光的反射教案
“光的反射”教學設(shè)計 江蘇省無錫市社橋中學 胡志英
這是本教材中第一個比較完整的探究實驗,對學生的物理學習是一個很重要的開端,既要引導學生學習如何開展探究實驗,又要讓學生體驗物理探究的樂趣,與九年義務(wù)教育物理教材相比,課程標準降低了教學要求,由原來的“光的反射定律”改為“光的反射規(guī)律”,只要求學生知道“在反射現(xiàn)象中,反射角等于入射角”,而對“反射光線與入射光線、法線在同一平面”及“反射光線與入射光線分居在法線兩側(cè)”都不作要求,但是在探究的過程中必然會有學生發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律,同樣可以歸納到“收獲”之中,既培養(yǎng)了學生的分析歸納能力,也讓他們感受到觀察在物理實驗中的重要性,為今后的學習打下良好的基礎(chǔ)。
【教學器材】
演示實驗器材:激光演示儀,蚊香,帶蓋的玻璃盒。
學生實驗器材:平面鏡,紙板盒,蒙黑紙的手電筒,直尺,量角器,筆。
【教學目標】:
1.知識和技能。
(1)了解光在一些物體表面可以發(fā)生反射。
(2)認識光的反射規(guī)律,了解法線、入射角、反射角的含義。
(3)理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性。
(4)了解什么是鏡面反射,什么是漫反射。
2.過程和方法。
(1)通過實驗,觀察光的反射現(xiàn)象。
(2)體驗和感悟我們是如何看見不發(fā)光的物體的。
(3)經(jīng)歷探究“光反射時的規(guī)律”,用實驗的方法獲得反射光線、入射光線與法線的位置,測出反射角與入射角,總結(jié)探究的結(jié)論,獲得比較全面的探究活動的體驗。
(4)通過觀察,理解鏡面反射和漫反射的主要差異。
3.情感、態(tài)度與價值觀。
(1)在探究“光反射時的規(guī)律”過程中培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。
(2)密切聯(lián)系實際,提高科學技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會的意識。
(3)鼓勵學生積極參與探究活動。
教學過程
一、引入課題
太陽、電燈、蠟燭等物體發(fā)出的光會射到我們的眼睛里,我們就能看見這些物體了,許多不會發(fā)光的物體為什么也能被我們看見呢?
由于自然常識課的學習和學生自身的經(jīng)驗,學生很快答出:因為光的反射。
(板書)二、光的反射
(副板)光→人眼(光的接收器)
直接發(fā)光的物體→光源
間接發(fā)光的物體→本身不發(fā)光的物體
備注:光在任何物體的表面都會發(fā)生反射。按照課本的排列是先實驗后講概念,根據(jù)學生的思維能力,這是不妥的。
二、新課教學
1.光的反射現(xiàn)象。光射到物體表面時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。
2.幾個基本概念(一點二角三線)。a.入射光線AOb.入射點O:入射光線與反射面的交點。c.反射光線OB。d.法線:過O點作反射面的垂線ON。e.入射角∠i:入射光線與法線的夾角。f.反射角∠r:入射光線與法線的夾角。提問:引入入射角∠i及反射角∠r的意義是什么呢?
學生討論:甲認為,數(shù)學題常用“東偏南20°”來表示方向,所以入射角∠i及反射角∠r是表示光線傳播方向的;乙認為,甲的觀點是正確的,因為地理上也是用角度來表示方向的。
3.探究光反射時的規(guī)律。
提出問題:
光在反射時遵循什么規(guī)律?也就是說,反射光線沿什么方向射出?(即反射角與入射角之間有什么關(guān)系呢?)
設(shè)計實驗和進行實驗:
(1)如圖所示,把一個平面鏡放在桌上,再把一張紙板豎直地立在平面鏡上,紙板上的直線ON垂直于鏡面。
(2)一束光貼著紙板沿某一角度射到O點,經(jīng)平面鏡的反射,沿另一個方向射出,在紙板上用筆描出入射光線和反射光線的徑跡。
(3)改變光束的入射方向,重做一次。
(4)取下紙板,用量角器測量ON兩側(cè)的角i和r。
4.討論。
(1)怎樣使紙板能穩(wěn)定地豎直在平面鏡上?
學生在討論中提出多種方案,如在紙板后做一個支架,用紙盒的一個側(cè)面,用泡沫包裝盒,等等。
(2)怎樣得到“一束光”?
有人首先提出用太陽光,但馬上有人反對,認為太陽光不是“一束光”,又有學生想到前一節(jié)剛做的小孔照相機,其外筒可以利用,透過外筒上的小孔,能得到“一束光”�？墒�,如果陰天怎么辦?用手電筒。集中大家的討論結(jié)果,認為用一張開有小孔的黑紙蒙著手電筒,就能得到“一束光”了。還有學生提出用激光筆,當然效果更好。
(3)怎樣畫出光的徑跡?
問題提出后,立即有學生想到,把光對著O點入射,分別沿著入射光和反射光線點點,用直尺連接OA與OB即是入射光線和反射光線了。
(4)根據(jù)討論寫實驗報告。
[實驗?zāi)康腯光反射時的規(guī)律。
[實驗器材]平面鏡,紙板盒,蒙黑紙的手電筒,直尺,量角器,筆。
[實驗步驟]①在紙板上作一條與底邊垂直的虛線ON,放在平面鏡上。
②將一束光射向O點,記錄入射光和反射光的徑跡。
③用量角器測量ON兩側(cè)的角i和r。
備注:學生沒有關(guān)于物理實驗的經(jīng)驗,如果只看課本中的內(nèi)容,是很難完成實驗的,所以必須引導學生對實驗器材、實驗步驟進行討論,以培養(yǎng)學生設(shè)計實驗、進行實驗的能力。
5.分析和論證。提問:關(guān)于光的反射,你發(fā)現(xiàn)了什么?生答:反射角r與入射角i很接近;反射光線與入射光線在法線的兩側(cè);反射角r與入射角i應(yīng)該相等;從實驗記錄中找不出什么規(guī)律。為何會找不出規(guī)律呢?請觀察演示實驗。
演示實驗一:在玻璃盒中點燃蚊香,使里面充滿煙霧,比較手電筒的光線與激光光線射入其中的效果。
演示實驗二:用激光演示儀演示光的反射。
在演示實驗的啟發(fā)下,找出實驗失敗的原因:
①光的路徑記錄不夠細心;
②角度的測量不準確;③光束不夠細。如何改進呢?①改用激光筆作光源;②在紙板上先細心地畫好角度。通過改進再進行實驗,得出:光反射時,反射角r等于入射角i;反射光線與入射光線在法線的兩側(cè);反射光線、入射光線及法
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線在同一平面上。
6.光路的可逆性。
小實驗:用一塊板擋在兩個學生之間,使彼此小能看到對方,怎樣才能彼此看見呢?由于學生有此經(jīng)驗,用一塊鏡子就能解決,作圖說明光路的可逆性,學生很容易接受。
7.鏡面反射與漫反射。
小實驗:用手電或太陽光照在鏡面上反射,照到學生的臉上,他們會感到刺眼;而照在白紙上時,光線則比較柔和。什么原因?
①光照到鏡面上發(fā)生了反射,而照在白紙上時,沒有發(fā)生反射。(馬上遭到了以學習小組為單位,準備實驗器材,在討論分析的基礎(chǔ)上進行實驗,體驗實驗的過程。此實驗上節(jié)課做過但是觀察的角度不同,可獲得不同的啟發(fā)。光線是為了研究光的傳播路經(jīng)而作的直線,其實它并不存在,這是物理研究中常用的一種方法。其他同學的反對)
②光照在白紙上時,發(fā)生了漫反射。
提問:漫反射遵守光的反射規(guī)律嗎?
生答:遵守。
三、板書設(shè)計
1.光的反射現(xiàn)象。
光射到物體表面?zhèn)鞑シ较虬l(fā)生改變的現(xiàn)象。
2.幾個基本概念(一點二角三線)。
①光線OA。
②入射點O:入射光線與反射面的交點。
③光線OB。
④法線:過O點作反射面的垂線ON。
⑤入射角∠i:入射光線與法線的夾角。
③反射用∠r:入射光線與法線的夾角。
3.光的反射規(guī)律。
光反射時,反射角r等于入射角i;反射光線與入射光線在法線的兩則;反射光線、入射光線及法線在同一平面上。
4.光路的可逆性。
5.鏡面反射與漫反射。
四、練習及作業(yè)
1.已知鏡面及入射光線,要求畫出反射光線。
2.已知鏡面及反射光線,要求畫出入射光線。
3.已知反射光線及入射光線,要求畫出鏡面。
4.完成課本第41頁“動手動腦學物理”中各題。
五、課堂教學小結(jié)與延展
小結(jié):如果只按照課本的要求去進行教學,是無法完成教學任務(wù)的,因為我們的學生缺乏動手實踐的意識,更缺乏動手實踐的能力。如前一節(jié)課,請學生課后完成一只小孔照相機的制作,許多人無法做好一只圓筒。所以,在學科學習的初始階段,應(yīng)以養(yǎng)成良好的本學科的學習習慣為主,使學生在逐步體驗成功的喜悅中培養(yǎng)興趣,學會觀察,學會提問,學生設(shè)計簡單的實驗去驗證自己的猜想,學會吸取別人的成功改善自己,學會合作交流,等等。這些能力的養(yǎng)成,比學會一些知識、技能更重要,所以引導學生分析問題,分析實驗,開始可能緩慢些,但必須夯實這一過程,為以后的教學打好基礎(chǔ)。尤其是思維基礎(chǔ)較差的班級,更需要教師的耐心,因為這里是他們學習的轉(zhuǎn)折點,低的起點,小的臺階,更易獲得成功的體驗,在樂學中培養(yǎng)學好物理的信心。
延展:在本節(jié)的教學過程中,“光線”一詞常出現(xiàn),會有學生提出:光線是一條線嗎?對于這點,可以因勢利導地向?qū)W生介紹,在物理探究過程中,有許多研究方法,在我們今后的學習中會不斷遇到�！肮饩�”并不真正存在,是人們?yōu)榱搜芯抗獾膫鞑ヂ窂蕉龅膸Ъ^的直線。這樣講清有助于學生物理思維的培養(yǎng),在生活中學習物理,同樣學生也會有意識地把物理知識運用于生活實際。
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