【核心素养目标】 第二章第2节 光的直线传播 教学设计 苏科版（2024） 八年级上册

第2节、光的直线传播
核心素养
观察光在空气、水中传播的实验现象，培养学生的观察能力和实验探究能力，激发学生勇于探索自然的热情。
教学设想
1．教学内容多元化。
本节的重要内容有两个：一是光的直线传播，二是日食和月食。光的直线传播是几何光学的基础，又是学习光的反射定律、折射的必备知识，同时利用光的直线传播能解释影子、日食和月食等生活中和自然界的重要现象。
从过去以教材为中心的单一书本知识转变为以教材为轴线，以活动为纽带，与现实生活紧密相联系的多元化教学内容。本节课从生活中的影子游戏入手，围绕光的直线传播的知识开展活动，让学生在活动中自主学习、合作学习、探究学习，并通过学生列举生活中有关光的直线传播应用的具体事例，从而真正体现物理从生活而来、走向社会应用。
2．在教学组织形式上体现“做中学”和“学中做”。
教学光的直线传播时，首先讲解什么是光源，光源的分类，然后以实验的形式由学生动手实验得出结论光在同种均匀介质中沿直线传播，最后讲解光速为3×10 m/s。
从过去以知识量为目标，以讲授为基本方法转变为以能力培养为目标，以开展学习活动为基本方法，集中体现为“做中学”的开放式教学。本节课由背景图片的介绍引发学生畅谈对图片的感受并通过观察和描述另外三幅图让学生运用分析、比较、归纳的方法总结出规律：光的传播路径是直线。进而引导学生列举生活中能支持猜想的具体事例，从而列举出生活中的光的直线传播的其他事例。
3．教学设计上，注重四个体现。
（1）创设情境，激发求知欲。
本节内容与日常生活紧密联系，学生在日常生活和小学科学课中应该已经知道光沿线传播结论，但认识和结论毕竟是浅显的，教师需设计一系列的探究活动，引领学生探究归纳，得出光沿直线传播的规律。
通过从自然、生活到物理的认识过程，激发学生的求知欲．让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生终身学习的兴趣。本节课对早晨竹林中透过的阳光，城市夜晚激光装饰的美景等一些生活中现象的分析，以及有趣的影子游戏都能激发学生的求知欲，并让他们领略自然现象中的和谐。
（2）巧设问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。
通过基本知识的学习和技能的训练，让学生初步了解自然界的基本规律，使学生能逐步客观地认识世界理解世界。对于课前提出的三个疑问，让学生应用本节课所学知识自己尝试分析，并引导学生讨论分析小孔成像的形成原因，让学生尝试分析小孔成像的大小可能与墙到小孔的距离有关或烛焰与小孔的距离有关。培养学生提出问题、分析问题的能力。
（3）营造开放空间，培养学生良好的思维品质。
通过科学想象与科学推理方法的结合，发展学生的想象力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新。在实验的选材上，教师应精心设计，通过从空气中的直线传播到果冻中和加了颜料颗粒的水中的实验，向学生渗透由特殊到一般的方法。并在用激光射向喷壶喷出的水柱时引导学生提出问题，培养学生敢于质疑的良好思维习惯。在学生实验的设计上，让学生自选器材，并要求设计三个或三个以上的实验，以开放的实验要求来培养学生勇于创新　　积极思索的良好思维品质。
（4）关注科技进步，激发爱国热情。
通过展示物理学发展的大体历程，让学生学习一些科学方法和科学家的探索精神，关心科技发展的动态，关注科技带来的社会进步，树立正确的科学观。本节课介绍古人研究小孔成像的资料，介绍我国光学研究历史，激发学生的爱国热情，意在使学生树立辩证唯物主义观。
4．在课堂文化方面可以感受到教师的角色由传授者变为学习活动开展的设计者和组织者。
学生在生活中对光现象比较了解，但对它的传播特点并未认真研究过。本节是在小学科学课的基础上学习的，降低了研究的难度。教师在本节课中做到了很好的转变，从过去知识的传授者为学生自主性、探究性、合作性学习活动开展的设计者和组织者。在光的直线传播的活动中，组织学生自选器材，通过小组讨论，自己设计实验来探究光的直线传播（要求设计三个实验）。在整个教学过程中，我们都能看到师生互动，教师为主导，学生为主体的角色体现。师生之间形成了民主和谐、相互尊重、平等合作、积极向上的氛围。
教学目标
物理观念
1．了解光的传播需要一定的时间，知道真空中、空气中的光速。
2．了解光在同种均匀介质中沿直线传播的性质及其应用。
科学思维
能利用光的直线传播来解释小孔成像、日食、月食等现象。
科学探究
通过实验探究光沿直线传播的条件。
科学态度与责任
1．了解我国古代在光现象研究上的成就，对光的传播现象及其应用产生兴趣。
2．培养学生热爱自然、尊重自然的情感。
教学重难点及突破
重点
光的直线传播的探究过程以及光速的应用；能解释简单的光的直线传播现象。
难点
运用光的直线传播解释影子、日食、月食等现象。
教学突破
通过演示实验等多种教学手段，在充分的准备情况下，引导学生观察实验现象和生活中的自然现象，从而归纳得出光沿直线传播。
教学准备
教师准备
1．玩具激光笔、光屏、铁架台、白炽灯、排球、乒乓球（用细线拴好）。
2．浇花用的喷壶、白色方形纸、卫生香（或有烟蚊香）、一个烧杯、一个装有水的水槽（滴有少量的牛奶或豆浆）、火柴、蜡烛、玻璃砖一块、三个开有小孔的硬纸板、夹子（大的、三个或小的六个）、三张中间有孔的硬纸片、蜡烛、火柴、光屏。
学生准备
1．玩具激光笔（两人共用一支即可）、自制针孔照相机、一个光屏、不含果粒的果冻、塑料盒和水、泡沫塑料板、三根回形针。
2．卫生香（或有烟蚊香）、一个烧杯、一个装有水（滴有少量的牛奶或豆浆）的烧杯、玻璃砖一块、火柴　　蜡烛、三个开有小孔的硬纸板、夹子（大的三个或小的六个）、一根细线。
3．课前预习：影子、日食与月食是怎么形成的 光的传播速度是多少
教学过程
一、问题引入新课
提醒：教师提前进入教室，用PPT课件在屏幕上投影以下文字：“激光直射人眼时，会对眼睛有损伤，禁止用激光笔直射自己或他人的眼睛!”
提问：同学们在小学或更早的时候做过手影游戏吧 今天让大家回到童年，重温儿时的欢乐，谁先来试一试
师生共同演示，利用投影仪发出的光进行实验，边做边解说。
点评：让学生体验成功，带着疑问自然引入。
二、光在均匀介质中沿直线传播
过渡：大家说他们的表演精彩吗
提问：我们欣赏了这几位同学惟妙惟肖的动态表演，你能提出与这一现象有关的问题吗
学生可能提出的问题：
1．手是肉色的，为什么影子是黑色的
2．所有的物体都有影子吗
3．影子是怎样形成的
4．影子为什么会随手形的变化而变化
5．为什么手的后面没有光呢
过渡：刚才大家提出了好多想要知道的问题，这些问题都很好。我们今天不可能全把它们研究完，所以选出其中的三个来共同探讨一下：
1．影子是怎样形成的
2．影子为什么会随手形的变化而变化
3．为什么手的后面没有光呢
提出问题：大家猜想一下，影子形成的原因是什么呢
猜想：光可能沿直线传播。
引导：如果在流动的水中有一露出水面的大石块，水能绕过水中的大石块而继续向前流动，光能像水那样绕过吗
点评：渗透物理研究的方法——类比法。这时教师的引导是不可忽视的，同时学生也在进行真正意义上的思考，潜移默化地学习物理思维方法，而不是由教师给学生灌输知识。
验证：如何证明你的猜想呢
导向介绍：大家桌子上的器材有卫生香（或有烟蚊香）、一个空烧杯、一个装有水（滴有少量的牛奶或豆浆）的烧杯、玻璃砖一块、火柴、蜡烛、激光笔、三个开有小孔的硬纸板、夹子（大的三个或小的六个）一根细线、不含果粒的果冻、玻璃砖一块，请同学们用桌上提供的器材寻找你的证据。
提问：有哪些方案能证明这一猜想
学生设计方案：
（1）器材：三个开有小孔的硬纸板、夹子（大的三个或小的六个）、一根细线、火柴、蜡烛。
方案：用夹子把三个开有小孔的硬纸板固定，再用火柴点燃蜡烛，透过三个硬纸板的小孔观察到蜡烛的火焰，最后用一根细线穿过三个硬纸板的小孔，观察细线是不是直线的。
（2）器材：一装有水（滴有少量的牛奶或豆浆）的烧杯、激光笔。
方案：用激光笔射入装有水（滴有少量的牛奶或豆浆）的烧杯中，观察光的传播路线是不是直线。
（3）器材：卫生香、一空烧杯、火柴、激光笔。
方案：用激光笔射入一空烧杯（用火柴点燃卫生香），观察光的传播路线是不是直线。
当学生不会用烟雾来显示光的传播方向时，引导：太阳光射进教室时，此时我们看不到光的传播路名。设想一下，用扫帚将地上的灰尘扫起来，还能看到吗。
交流：能看到。
追问：那么有什么好的办法能使我们看到光线
回答：在光的传播路径撒一些灰尘。
（4）器材：不含果粒的果冻、激光笔。
方案：用激光笔射入不含果粒的果冻，观察光的传播路线是不是直线。
进行实验，收集证据。
提问：光是怎样传播的
光是沿直线传播的。
讲述并提问：水、空气、果冻等物质叫作光的传播介质，那么光在这些介质中传播，这些介质有什么共同的地方 或者说光的直线传播需要什么条件
回答老师提出的问题。
结论：光在同种、透明、均匀介质中沿直线传播。
片展示图片：生活中和自然界中光的直线传播现象。
点评：通过交流讨论、实验归纳得出光的直线传播。
三、光在均匀介质中沿直线传播现象的解释和应用
过渡：我国在4世纪就对光的这种传播规律有记载了，《墨经》中记述了一种叫小孔成像的现象。下面我们重温一下古人观察到的现象。
学生活动：用自制的针孔照相机观察蜡烛火焰的像。
学生交流：可能观察到屏上的像是圆形的、正立的。
过渡：你知道自然界中的天文现象日食、月食的形成过程吗
播放：日食、月食的形成过程，并展示其解释示意图。
演示；点亮白炽灯，用铁架台固定排球，用细线拴好乒乓球围绕排球转动，学生观察。
教师：除上述记载外，我国宋代博学家沈括有一部科学巨著，被英国的李约瑟称为“中国科学史的坐标”，这本书就是《梦溪笔谈》，书中也有这一现象的描述。
展示：“若鸢飞于空中，其影随鸢而移，或中间为窗所束，则影与鸢相逆，鸢东则影西，鸢西则影东”。
教师作图给出解释。
提问：日常生活中，我们在哪些地方用到了这一物理规律呢
学生自由发言：
（1）射击时，用眼睛瞄准目标。
（2）栽树时，为了使树木排成一排，利用了这个原理。
（3）早晨做早操时，排队伍。
（4）教室里，排课桌。
……
引导：请利用器材“泡沫塑料板和三根大头针”把三根大头针排成一排，想一想你应该运用什么原理。
学生演示并说明理由。
点评：教师设计实验因陋就简，形象直观；物理学与人文科学结合，体会科学的作用，增强民豪感，实施情感目标：语文与物理结合，同时增强民族自豪感和自尊心。上升为理论，处理好知识与技能的关系；联系实际，应用物理知识。
四、光速
情境设置，幻灯片展示：两小孩为光传播是否需要时间所进行的争论。
讲述：关于光的传播是否需要时间的问题，在历史上还有一段故事。
幻灯展示“光速的测定史”——伽利略测光速的实验。
阅读后讲述：科学家和我们常人一样，也会有想错或想不到的地方，生活中要正确对待失败，正是因为伽利略的失败，才使得后来的科学家用了很多更巧妙的方法来测定光速。光速到底是多少 现在测得光速为3×10 m/s，即每秒钟光要走3×10 m的距离，这个距离相当于光在1 s绕地球赤道走了7.5圈。
学生计算，给出地球半径6.4×10 km。
讲述．在真空中，光速为3×10 m/s；在空气中，光速稍小一些，约为3×10 m/s；在水中是在真空中传播速度的为2.25×10 m/s；在玻璃中是在真空中传播速度的为2×10 m/s。
点评：增强学生的自信心，培养学生正确对待挫折、失败的心态，形成正确的人生观和良好的意志品质。情感态度和价值观的教学目标在悄然实施。
五、交流与小结
今天我们一起学习了两个重点：1．光在均匀介质中沿直线传播；2．日食和月食都是与光沿直线传播有关的天文现象。
六、作业布置
阅读教材，完成教材“实践与练习”第1、2、3题。
板书设计
第2节、光的直线传播
1．光的传播：
在同种、均匀介质中沿直线传播。
在不同介质中会发生偏折。
2．光速：
光在真空中的传播速度是3×10 m/s。
3．日食和月食：
原理：光沿直线传播。
教学探讨与反思
在培养学生发散思维时，还可以假设一些发散性问题，如：光总是沿直线传播的吗 光速都是3×10 m/s吗 光如果不是沿直线传播，而是像水那样向前流动，我们的生活有哪些不同 光速如果与空气中的声速相等，会出现哪些可能的自然现象、生活现象或场景 若时间允许，可让学生讨论，试着回答，这样不但有利于让学生展开想象的翅膀，而且还有利于让学生的思维发散开来，从而促使学生进行新一轮的探究。
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