直線傳播。
教學探討與反思
在培養學生發散思維時，還可以假設一些發散性問題，如：光總是沿直線傳播的嗎 光速都是3×10 m/s嗎 光如果不是沿直線傳播，而是像水那樣向前流動，我們的生活有哪些不同 光速如果與空氣中的聲速相等，會出現哪些可能的自然現象、生活現象或場景 若時間允許，可讓學生討論，試著回答，這樣不但有利于讓學生展開想象的翅膀，而且還有利于讓學生的思維發散開來，從而促使學生進行新一輪的探究。
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