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2019-2020年八年級物理 探究光的反射定律教學案 滬科版 ◆教學思想 《物理課程標準》指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。” 本節(jié)是一堂比較典型的探究課。整節(jié)課充分利用學生的好奇心和興趣來推動課堂教學進程，在富有“沖擊力”的情境激發(fā)之下，學生自主發(fā)現(xiàn)問題，并進一步提出猜想，饒有趣味地探究光反射的奧秘，經(jīng)過實驗研究，收集證據(jù)，分析論證，發(fā)現(xiàn)光的反射定律。 ◆教學器材 演示用（1套）：平面鏡（約30cm40cm），鐵架臺，萬向夾，白紙（約40cm60cm）。 學生分組實驗用（每組1套）：激光筆；泡沫塑料塊（約30cm30cm10cm），織毛衣用的長竹針3根，雙面膠紙帶；平面鏡，竹針（較堅硬），棉線，鐵架臺，木板（約20cm20cm），量角器。 ◆教學過程 1．找反射光點——提出問題 教師將一面大小約為30cm40cm的平面鏡（用鐵架臺固定），傾斜放置在講桌上，讓各組學生用激光筆照射平面鏡，天花板上立時出現(xiàn)了許多晃動的光點，恰似繁星點點。 師：你手中的激光筆發(fā)出的光，是怎樣到達天花板的呢？誰能描述一下這個過程？ 生：…… 根據(jù)學生的回答，提煉：入射光、反射面、反射光；并點明什么叫光的反射。 師：剛才天花板上出現(xiàn)了許多光點，你知道哪個是你照的嗎？ 生：不知道。 師：怎樣才能知道？ 生：讓同學們一個一個地照！ 分別請最左、最右、最前、最后排和中間的同學用激光筆照射平面鏡…… 大家一起尋找反射光點…… 師：這幾次光點的位置一樣嗎？……目睹此情此景，你有什么想法？能提出哪些問題？（稍停） 學生經(jīng)過片刻思考，提出許多問題，如：為什么反射光點的位置不一樣？是不是與照射的角度有關(guān)？反射光線與入射光線有什么關(guān)系？…… 根據(jù)學生的提問板書：反射光線與入射光線的位置、角度有什么關(guān)系？ 2．借助模型——提出猜想 師：反射光線與入射光線有什么關(guān)系呢？咱們先猜猜看，可以用你桌面上的模型表示你的猜想。 每個小組的桌面上都有一個模型，如圖1所示，用泡沫塑料的上表面表示反射面，兩根竹針（用雙面膠粘上箭頭表示光的傳播方向）分別表示入射光線和反射光線，事先把表示入射光線的竹針插在泡沫塑料上，請學生根據(jù)自己的猜想，確定“反射光線”的位置。 圖1 學生想象、操作、討論，猜測反射光線的位置。 學生分組活動后全班交流，分別展示自己的模型。學生的想象是開放的，有的模型“反射光線”與“入射光線”所在的平面與泡沫板的上表面垂直；有的“反射光線”與“入射光線”所在的平面與泡沫板的上表面不垂直；有的反射角和入射角相等；有的反射角和入射角不相等。將幾個有代表性的模型放在講臺上，教師讓學生對這些模型仔細觀察比較，并說出它們的區(qū)別。由于沒有法線，學生一時難以用語言描述。這時教師在模型上插一根竹針作“輔助線”（法線），再借助一塊小木板演示，學生看到：有的“反射光線”“入射光線”和“法線”在同一平面內(nèi)，有的“三線”不在同一平面內(nèi)；有的“反射光線”“入射光線”跟“法線”的夾角相等，有的不相等。此時學生豁然開竅，教師趁勢引入“法線”“入射角”和“反射角”的概念。學生結(jié)合模型很容易說清楚自己的猜想。 根據(jù)學生的猜想，教師簡要歸納：同學們的猜想涉及到兩個方面的問題——“三線”的位置關(guān)系和“兩角”的大小關(guān)系。 3．用棉線尋找反射光——發(fā)現(xiàn)規(guī)律 師：你們的猜想是否正確？請設(shè)計一個實驗來驗證。 先讓學生嘗試獨立設(shè)計實驗，不限定實驗器材，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性。 教師巡視時，對于設(shè)計有困難的學生，根據(jù)具體情況適當點拔，例如：要探究光的反射遵循的規(guī)律，首先要有研究對象，即一個可供研究的反射光路，那么形成一個完整的反射光路，需要哪些器材？怎樣把看不見的入射光線和反射光線顯示出來？如何比較反射角與入射角的大小關(guān)系？ 而對于實驗設(shè)計比較成功的小組，讓他們向全班介紹自己的創(chuàng)意設(shè)計，教師點評設(shè)計實驗的思路方法，并給予贊揚。 2 3 5 4 1 圖2 學生經(jīng)歷了設(shè)計實驗的過程后，讓他們觀察自己桌面上的器材（如圖2所示，制作方法見右框說明）?？梢韵茸寣W生說說該器材的用法，教師簡單演示操作要領(lǐng)，并提醒學生：在實驗時要多次改變?nèi)肷涔獾姆较?、角度進行實驗，為了方便記錄入射角和反射角的大小，最好設(shè)計一個表格。 學生分組實驗。兩名同學密切合作，進行實驗。例如：一名學生用激光筆沿著一根棉線照射——這根棉線非常清晰地顯示出入射光線，另一名學生牽著另一根棉線，饒有興趣地在空間尋找反射光線。當另一根棉線顯示出反射光線的位置時，學生喜形于色，體驗到發(fā)現(xiàn)的樂趣，并用小木板判斷反射光線與入射光線和法線是否在同一平面上，用量角器測量入射角和反射角的大小，將數(shù)據(jù)記入表格。改變?nèi)肷涔饩€的方向、角度，再做幾次。 全班集中交流，匯報實驗結(jié)果。關(guān)于“三線”的位置關(guān)系，讓學生簡介實驗過程，說出實驗結(jié)論；關(guān)于“兩角”的關(guān)系，利用實物投影將學生記錄的實驗數(shù)據(jù)投在大屏幕上，讓學生結(jié)合數(shù)據(jù)分析總結(jié)。最后征詢其他各組的意見：你們的發(fā)現(xiàn)是否都與該結(jié)論相同？有沒有補充或糾正？有沒有新的發(fā)現(xiàn)或問題？ 根據(jù)學生的匯報，得出光的反射定律，并用大屏幕逐條投出光的反射定律的內(nèi)容。 （稍停片刻） 師（拿起學生猜想時用的模型）：現(xiàn)在你能正確地確定出“反射光線”的位置嗎？ 讓一名學生到前臺展示，并說明是如何確定出“反射光線”位置的。學生根據(jù)光的反射定律，利用量角器，在模型上插上“反射光線”。 師（拿起學生插好的模型贊嘆）：光的反射對稱、和諧、簡單——美不美？！ 4．互看游戲——認識光路可逆 師：本節(jié)課同學們像科學家一樣，首先發(fā)現(xiàn)問題，然后通過猜想、實驗和分析，得出了光的反射定律，真不簡單！現(xiàn)在我們輕松一下，做一個小游戲：請拿起你桌面上的小鏡子，當你從鏡子中看到同桌眼睛的時候，問一問對方是否也同時看到了你的眼睛？ 學生做游戲。 交流實驗結(jié)果。（只要甲能從鏡中看到乙的眼睛，則乙一定能從鏡中看到甲的眼睛） 師：各組都是這樣嗎？看來同學們的這一發(fā)現(xiàn)具有規(guī)律性。你能根據(jù)反射規(guī)律通過作圖，解釋這一現(xiàn)象嗎？ 甲 乙 ∠1=∠2 1 2 圖3 學生根據(jù)實驗游戲和畫圖分析，從事實和理論兩個方面認識到：反射光路是可逆的。 5．閱讀自學——理解鏡面反射和漫反射 師：以上我們所做的實驗，都是用平面鏡作反射面，若換用其他物體，效果怎么樣？ 教師把本節(jié)課引入時所用的平面鏡放回到講桌上，在鏡面上搭一張白紙，讓各組學生用激光筆照射白紙。學生下意識地看天花板，但沒有發(fā)現(xiàn)反射光點。 師：有什么疑問？ 生：光照到白紙上反射嗎？ 學生立即分成了“兩派”，激烈爭辯。一派認為：光照到白紙上不發(fā)生反射；另一派認為：既然在座的每個人都看到了白紙上的紅點，說明有反射光線進入每個人的眼睛。 面對學生的爭論，教師不置可否。讓學生自己查閱資料（教材），在教材中尋找答案。 學生自學教材后，解釋上面的實驗現(xiàn)象。然后教師用多媒體動畫說明：鏡面反射和漫反射的每一條光線都遵循光的反射定律。 大屏幕播放錄像資料：關(guān)于鏡面反射和漫反射在實際中應用的許多生活場景（配有畫外音）；關(guān)于光污染的場景及評述。 學生列舉光的反射在實際中應用的例子；并就城市玻璃幕墻的光污染問題，提出自己的建議和設(shè)想。 6．課堂小結(jié)與布置作業(yè) 師：這節(jié)課就要結(jié)束了，請每人用一句話總結(jié)這節(jié)課印象最深的知識、方法或體驗。 生：…… 作業(yè)： ①太陽光與水平面成60角，小明要把太陽光水平反射到室內(nèi)。請畫出光路圖，并求出平面鏡與水平面的夾角。 ②調(diào)查你們班教室里的黑板上有沒有“反光”現(xiàn)象，學生在哪些位置因“反光”影響而看不清黑板上的文字？與同學討論解決辦法。 好玩！在輕松、愉快、充滿歡笑的氣氛中，學生進入物理情境。 大家在整個天花板上尋找反射光點——全場師生都調(diào)動起來了，只聽學生在喊“在那兒——在那兒！”每個人全身心地投入到物理情境之中。 猜想能發(fā)散學生的思維，培養(yǎng)學生的想象力，并使后續(xù)的實驗設(shè)計和觀察有的放矢。至于學生的猜想是否符合事實，沒有關(guān)系。 對于反射光線與入射光線的空間關(guān)系，學生在腦海中有自己的想象，但往往不知如何描述。有了這個模型，既便于學生描述，又能豐富學生的想象。 “法線”“入射角”“反射角”是為了描述現(xiàn)象的需要而引入的，恰似“及時雨”，學生易于理解，印象深刻；而不是硬性給出幾個名詞，讓學生強記。 在圖2中，1是平面鏡，2是編織毛衣用的竹針（表示法線，用鐵架臺固定竹針與鏡面垂直），3是激光筆，4和5是縫衣用棉線。制作時，可用鉛筆刀小心地在竹針的尖端橫劃一道刻痕，把棉線牢固地系在竹針刻痕處。 這套實驗裝置的好處是：反射光線的位置是學生用細線“找到”的，而不是直接在光屏上“看到”的，學生真正經(jīng)歷了在空間尋找反射光線位置的探究過程，對“三線共面”這一難點，體驗非常深刻，認識比較透徹。 讓學生感悟物理學中的美。 注重教學節(jié)奏，有張有馳，勞逸結(jié)合，生動活潑，興趣盎然。 學習方式多樣化。科學探究固然是重要的學習方式；交流爭論、自學閱讀、做物理游戲等也是很好的學習方式。 滲透STS思想。