资源简介

(共22张PPT)
投影仪
1.视频中看到了哪些现象？
2.说一说你观察到墙壁上的图案和动画效果是如何出现的？
1.这个投影仪的画面出现了什么问题？
2. 你认为这个现象发生的原因是什么？
你有什么解决的建议吗？
今天，我们就利用手中材料，让出现了这类投影问题的投影仪恢复标准矩形画面。
手电筒
梯形黑色卡纸
黑色折痕卡纸
透明胶片
贴画
剪刀
胶带
提示：其中透明胶带，剪刀来自工具包，使用后请将其放回工具包中。学生需要准备：2张白纸。
1. 梯形投影是如何实现的？
请先推测。
验证环节：
2人一组，各尝试一种方案
分别用两种方式:
A 将梯形卡片与手电筒组合。
B 将镂空的卡片与手电筒组合投射到白纸上 。
2.是否将梯形卡片投射到白纸？
2. 用梯形卡片投影出来的影像是什么样子的？
说一说在什么情况下，白纸上出现了梯形的图形，当改变照射角度，你观察到了什么现象？
并将实验结果记录在实验记录单上。
如果你调整手电筒照射白纸的距离，像发生了什么变化？
请说出如果要呈现一个清晰且为矩形的像，需要如何照射白纸？
3. 优化投影装置
比较方案A和方案B（提示，A我们要将所有的图案做成矩形，方案B，所有的图案本身是矩形放在梯形的镂空中央），两种都可以根据手电筒照射角度不同产生将梯形变成矩形，你认为哪一种方案更符合投影仪的使用？为什么？
思考：再次回忆方案B在什么情况下呈现矩形图案？你认为方案B在实际应用时，有什么弊端？
制作方形屏幕的投影仪。
4. 制作投影仪
你观察到什么现象？（图形的方向和影像的方向有什么关系？）
你是如何观察到标准图形的？
根据实验记录单记录结果以及实验过程，说一说：你设计的投影仪由哪些部分组成？如何正确使用它
6. 分析数据，得出结论
现在，需要在酒店的走廊利用投影的原理，给每个房间设计一个投影的壁灯，这样便于客户更方便的找到房间号码。请问你要如何去设计？
分析灯光照射的角度、图像倒向的原理，用剪刀将另一张方形黑色卡 纸剪成“2021”图案，并将其用透明胶粘贴在方形透明胶片上，怎样粘贴才能在照射屏幕上投射出“2021” 的影子图案。
7. 拓展活动
1.你的投影仪成像过程中，由哪几部分组成？
2.当投影仪将画面投影在投影布幕上时，如果出现画面是梯形，可能是什么原因？应该如何调整才能让其变成标准的矩形？
3. 哪些条件影响投影仪成像？
投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓放大,并将其投影到影屏上的光学仪器。投影仪成像过程，通常由光源（矩形边框）、被投影图像、成像屏幕组成。在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。光源与屏幕的位置会影响成像的大小，太远会影响画面清晰度。
在这种情况下，就需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。调整光源与屏幕之间的角度及距离，来保证清晰矩形的像。通常通过光源投射的影像呈左右上下颠倒的像，由此光源前的像需要倒置，才能呈现正像。
请你回顾本堂课的学习过程
用心记录下自己的成长与收获吧！Lesson 10 投影仪
教学内容
投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓放大，并将其投影到影屏上的光学仪器。在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。在这种情况下，就需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。本节课以“如何让投影仪投射的画面成标准图形”为问题，通过运用手电筒、梯形模具、不同形状的贴画等材料，观察并记录用手电筒从不同角度照射物体时影子所投射出的形象的差别，总结概括投影仪梯形校正的原理，并根据此原理设计呈现正像的投射图案，经过建立联想、做出预测、制作模型、验证推测、得出结论等一系列过程，培养学生观察生活、利用科学的方法解决问题的能力。
教学目标
科学知识：投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓放大，并将其投影到影屏上的光学仪器。通过调整投影仪镜头的物理位置和角度可达到让投影仪投射画面成标准矩形的目的。
科学探究：以“如何让投影仪投射的画面成标准图形”为问题，通过设置手电筒照射角度的实验变量，观察、记录并总结概括投影仪梯形校正的原理，培养学生理解并实践科学探究的一般方法。
科学应用：投影仪。
跨学科内容：技术（T）：利用光学原理，设计投射角度及图案。
工程（E）：组建简单的投影仪模型。
教学重点
解决“如何让投影仪投射的画面成标准图形”的问题。
教学难点
通过设置手电筒照射角度的实验变量，尝试自主观察、记录并总结概括投影仪梯形校正及成像原理。教学活动流程
解决问题所需要的材料：手电筒、梯形黑色卡纸、黑色有折痕卡纸、方形透明胶片、贴画。工具包：剪刀、双面胶、透明胶带。
学生自备：白纸。
教学活动流程
一、引入（5min）
师：STEAM科学大课堂开始啦！
让我们看一段爆眼球的视频。
教师根据爆眼球视频内容，引导学生展开讨论。
主题引入
师：视频中看到了哪些现象？（提示：看到了夜晚在墙上出现了震撼的动画效果。）
师：说一说你观察到墙壁上的图案和动画效果是如何出现的？（提示：通过投影仪，有光照到墙上。）
实验引入
师：观看ppt中的图像，这个投影仪的画面出现了什么问题？（提示：投影画面产生上宽下窄或上窄下宽的梯形问题）
师：你认为这个现象发生的原因是什么？你有什么解决的建议吗？（提示：例如摆放歪了、光和像照射的角度的不同，镜头坏了等，学生可以大胆假设，教师不提出建议）
今天，我们就利用手中材料，制作模拟投影仪，并让投影仪呈现标准图形（即正常不变形的图案）。
二、实验过程（30min）
认识材料
师：请取出袋子中的材料，看看它们如何帮助你解决实验问题？
教师带领学生从袋子里取出实验材料，根据学生水平及实验需要引导学生初步观察并了解不同材料的特征及使用方法。
开始实验
教师引导学生开展探究实验。（注意：探究过程中，应以学生自主探究为主，如果学生遇到操作问题，教师可根据情况选择为学生展示相应的手部操作视频，帮助学生了解操作方法。）
1．建立假设，制作模型
师：首先，取出手电筒和黑色卡纸原片、双面胶，准备一张白纸，说一说：根据你的推测，梯形的图像是如何产生的？（提示：可能图形本身是梯形的）请用手边的黑色卡纸和手电筒组合，将像投射到白纸上。学生从圆形卡纸上，取下黑色梯形卡片尝试和手电筒组合，将它投射到白纸。说出梯形是如何产生的。师：观看，将梯形卡片与手电筒正确组合（两种方式：A将梯形卡片与手电筒组合、B将镂空的卡片与手电筒组合）。验证你的推测。
学生2人一组，各尝试其中一种方案，说出自己的推测。
师：根据实验记录单图示，尝试推测并验证；调整手电筒照射白纸的角度，它的像会出现哪些可能？（提示：教师将教室的灯光关闭，拉好窗帘）
学生2人一组，说出自己的推测，各选择一种方案，按照分别组装模型，使用白纸作为投影屏，观察像的变化。
2．验证推测，确定最优模型
师：你成功将梯形的卡片投射到白纸了吗？说一说在什么情况下，白纸上出现了梯形的图形，当改变照射角度，你观察到了什么现象？并将实验结果记录在实验记录单上。（提示，2人一组，分别将梯形黑色卡纸和镂空的黑色卡纸贴在手电筒的镜面上，打开手电筒，当光线从上向下照射到白纸上时，像逐渐接近正方形；当正面照射，为梯形。）
学生陈述自己成功将梯形投射到白纸上的经验，说出自己观察到的现象。并将实验结果记录在实验记录单上。
师：如果你调整手电筒照射白纸的距离，像发生了什么变化？请说出如果要呈现一个清晰且为矩形的像，需要如何照射白纸？（提示：距离白纸越远，像越大，越当手电筒距离白纸10cm左右、从上向下45度左右照射）
学生尝试调整手电筒位置，并得出实验结论。
3．优化方案，再次测试
师：根据上一步实验，ab两种方案中你认为哪一个更合理？你得出什么结论？（提示：b更合理，这样可以在镂空处放任意形状的图形，通过调整角度，可以让投影仪呈现标准图形）
学生2人一组讨论并思考得出结论。（提示：b方案更合理，镂空的灵活性更大；在光源处增加一个镂空的边框，在镂空的框内增加图形通过调整角度，就可以呈现标准图形）
师 但是手电筒的镜筒太小了，现在我们将光源放大，在框内家图形，再次尝试。根据，用手电筒、黑色折痕卡纸、方形透明胶片将手电筒照射面放大，并利用彩色贴纸设计投射图形，将其粘贴在透明胶片上。观察投影仪呈现需要注意什么？将图形投射在竖直放置的白纸上或者墙面上，观察投影在白纸上的图案。
师：你观察到什么现象？如果要解决这个问题，需要如何去做？（提示：图形的方向和影像是相反的。）师：如何才能观察到标准图形呢？
学生描述自己观察到标准图形需要具备的条件。
4．分析数据，得出结论
师：根据实验记录单记录结果以及实验过程，说一说：你设计的投影仪由哪些部分组成？如何正确使用它（提示：注意投射像的距离以及投射像通常是颠倒（即左右颠倒）的像，如果要有正像，要将图像变为左右颠倒的图像。）
学生结合实验结果，将实验结果记录在实验记录单上。
5．拓展活动
师：现在，需要在酒店的走廊利用投影的原理，给每个房间设计一个投影的壁灯，这样便于客户更方便的找到房间号码。请问你要如何去设计？（提示：四个数字粘贴的顺序和形式与真实“2021”有什么不同？它们的关系是什么？）
学生分析本节课所学的原理，分析灯光照射的角度、图像倒向的原理，用剪刀将另一张方形黑色卡纸剪成“2021”图案，并将其用透明胶粘贴在方形透明胶片上，怎样粘贴才能在照射屏幕上投射出“2021”的影子图案。
三、讨论与分享（5min）
教师引导学生对以下问题展开讨论，分享自己的观点。
1．你的投影仪成像过程中，由哪几部分组成？
2．当投影仪将画面投影在投影布幕上时，如果出现图形变形应该如何调整？3．哪些条件影响投影仪成像？
四、实验结论（2min）
师：通过这个实验，请陈述一下你所看到的现象，并解释这个实验现象背后的科学原理。（教师可根据学生分享与讨论的内容，结合以下信息做简要总结。）
总结：
师：投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓放大，并将其投影到影屏上的光学仪器。投影仪成像过程，通常由光源、被投影图像、成像屏幕组成。在投影机的日常使用中，投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才能保证投影效果，如果无法保证二者的垂直，画面就会产生梯形。光源与屏幕的位置会影响成像的大小，太远会影响画面清晰度。在这种情况下，就需要使用“梯形校正功能”来校正梯形，保证画面成标准的矩形。调整光源与屏幕之间的角度及距离，来保证清晰矩形的像。通常通过光源投射的影像呈左右颠倒的像，由此光源前图形需左右颠倒放置，才能呈现正像。同时成像屏和镜筒相互垂直时，像为标准图形，否则会发生变形。
（提示：根据师训视频中的实验总结部分，了解本次实验的原理。）
五、拓展与迁移（2min）
科学大讲堂
教师可利用“科学大讲堂”视频帮助学生拓展本节课相关知识。
师：科学大讲堂中发生了哪些有意思的事情和有趣的实验呢？让我们一起去看看吧。播放科学大讲堂视频。
六、回顾与总结（1min）
教师请学生拿出活动单页，引导学生完成自我反思与评价。
师：经过本节课的学习，你得到哪些收获和成长？请将你本节课的实验收获和心得以及还需提高和优化的部分记录在《回顾与总结》表中，并对自己本堂课在科学兴趣、科学实践、科学思维方面的成长给予评价。

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