资源简介

4.1光的直线传播教学设计
【目标确定的依据】
1.相关课程标准的陈述知道光在同种均匀介质中沿直线传播。
2.教材分析
本节课是初中物理新人教版八年级上册第四章第 1节，光的直线传播是学习光学的基础，又是研究光的反射、光的折射等物理现象的必备知识，因此本节课的学习将为光现象的学习提供认知基础。本节课从知识和技能上应该了解光在同种均匀介质中沿直线传播，并联系实际生活了解光直线传播的例子和应用。本节课的重点是光在同种均匀介质中沿直线传播，难点是学生结合实例对光的直线传播进行理解。教材中设计了一些“光在空气、水和玻璃中沿直线传播”的探究实验来引导学生得出光的直线传播的规律，利用“排队看齐”、“激光瞄准”等小活动及“日食月食的形成”、“小孔成像”的视频动画让学生能认知光的直线传播的应用实例。
3.学情分析
现阶段的学生刚刚接触光现象，学生在日常生活和小学科学课中已经知道光沿直线传播的相关信息，但认识很浅显。学生的思维虽比较敏捷，但对光现象的观察、内理的探究和分析能力都非常的薄弱。且学生对一些抽象的物理概念很难理解，如：光源、光线、光的直线传播，这些概念对他们的思维构成了一定的障碍。学生已经学会了声音的传播介质、传播形式，这些知识对于学生学习光的直线传播形成了一定的铺垫作用，所以在处理这些问题时，要通过实验、活动、视频、动画、联系声音的相关知识等方式降低学生的理解难度。
【教学目标】
1.通过生活实例分析，能识别光源，区分天然光源和人造光源。
2.通过实验探究，说出光在同种均匀介质中沿直线传播，列举在生活中的实例。
3.查询资料，描述光在不同介质中的传播速度不同，说明光年的概念。
【评价任务】
任务 1.说一说生活中光源的例子，按照自然光源和人造光源进行分类，判断提供的实例是否为光源。（检测目标 1）
任务 2.说一说光有哪些传播介质，设计并观察实验现象，说一说光在介质中的传播形式；观察“光从玻璃砖到空气”的演示实验及“光在不均匀介质中传播”的实验现象，说一说光的直线传播的条件；小组合作举出至少 3个光的直线传播的实例及应用。
（检测目标 2）任务 3.自学课本查阅资料，说一说光在不同介质中的传播速度，说一说光年的概念，计算 1光年的距离。（检测目标 3）
【教学活动设计】
教学环节 教学活动
导入环节 （一）导入新课，板书课题通过 ppt课件展示的“2021年灯光展会”视频，感受光的魅力和震撼，引导学生思考光是如何传播的研究问题。 （二）出示学习目标 1.通过生活实例分析，能识别光源，能区分天然光源和人造光源。 2.通过实验探究，了解光在同种均匀介质中沿直线传播，列举在生活中的实例。 3.查询资料，知道光在不同介质中的传播速度不同，知道光年的概念。
先学环节 （一）自学指导要求：请同学们仔细看课本 P69——72页内容，勾划知识点，带着自学检测的问题进行自学。 重点信息： （1）光源的概念；
（2）光的传播介质； （3）光的直线传播； （4）光的传播速度。 （二）自学检测要求：请同学们合上课本做下面的检测，注意思考，独立完成。 【板块一】 1._______________的物质叫做光源。光源举例：_____、_____、_____、_____。 2.光在_____、_____介质中__________传播。 3.为了表示光的传播情况，常用一条带有______的直线表示光传播的_____和_____，这样的直线叫做光线。 【板块 2】 1.在物理学中，光速用 ______表示，真空中光速近似取为___________km/s，合___________m/s。 2.光在水中的速度大约是真空中传播速度的______，在玻璃中的传播速度约为真空中的______。 3.光年是一个________单位，它表示光在______内传播的______。点拨： 【板块 1】 1.能够发光，太阳、燃烧的火把、发光水母、萤火虫等；2.同种、均匀，沿直线；3.箭头，径迹、方向。 【板块 2】1.c；3×105，3×105；2.3/4，2/3。3.距离，一年，路程。
后教环节 【一】光的直线传播 （一）问题：声音的传播需要介质，真空不能产生。光可以在真空中传播吗？还可以在什么中传播？点拨：宇宙是真空状态，太阳光射向地球的过程便是在真空中进行的，因此光可以在真空中传播。光还可以在水、玻璃等透明、半透明的液体、固体中传播。因此光的传播不需要介质。 （二）光在介质中如何传播？
[实验探究] 利用激光笔、蚊香、加有少量牛奶的水溶液、透明杯、玻璃砖等探究光在空气、水和玻璃中传播的轨迹。请同学们边实验，边解答学案中的问题，将你的答案写在空白处。 实验一： 光在空气中是如何传播的？在空气中制造大量烟雾，用激光笔向烟雾中射出一束光，观察光传播的路径； 实验二：光在水中是如何传播的？在水中加入少量牛奶，用激光笔在水中射出一束光，观察光传播的路径； 实验三：光在透明固体中是如何传播的？用激光笔在玻璃的一端射入一束光，观察光在玻璃中的传播路径； 2．小组内讨论交流。结论：通过上述现象，我们可以得出的结论是什么？点拨：演示光在玻璃和空气交界面处发生偏折的现象，以及光在不均匀介质中发生偏折的现象，引导学生说出光的直线传播的条件：同种均匀介质。简要说明早晨太阳光射向大地的时候，因为空气稀密程度不同，会发生偏折。【二】 光的直线传播的实例请举出生活中光沿直线传播
的实例或应用，并进行简单说明。点拨：激光准直、排队看齐、机枪瞄准、影子形成、皮影戏、日食月食形成、小孔成像等。重点研究影子的形成、日食月食的形成和小孔成像。影子：光在介质中沿直线传播，因此在传播过程中不能穿过不透明的物体便会形成阴暗区域。日食月食的形成：日食和月食都是由于光的直线传播形成的。日食是在同一直线上的太阳、月亮和地球之间，月亮把太阳光挡住，致使地球上的局部地方只能看见部分太阳。而月食，是在同一直线上的地球把太阳光遮住，致使在晴朗的夜空，月亮也变得黑黑的，同样月食也分月全食和月偏食。小孔成像：因为光的直线传播形成的。 理解： ①小孔成像的“像”是由实际光线会聚而成的，与影子不同； ②小孔成像成的是倒立的像； ③像的形状与物体的形状有关，与小孔的形状无关，但必须符合小孔的要求； ④像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关。物距越大、像距越大，像越大。 【三】光的传播速度学生自学课本，完成学案上的 【板块 2】检测题。 点拨：光在真空中传播速度最快，在空气中次之，近似与真空中传播速度相同。光在水中约为真空中传播速度的 3/4，在玻璃中约为真空中传播速度的 2/3。即传播速度由快到慢的顺序为：真空→空气→水→玻璃。光年是光在一年的时间内经过的路程，是长度单位，要与时间单位“年”区分开来。请同学们思考下面的问题：牛郎星和织女星之间的距离是 16光年，请列出计算它们之间的距离的表达式？质疑问难：学生提出在学习过程中的疑难问题，寻求其他小组及老师的解答
课堂小结 谈一下这节课的收获与反思。利用思维导图总结本节所学。 附：板书设计 4.1光的直线传播 1.光源：自身发光的物体，人造光源和自然光源； 2.介质：真空 空气 水 玻璃 3×108m/s 3×108m/s 3/4c 2/3c 3.光在同种均匀介质中沿直线传播 4.光速：
《光的直线传播》课后反思 本节课是学生接触光学的第一节课，在本节课中主要利用了大量的实例、实验等加强学生对本节课知识的认知和理解，降低学生的思维跨度。与生活实际相联系，结合实际问题引发学生的思考和探究，在合作与实验中的学习相关知识。 一、导入环节，创设情境教师利用多媒体播放影子舞团的节目“符号中国”，视频中表演者在幕布之后，借助灯光用自己的影子塑造出万里长城、北京天坛、黄山迎客松、黄河、大庆油田等代表中国历史、文化与发展成就的造型，令人叹为观止。感受节目的震撼的同时，提出“影子是如何形成的？光是如何传播的？”之类的问题，引发学生的思考和探究欲望。 二、新课教学，多种方式引领学生思维
1．光源教学：首先让学生举出生活中光源的例子，学生开动脑筋积极举例。太阳、蜡烛、发光水母、萤火虫、灯笼鱼、车灯等等，学生举出了非常多的例子。在学生举例中可能会出现“月亮”、“星星”的例子，可以借助契机给学生简单介绍一下“恒星”和“行星”的区别，学生也明确自身发光的物体才是光源。即使学生没有举出“月亮”的例子，也要将这样的问号抛给学生，让学生思考。借助着学生列举的光源的例子，让学生尝试进行分类并说明依据，加深和巩固对“自然光源”和“人造光源”的理解。其中部分学生会对“火把”的分类存在误判，教师进行说明即可。 2.本环节先安排学生借助声音的传播介质，结合对生活的认识猜想光可以在哪些介质中传播，并举例证明。学生会结合例子说明光可以在空气、水、玻璃等介质中传播。学生也会通过太阳光通过真空传播到地球上，所以光可以再真空中传播。教师借此说明光的传播是不需要介质的，因为光可以在真空中传播。学生动手进行实验操作，探究光在不同介质中的传播形式。 准备的器材有：激光笔、蚊香、透明塑料小桶、打火机、装有滴入牛奶的水（在滴入牛奶时要少量，太多会影响实验现象）、透明果冻。（果冻选择大一点的且里面没有果肉，外壳形状较为规则的为宜）实验前教师演示光在空气中的传播时，不能够观察到光的传播路径。为了清晰的看清光的传播路径，教师再演示在空气中用喷壶喷洒水雾时的情境。引导学生思维，可以在介质中添加杂质的方法来显示光的传播路径。例如：在空气中喷洒水雾、烟雾、粉尘；类比到水中或玻璃种亦可以采取同样的办法。学生在小组内进行实验，教师可以利用直播系统利用手机跟电脑、大屏建立连接，将学生实验的场景投屏，让更多小组的实验情况可以进行展示。学生通过本实验，可以明显的观察到光在空气、水和玻璃这些透明的介质中沿直线传播。然后教师利用激光笔演示光从玻璃砖射入空气中发生折射的现象，学生会非常直观的观察到光遇到两种介质的交界面时会发生折射现象。然后给学生展示光在密度不均匀的水中发生偏折的现象，看到了什么现象？生：光在不均匀的介质中发生了弯折，光在不均匀的介质中不沿直线传播。师：那光的直线传播需要什么条件呢？生：同种均匀介质。说明：不均匀的介质可以用白砂糖铺在透明的容器底部，上面慢慢的倒水，静待 24小时后观察现象会比较明显。可以再补充将糖水搅拌均匀后，光便沿直线传播了，更加验证了光在同种均匀介质中可以沿直线传播的道理。3.光线教学：为了研究光的现象，通常用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。我们白天看见的光绝大多数都是来自太阳，下面请同学们试着从科学的角度画一画太阳光芒万丈的样子。其实真实的太阳是这个样子的，如图。并没有看到光线从太阳上往外发射，我们用光线来表示光的传播路径和方向，这是模型法。光是真实存在的，但光线并不真实存在。 4.光的直线传播的实例光沿直线传播在生活中有很多的例子和应用，请学生们现在小组内交流，然后班级内展示。 【影子的形成】让学生站在灯光下，提问学生影子是如何形成的？生：影子是光照到不透明的物体上被挡住了，在物体后面形成的影子。教师适当的点拨，因为光是沿直线传播的，不能绕过物体照到物体的背后，所以会在光照不到的地方形成影子。 【皮影】请两位同学合作表演，一个同学用手电筒照射，另一名同学做手影动作，在屏幕上形成了动物的影子。 【日食月食的形成】从地理教室借用“三球仪”器材，演示日食和月食的形成。让学生分析下列问题： （1）日食、月食形成的原因是什么？ （2）日食时太阳、地球、月球是什么样的位置关系？
（3）月食时太阳、地球、月球是什么样的位置关系？日食月食的形成原理：日食和月食都是由于光的直线传播形成的。日食是在同一直线上的太阳、月亮和地球之间，月亮把太阳光挡住，致使地球上的局部地方只能看见部分太阳。而月食，是在同一直线上的地球把太阳光遮住，致使在晴朗的夜空，月亮也变得黑黑的，同样月食也分月全食和月偏食。 【激光掘进机】开凿隧道时，因为光是沿直线传播的，掘进机沿着激光束的方向就不出偏差。【机枪瞄准】利用机枪玩具，让学生尝试瞄准，问学生怎样瞄准才能击中目标？“三点一线”才能射得准，即枪上标尺的缺口、枪上的准星和射击目标要在一条直线上。 【排队看齐】安排学生活动，让几个学生站成一路纵队，提问学生怎样就可以判断队伍是否站齐了？当第一个学生挡住了后面的学生，从前面看不到后面学生的时候就表示队伍站齐了，利用了光的直线传播。 【小孔成像】须晴日，漫步在茂密丛林，会发现地下诸多光斑。奇怪的是有的是圆形的，有的不是圆形的，这是什么道理呢？学生动手观察“小孔成像”实验，说一说看到的现象。需要的器材：蜡烛、火柴、小孔成像的简易器材。制作：在一个空铁罐的底部中央钻一个小孔，再用半透镜的塑料膜用橡皮筋扎在罐口。将小孔对准烛焰，从塑料膜上观察蜡烛的像。 【演示实验】教师利用实验器材进行演示，研究小孔成像的特点。 探究的步骤：（1）F光源透过小孔在光屏上成像，引导学生了解此像是由实际光线会聚而成，是实像。此时看到的像是倒立的像。 （2）将小孔换成大孔，光屏上没有了 F的像。说明了小孔成像时，“孔”需要是“小孔”，“孔”太大了便不成立“小孔成像”现象。 （3）将小孔的形状由圆形更换为三角形、正方形等，仍然可以在光屏上呈现 F的倒像。 （4）改变 F光源到小孔的距离、光屏到小孔的距离，观察 F的倒像大小的变化。小孔成像：因为光的直线传播形成的。 理解： ①小孔成像的“像”是由实际光线会聚而成的，与影子不同； ②小孔成像成的是倒立的像； ③像的形状与物体的形状有关，与小孔的形状无关，但必须符合小孔的要求； ④像的大小与物体和光屏到小孔的距离有关。物距越大、像距越大，像越大。回扣小孔成像研究之前提出的问题，引导学生回答。树下的光斑是因为光的直线传播形成的，圆形光斑是太阳经过树叶间的小孔所成的像。 其他非圆形的光斑是因为树叶间的缝隙太大，是树及枝叶空隙中透过的光。

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