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(共21张PPT)
最新版七年级上册
第四章 多种多样的运动
4.3.1《日地月的相对运动——光的直线传播+月球的运动》
2020年6月21日，我国多地观察到了日食景象。此次我国的局部地区能够观测到日环食，但持续时间短，其他地区能够观测到的都是日偏食。什么是日食？日环食和日偏食又是怎么回事？它们是怎样形成的？
（一）导入新课
大家视频里看到了罕见的日环食，还有日常见到的日偏食，日食到底是怎么形成的？想要解开日食谜题，我们首先要学习光的传播规律，再了解地球和月球的运动关系，今天我们一起学习《日地月的相对运动》。
墨翟指出，物体通过小孔所形成的像是倒像，据此推测光是沿直线传播的。茂密的森林，城市的夜晚，浓雾弥漫的公路，也能看到一束束沿直线传播的光。那么，我们能否通过实验来证实呢？
（二）新课讲授
板块 1：光的直线传播
1.在如图4.3-5甲所示的有机玻璃容器中，加入适量的水；再点燃一小段艾叶条，在水面上方充入少量的艾条烟尘。
2. 将一束激光依次射到空气、水中，观察激光在空气、水中传播的路径。
3. 如图4.3-5乙所示，将一束激光射到玻璃砖中，观察激光在玻璃中的传播路径。
制作“针孔照相机”
目标
制作“针孔照相机”，探究针孔成像的特点。
器材
不透明纸盒，卡纸，半透明纸，剪刀等。
过程
1. 设计制作。
制作或寻找一个类似图4.3-7所示的不透明纸盒，在A端开一小孔，作为镜头；在B端蒙一张半透明纸，作为光屏。小孔的大小要能改变，半透明纸到小孔的距离也要能改变。这样，一架简易的“针孔照相机”便制作完成了。
2. 观察记录。
（1）依次插入大孔、中孔、小孔的镜头，将镜头对着窗外很亮的景物，在表4.3-1中记录景物呈现在半透明纸上的像的特征。
（2）保持镜头的位置不动，缩短光屏到小孔的距离，半透明纸上所呈现的景物范围变，景物的大小变。
问题讨论
1. 为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的？请画图解释。
2. 如何使光屏上的像更明亮？
小孔成倒立实像；孔径、像距对成像的影响。
知识点
板块 2：月球的运动
如图4.3-8所示，月球在自转的同时，绕着地球公转，地球上的人始终只能看到 A 点所在的那半个月球，即月球正面。如果月球不发生自转，我们就可以在同一个月内看到月球的正面和背面。现在人们通过月球探测器，可以拍到月球表面清晰的照片，如图4.3-9所示。
月球反射太阳光；月球同步自转，始终同一面朝向地球。
知识点
课堂练习
1. 下列现象不能用光沿直线传播解释的是（ ）
A. 林间形成一束束阳光 B. 针孔照相机成倒立像 C. 湖面倒影 D. 激光笔直穿过清水
2. 关于光速说法正确的是（ ）
A. 光在玻璃中传播速度最快 B. 真空光速为3×108 m/s
C. 光不能在真空中传播 D. 水中光速大于真空光速
3. 我们永远只能看见月球正面的原因是（ ）
A. 月球不会自转 B. 月球自转公转周期相同
C. 地球挡住月球背面 D. 月球背面没有光
C
B
B
1. 光只要在水中传播，就一定沿直线传播。（ ）
2. 针孔照相机所成的像是倒立的。（ ）
3. 月球能发光，所以夜晚我们能看见月亮。（ ）
判断题
×
√
×
1.夏天清晨林间能看见一道道笔直阳光，请用本节课知识点解释该现象。
参考答案：光在均匀空气中沿直线传播，空气中水汽让光路显现，因此能看见笔直光束。
三、情境题
2.使用针孔照相机时，小孔开得很大，光屏上的像会模糊，这是什么原因？
参考答案：孔径过大，大量光线从不同位置射入光屏，像重叠在一起，清晰度下降。
3.宇航员在月球上抬头看不见蓝色天空，能直接看见星光，请结合光的传播简单分析。
参考答案：月球没有大气层（均匀介质），不存在散射光线，光沿直线传播，因此太空漆黑，星光清晰可见。
本节课我们先通过实验学到：光在同种均匀介质沿直线传播，真空光速最快，还动手做针孔照相机，知道小孔成倒立像；之后学习月球运动，月球靠反射太阳光发亮，因为自转公转周期一样，我们只能看见月球正面。这些知识是解开日食、月相奥秘的基础。
课堂小结
4.3.1 日地月的相对运动
一、光的直线传播
1. 规律：同种均匀介质→沿直线传播
2. 光线：带箭头直线（模型）
3. 光速：真空3×108 m/s空气＞水＞玻璃
4. 小孔成像：倒立像，光直线传播形成
二、月球的运动
1. 月球不发光，反射太阳光
2. 同步自转：自转周期 = 公转周期
3. 现象：地球上仅能看见月球正面
板书设计4.3.1《日地月的相对运动——光的直线传播+月球的运动》教学设计
一、教材分析
本节课选自浙教版七年级科学下册第 4 章第 3 节，整节课分为两大核心板块：光的直线传播、月球的运动，同时为日食、月食、月相变化奠定理论基础。教材以古代小孔成像实验引入光沿直线传播规律，配套激光实验、针孔照相机制作实践活动，将光学基础与天体运动结合；再讲解月球自转、公转同步的特点，解释月球永远同一面朝向地球的现象，打通光学原理与天体运动两大知识模块，兼具实验探究性与宏观宇宙认知，是衔接几何光学、地月系统运动的关键课时。
二、学情分析
七年级学生已经具备基础生活经验：见过林间光束、电动车灯光，知道影子、小孔成像现象；对月亮圆缺、日食有好奇心，但不理解背后原理。学生动手欲望强，适合激光实验、针孔照相机手工制作；抽象思维薄弱，难以直观理解 “光在同种均匀介质直线传播”“月球自转公转周期同步” 这类抽象概念，需要实验、模型、动画视频辅助降低理解难度。同时学生容易混淆 “月球不发光、反射太阳光”“月球自转我们看不见背面” 两个易错点。
三、教学目标
（一）科学观念
1. 知道光在同种均匀介质中沿直线传播，记住真空中光速3× m/s；能区分光在空气、水、玻璃中传播速度大小。
2. 理解小孔成像成因、成像特点，能用光直线传播解释小孔成像。
3. 掌握月球运动规律：月球不发光，靠反射太阳光发亮；月球自转与公转周期相同，因此始终同一面朝向地球。
（二）科学思维
1. 通过林间光束、激光实验现象归纳光的传播规律，建立 “光线” 模型，学会用带箭头直线抽象表示光。
2. 结合小孔成像光路、地月运动示意图，建立模型思维，用光路模型、天体模型解释自然现象。
3. 对比月球有无自转两种情况，推理得出 “月球只能看见正面” 的逻辑结论。
（三）实践探究
1. 完成激光在空气、水、玻璃传播的观察实验，自主总结光的传播路径特点。
2. 动手制作针孔照相机，探究孔径大小、光屏距离对成像亮度、大小、清晰度的影响，记录实验现象。
（四）态度责任
1. 了解我国墨翟最早完成小孔成像实验，感受古代中国科学成就，增强文化自信。
2. 乐于动手完成光学、天体模拟实验，保持对宇宙、光学现象的探究兴趣；严谨记录实验现象，树立实事求是的科学精神。
四、教学重点
1. 光在同种均匀介质中沿直线传播；小孔成像原理与成像特点。
2. 月球自转、公转周期一致，月球始终以同一面朝向地球。
五、教学难点
1. 抽象理解 “同种均匀介质” 对光直线传播的限制；构建光线物理模型。
2. 通过光路图解释小孔成倒立像；理解月球同步自转，无法直接观测月球背面的原理。
六、教具准备
教师教具：有机玻璃水槽、激光笔、艾条、玻璃砖、针孔照相机成品、地月自转公转动画模型、多媒体课件；
学生分组器材：纸盒、卡纸、半透明纸、剪刀、小孔模具（大中小三种孔径）；
视频素材：2020 年 6 月 21 日日环食实拍视频、林间丁达尔效应延时视频、激光传播实验演示视频、月球自转公转动画、针孔照相机制作全过程微课。
七、教学过程
（一）导入新课（视频导入，5 分钟）
播放 2020 年 6 月 21 日日环食实拍视频，视频结束抛出课本导入问题：大家视频里看到了罕见的日环食，还有日常见到的日偏食，日食到底是怎么形成的？想要解开日食谜题，我们首先要学习光的传播规律，再了解地球和月球的运动关系，今天我们一起学习《日地月的相对运动》。
设计意图：利用罕见天文现象视频激发学生好奇心，抛出核心问题，建立 “光学 + 天体运动” 的学习主线，自然引入新课。
（二）讲授新课
板块一：光的直线传播（22 分钟）
1. 古人小孔成像史实引入
教师活动：展示课本墨翟小孔成像插图，讲解 2000 多年前墨子完成世界首个小孔成像实验，提问：为什么墙体上会出现物体倒立倒影？引导学生猜想光的传播路线；再出示林间阳光、城市光束、电动车灯光三张实景图片，提问生活中这些光束有什么共同特点。
学生活动：观察图片，小组交流猜想，提出 “光是直直走的” 猜想。
设计意图：依托中国古代科学实验渗透文化自信，结合生活实例让学生基于现象做出合理猜想，培养观察能力。
知识点：生活现象说明光看起来沿直线传播，需要实验验证猜想。
2. 分组探索活动：激光传播路径实验
教师活动：播放激光实验演示微课，分步讲解操作步骤：水槽加水、点燃艾条制造烟尘、激光分别射入空气、水、玻璃砖；巡视各组，指导学生观察激光在三种介质里的路径，提问：光在空气、水、玻璃里传播路径是直线还是曲线？补充知识点：空气、水、玻璃是透明传播介质；补充 “同种均匀介质” 关键条件，举例：空气冷热不均时光会弯折，只有均匀物质光才直线传播；板书光线定义，示范画带箭头的光线。
学生活动：分组动手完成激光实验，观察并记录激光传播路径；跟随教师学习绘制光线模型。
设计意图：动手实验验证猜想，直观看到直线光路，建立介质、光线两个核心物理概念，突破 “光沿直线传播” 重点。
知识点：①光在同种均匀介质中沿直线传播；②能传播光的透明物质叫介质；③带箭头直线代表光线，表示光传播路线与方向。
3. 光速知识点讲解
教师活动：提问 “光传播需要速度吗？真空里能不能传播光？”，板书光速数据：真空3× m/s；对比空气、水、玻璃中光速大小，用数字直观对比：空气≈真空，水是真空 3/4，玻璃速度更小。
学生活动：记录光速知识点，记忆三种介质光速快慢排序。
设计意图：量化数据帮助学生区分不同介质光速，夯实基础概念。
知识点：光可在真空、透明固液气中传播；真空光速最大，介质密度越大光速越小。
4. 探究实践：针孔照相机制作与成像规律
教师活动：播放针孔照相机制作微课，讲解纸盒、小孔、半透明光屏制作步骤；布置分组探究任务：①更换大、中、小孔，记录像正倒、亮度、清晰度；②固定小孔，缩短光屏与小孔距离，观察成像范围、像大小变化；巡视指导实验，组织小组汇报实验记录，结合光路图讲解小孔成倒立像的原因。
学生活动：动手制作针孔照相机，完成两组对比实验，填写课本记录表；小组汇报实验现象，跟随教师画小孔成像光路图。
设计意图：完整落实探究实践活动，通过对比实验自主总结成像规律，用光线路图破解 “倒立像” 难点。
知识点：小孔成像成倒立实像；小孔适中成像清晰，孔太大像模糊过亮；光屏离小孔越近，成像范围越小、像越小。
板块二：月球的运动（13 分钟）
1. 月球基础性质铺垫
教师活动：出示月球实景照片，提问：月球自己会发光吗？我们看到月光来自哪里？讲解月球本身不发光，依靠反射太阳光发亮，太阳永远照亮半个月球。抛出新问题：月球被照亮一半，为什么我们看到月亮有圆缺？引出月球公转运动。
学生活动：思考并回答月光来源，记录月球不发光的知识点。
设计意图：纠正 “月球发光” 前概念错误，为月相、地月运动铺垫基础。
知识点：月球自身不发光，我们看见的月光是月球反射的太阳光。
2. 月球自转与公转同步核心讲解
教师活动：播放月球自转公转动画视频，展示课本示意图，标注地球、月球公转轨道、月球自转方向；分步讲解：月球一边自转一边绕地球公转，它自转一周的时间和绕地球公转一周时间完全相等；做模拟演示：手持小球代表月球，自己站原地代表地球，小球始终同一面朝向自己，模拟同步自转；提问：如果月球不自转，我们一个月内能看到月球背面吗？
学生活动：观看动画，同桌合作用小球模拟地月运动，交流同步自转带来的视觉效果。
设计意图：动画 + 实物模拟双重手段，化解 “同步自转” 抽象难点，学生直观理解看不见月球背面的原因。
知识点：月球自转、公转周期相同，称为同步自转；地球上观测者永远只能看见月球正面，无法直接看到月球背面。
3. 拓展补充月球探测
教师活动：展示月球正反面实拍对比图，讲解现代月球探测器拍到月球背面照片，拓展我国嫦娥探月工程拍摄月球背面的成就。
学生活动：观察月球正反面图片，了解探月航天成就。
设计意图：结合航天科技，渗透科学态度责任，激发宇宙探索热情。
知识点：依靠探测器可以观测月球背面样貌。
（三）课堂练习
一、选择题（3 道）
1. 下列现象不能用光沿直线传播解释的是（）
A. 林间形成一束束阳光 B. 针孔照相机成倒立像 C. 湖面倒影 D. 激光笔直穿过清水
答案：C
2. 关于光速说法正确的是（）
A. 光在玻璃中传播速度最快 B. 真空光速为3× m/s
C. 光不能在真空中传播 D. 水中光速大于真空光速
答案：B
3. 我们永远只能看见月球正面的原因是（）
A. 月球不会自转 B. 月球自转公转周期相同
C. 地球挡住月球背面 D. 月球背面没有光
答案：B
二、判断题（3 道）
1. 光只要在水中传播，就一定沿直线传播。（×，必须均匀水）
2. 针孔照相机所成的像是倒立的。（√）
3. 月球能发光，所以夜晚我们能看见月亮。（×，月球反射太阳光）
三、情境题（3 道）
1.夏天清晨林间能看见一道道笔直阳光，请用本节课知识点解释该现象。
参考答案：光在均匀空气中沿直线传播，空气中水汽让光路显现，因此能看见笔直光束。
2.使用针孔照相机时，小孔开得很大，光屏上的像会模糊，这是什么原因？
参考答案：孔径过大，大量光线从不同位置射入光屏，像重叠在一起，清晰度下降。
3.宇航员在月球上抬头看不见蓝色天空，能直接看见星光，请结合光的传播简单分析。
参考答案：月球没有大气层（均匀介质），不存在散射光线，光沿直线传播，因此太空漆黑，星光清晰可见。
（四）课堂小结
本节课我们先通过实验学到：光在同种均匀介质沿直线传播，真空光速最快，还动手做针孔照相机，知道小孔成倒立像；之后学习月球运动，月球靠反射太阳光发亮，因为自转公转周期一样，我们只能看见月球正面。这些知识是解开日食、月相奥秘的基础。
（五）板书设计
4.3 日地月的相对运动
一、光的直线传播
1. 规律：同种均匀介质→沿直线传播
2. 光线：带箭头直线（模型）
3. 光速：真空3× m/s空气＞水＞玻璃
4. 小孔成像：倒立像，光直线传播形成
二、月球的运动
1. 月球不发光，反射太阳光
2. 同步自转：自转周期 = 公转周期
3. 现象：地球上仅能看见月球正面
（六）教学反思
1. 成功之处
一是多实验、多视频、多模拟降低抽象知识难度，激光分组实验、针孔照相机手工活动学生参与度极高，直观掌握光直线传播规律；二是结合墨子小孔成像、嫦娥探月素材，自然落实文化自信与航天科普；三是分层课堂练习覆盖基础、易错、情境应用，及时巩固知识点。
2. 不足之处
部分学生对 “同种均匀介质” 理解不透彻，会简单认为所有水里光都走直线；针孔照相机制作耗时较长，后半段月球运动讲解时间紧张；光路图画法规范度参差不齐，缺少单独画图训练环节。
3. 教学建议
1. 补充对比实验：冷热不均匀空气下激光弯折演示，强化 “均匀介质” 条件；
2. 课前提前备好半成品纸盒，缩短课堂手工制作时间，预留更多时间讲解地月运动；
3. 增加 5 分钟光路图专项小练习，规范学生光线箭头、虚实成像画法；
4. 课后布置拓展作业：回家自制针孔相机拍摄窗外景物，记录成像变化。

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