【核心素养目标】人教版八上4.1光的直线传播 教学设计

人教版八上4.1光的直线传播 教学设计
教学目标：
1.物理观念
了解光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源两类；理解光沿直线传播的条件、现象及其应用；了解光在真空中的传播速度约为c＝3×108 m/s，在空气中的传播速度接近真空中的传播速度；建立光线模型。
2.科学思维
学生经历观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象以及小孔成像实验，理解实验是研究物问题的重要方法。
3.科学探究
经历探究光在不同介质中传播特点的过程，学会从实验现象分析归纳得出结论；利用结论科学论证生活中光的直线传播现象。
4.科学态度与责任
学生通过观察演示实验和分组实验，认识光在空气中、水中、玻璃中的传播特点，培养学生科学探究的态度和方法，养成学生尊重客观事实、实事求是的科学态度；通过晚上街道霓虹灯、手影戏、闪电等视频，激发学生学习物理的兴趣和对科学的求知欲，感受自然现象的震撼与奇妙。
教学重难点
1.光源的理解与分类
这节课通过光源和非光源的对比，突出了“自身能够发光”的才是光源，并举例了哪些是天然光源，哪些是人造光源。
2、光沿直线传播的条件
要探究光沿直线传播的条件，重点要知道如何将光显现出来，让人眼可以看见，此处可以结合人教版课本P69“有雾”的环境，放手让学生想办法把光线显现出来，然后分别探究光在空气中、在水中、在玻璃中如何传播。
3、光沿直线传播的应用
常见的应用如排队看齐、射击瞄准比较容易理解，带而过介绍即可，对于影子的形成、日食和月食、小孔成像是难点，要重点讲解形成的原理、变化的情况，这节课要结合图片、动画、视频、实验等方式，加深学生的理解。
4、光在空气和真空中的传播速度
光的传播速度非常快，所以有专用符号及不同单位，此知识点不难理解，但要把光速比较的物理知识应用到生活现象中，要结合常见的生活例子进行解释，学以致用。
教学方法
根据八年级的学生对科学探究的基本环节掌握欠缺情况，同时他们的逻辑思维还需要实践经验支持，因此本节课应以学生身边事物和现象引入知识，理论联系实际，加强直观教学，逐步让学生理解和应用科学知识。
1.引导发现法
根据八年级学生的心理特点，我通过精心设计，在教学过程中促进教法与学法的和谐统一，重点体现教师主导作用和学生主体活动的和谐统一，使用引导发现法，发现法是美国哈佛大学教授布鲁纳所提倡的，是从学生的好奇、好问、好动的心理特点出发，依据教师所提供的器材和引导的语言，让学生自己发现问题，并自己回答和解决这些问题，使他们成为知识的发现者，而不是消极的接受者。
2.实验探究法
在老师的指导下，学生先个别尝试实验，然后分组合作探究实验，探究光在不同介质中传播的情况。分组实验探究的方法可让每个学生都参与到课堂中来，全面体现课堂中学生的主体地位，有助于学生养成细心观察，积极思考的习惯。
教学器材
PPT课件、多媒体设备（电脑一体机+移动摄像头）、激光笔、喷雾器、黑色塑料袋、玻璃杯、清水、牛奶、玻璃砖、LED的F光源、不同大小形状的小孔、光屏。
教学过程
1.情境引入：用眼睛感受光
老师先把教室的灯全部关闭并拉上窗帘，在黑暗中展示黑色袋子中的黑色U盘，让学生猜一猜看一看，如图2所示，学生什么也看不到；然后叫学生想办法如何能看到袋子中的物体，学生自然会想到借助光，从而看到是一个U盘，如图3。此时引入整个大单元光学的知识，让学生知道从本章开始学习光现象。
通过展示一组光源的图片，然后对比非光源的图片，得出光源的定义和分类：自身能够发光的物体是光源，光源分为天然光源和人造光源，如图4：
特别注意：月亮、普通的行星、电影银幕等不是光源，恒星可以自己发光，是光源。
2.实验探究：光的直线传播的条件
老师指导学生完成以下三个实验，让学生通过实验观察光的传播路径。
（1）实验一：光在空气中传播
老师先把激光笔射向黑板上方白色的墙壁，学生可以看到一个红点，但看不到空气中的传播过程，提问：光是如何到达墙壁上的？是跳过去、中间断开的，还是连续过去的？学生会有各种不同答案，结合课本中说的“在有雾的天气可以看到透过树丛的光束是直的”，请学生上讲台演示如何显现光路。有些学生可能会说让光沿着纸面传播、空气中点烟、用喷雾器向空中喷水……，让学生充分表达并通过现有的器材验证，得出光在空气中沿直线传播。
（2）实验二：光在水中传播
激光直接照射在水中时，现象不明显，根据刚才空气中的经验，引导学生在盛水的玻璃中滴入几滴牛奶，用激光笔将一束光照射到水中，观察光传播的径迹，可以看到光在水中沿直线传播。
（3）实验三：光在玻璃中传播
让激光笔发出激光射向玻璃中，一开始效果不明显，引导学生利用扩束器把激光束扩大，并射向玻璃粗糙的一面，观察其传播路径，可以看到光在玻璃中沿直线传播。
三个实验把握“教师是主导、学生是主体”原则，充分让学生自己操作实验并验证，让学生自己分析得出结论，光的传播效果如图：
实验中分别让光在不同介质中进行实验，从而得出结论，目的是让实验结论更具有普遍性，在初中阶段，对于“多次实验”，如图，要让学生明白如下两点：
特别注意：光可以在真空中传播吗？引导学生思考“阳光、月光、星光从太空中传播到地球上”，说明光可以在真空中传播。
3.建构模型：光线
老师通过PPT展示，并在黑板上画图，告诉学生物理常用的方法——建构模型法。为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的，但光是真实存在的。
特别注意：光线要用实线表示，且表示光传播方向的箭头一般画在直线的中间位置，如图：
4.学以致用：光的直线传播的应用
生活中光的直线传播例子很多，例如：排队看齐、射击瞄准、影子的形成、日食和月食、小孔成像。重点引导学生理解以下现象：
（1）影子的形成
影子的形成需要两个条件：①光沿直线传播；②有不透明的物体，在物体后面便产生影子。通过小视频，让学生了解生活中常见的手影、皮影戏等。重点引导学生思考以下问题：旗杆在早上到晚上这期间的影子的长度变化情况，人在灯下经过时影子的长度变化情况，日晷是如何计时的。如图：
（2）日食和月食
通过动画演示，然后作图分析：人站在地球上观察，日食——太阳被遮住了，月食——月亮被遮住了，日食和月食是由于光沿直线传播产生的。
（3）小孔成像
引导学生按图操作，F光源、小孔、光屏可以左右移动，小孔可以改变大小形状，观察像的变化，重点思考两个问题：小孔成的像与孔的形状是否有关？小孔成的像与孔的大小是否有关？如图12，学生带着问题探究实验：
操作步骤：
①分别让大孔、中孔、小孔对着点亮的LED光源，使光源与孔的距离在10-15cm之间，观察对比光屏上所成的像的情况。
②分别让圆形小孔、三角形小孔对着点亮的LED光源，使光源与孔的距离在10-15cm之间，观察对比光屏上所成的像的情况。
③改变LED光源与孔的距离，观察像的变化情况。
学生根据老师的提示分组合作探究实验，根据实验现象分析总结得出结论：
引导学生从上图的实验现象可以得出结论：
①小孔成的像的形状与物体自身有关，与小孔形状无关；
②小孔成的像会受孔的大小影响，太大的孔无法成像；
③小孔成像成的是倒立的实像。
特别注意：光屏用于接收实际光线会聚而成的像，光屏能接收到的像是实像（实际光线会聚而成的为实像），光屏无法接收的像是虚像。光路图及生活例子如图：
引导学生思考：太阳光斑什么形状？
5.拓展应用：光速
老师提问：为什么会先看到闪电，后听到雷声？学生带着问题自学课本71页“光速”部分，识记光在真空中和空气中的传播速度，了解光在水和玻璃中的速度大小。学生自学后，通过“闪电”视频、运动会赛跑图片举例展示，如图：
特别注意：光的传播不需要介质，跟声音不同，光在不同介质中的传播速度规律跟声音的传播速度规律相反。
板书设计：