4.3 科学探究：平面镜成像 教案
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文档简介
第三节 科学探究：平面镜成像
知识与能力
1．了解平面镜成像的特点。
2．了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
3．了解日常生活中平面镜成像的现象。
过程与方法
1．经历“平面镜成像特点”的探究过程，进一步学习实验探究的基本思路和方法。
2．通过折纸模拟实验，体会虚像的形成原因。
情感、态度与价值观
1．在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题的过程，体验成功的喜悦。
2．通过对桂林山水的图片观察，感受大自然的美；通过对平面镜的物与像对称的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。
3．通过实验，培养实事求是的科学态度。
4．通过有关平面镜的小发明、小制作，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。
重点：设计探究平面镜成像特点的实验探究活动，它是本节教学活动开展的中心。
难点：虚像概念的建立过程。
一、提出问题
1．光的反射定律的内容是什么？
2．人眼为什么能看到本身不发光的物体？
说明：设计本部分内容主要目的是回忆光的反射定律，实现学生知识的有效过渡，教师可根据情况点评与补充，并引导学生从“一点、一面、二角、三线”的图景对光的反射定律进行理解与记忆。
二、导入新课
小魔术：“吹不灭的烛焰”。
取一长方形玻璃，40 cm×30 cm，竖置于演示台上，一面正对着学生，取两根蜡烛，分别位于玻璃两侧，请一名学生帮忙，与教师同时划燃火柴，学生与教师同时“引燃”两根蜡烛(前面的蜡烛点燃，后面的没点燃)，让学生认真观察，学生发现玻璃前后的蜡烛都“亮着”，接着，教师做吹灭蜡烛状，结果无论如何用气吹，学生都发现，玻璃背后的蜡烛一直“亮着”。
说明：本魔术主要有三个目的，一是激发兴趣，一是为认识“虚像”做伏笔，一是为学生做实验作铺垫。但是在实验前，教师一定要先将两只蜡烛放到最佳位置。
问题：蜡烛的火焰为什么吹不灭呢？(教师从另一边拿走未点燃的蜡烛)将白纸放到像的位置能接收到蜡烛的像吗？谁来看看，合作一下。有像吗？(教师把白纸放在蜡烛像的位置)这种能看到，但却不能用光屏接收到的像是虚像，就好比我们照镜子时，会看到镜子中的“你”，那就是你的虚像。
说明：通过上面的魔术，给学生造成疑问，接着提出问题让学生思考，再通过用白纸承接像，使学生初步认识“虚像”，对于照镜子学生比较熟悉，要将看到的与用白纸却不能承接到联系起来一起分析，从而使学生认识到不能用白纸承接到的像就是虚像。
三、新课教学
1．探究平面镜成像规律
学生通过上面的实验对平面镜成像也有了大体了解，此时便可安排学生根据教材第65页开头部分提到的平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面等，认识日常生活中的平面镜，教师此时也可以播放一些相关的例子，扩大学生的视野，使学生感性认识平面镜与像的概念与联系。
说明：通过教材开头的例子，帮助学生认识日常生活中的平面镜，明确平面镜不一定就是指日常生活中所使用的玻璃镜子。播放相关例子可以扩散学生的思维，解放学生的固定思维，让学生认识到物理来源于生活、应用于生活。
(1)创设情景，提出问题
让学生观察自己在平面镜内所成的像，并对成像的大小提出看法。通过观察，很多同学会像小聪一样，得出像比物小的想法。老师可以像小明那样把手放在镜子上，得出不同的结果。在此情景下，学生产生认知冲突，提出平面镜成像到底有什么规律的问题。
(2)设计实验，进行探究
制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀，通过讨论，确定实验器材，制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导，这样做可充分调动同学思维的主动性，使学生思路更加清晰，实验更有兴趣，实验探讨更有创造性，使学生有了敢于思考，敢于探索，敢于创新的精神。
用玻璃板作平面镜，用相同的物体与像进行比较，通过视觉和触觉来感知虚像，是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法，是设计探究的关键。教材中，在实验中发现问题，学生讨论交流，以对话为路标，来经历这个设计过程。
探究中，应该让学生把蜡烛至少换一个位置，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为培养科学态度，以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节，长此以往，会使学生养成不良的研究习惯，或形成以偏概全的片面的思维方法。
(3)分析与论证，提出新的猜想与假设在学生对若干次实验结论的分析时，要引导学生感知对称之美，提出关于物距和像距的猜想，进行探究。 学生的探究活动，因为具有示范作用，所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验，自己总结出规律，老师要积极引导学生讨论交流，帮助学生制订探究的计划。
(4)结论
通过探究活动，要求能总结出平面镜成像特点：
①像与物体大小相同。
②像和物体到镜面的距离相等。
(5)实验探究中的几点说明
找出物体在平面镜中所成的像的位置，是学生探究出平面镜成像特点的关键。实验时选用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做这个实验，可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点，可以在纸上事先画好坐标。
这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上，把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上，玻璃板后面就出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面，移动这个棋子，直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行，学生都可以做好。
2．了解虚像是怎样形成的
实验探究中，学生可以通过视觉和触觉来感知虚像，但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。所以教材的图4－3－4中，利用反射定律对光束分析，让学生来了解虚像的成因。为了使同学们能直观地看到光的传播过程及成像原理，有条件的老师可以用计算机课件来演示，结合实验时在玻璃板后面用屏幕接不着像的事实，使同学们理解虚像不是光的汇聚形成的。
在“讨论交流”中，用纸条模拟演示过程，学生可进一步形象直观地认识平面镜成像的物理过程，从纸条的折叠和展开过程中能形象生动地认识物像关于镜面对称的关系。并由此总结出作图方法。
3．平面镜成像的一些应用
平面镜的应用比较广泛，教师引导学生对身边的事物观察，讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影。也可以作为课后的活动，让学生调查生活中平面镜的使用等问题，或搞一些小发明，小魔术如万花筒等。
第三节 科学探究：平面镜成像
面镜
知识与能力
1．了解平面镜成像的特点。
2．了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
3．了解日常生活中平面镜成像的现象。
过程与方法
1．经历“平面镜成像特点”的探究过程，进一步学习实验探究的基本思路和方法。
2．通过折纸模拟实验，体会虚像的形成原因。
情感、态度与价值观
1．在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题的过程，体验成功的喜悦。
2．通过对桂林山水的图片观察，感受大自然的美；通过对平面镜的物与像对称的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。
3．通过实验，培养实事求是的科学态度。
4．通过有关平面镜的小发明、小制作，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。
重点：设计探究平面镜成像特点的实验探究活动，它是本节教学活动开展的中心。
难点：虚像概念的建立过程。
一、提出问题
1．光的反射定律的内容是什么？
2．人眼为什么能看到本身不发光的物体？
说明：设计本部分内容主要目的是回忆光的反射定律，实现学生知识的有效过渡，教师可根据情况点评与补充，并引导学生从“一点、一面、二角、三线”的图景对光的反射定律进行理解与记忆。
二、导入新课
小魔术：“吹不灭的烛焰”。
取一长方形玻璃，40 cm×30 cm，竖置于演示台上，一面正对着学生，取两根蜡烛，分别位于玻璃两侧，请一名学生帮忙，与教师同时划燃火柴，学生与教师同时“引燃”两根蜡烛(前面的蜡烛点燃，后面的没点燃)，让学生认真观察，学生发现玻璃前后的蜡烛都“亮着”，接着，教师做吹灭蜡烛状，结果无论如何用气吹，学生都发现，玻璃背后的蜡烛一直“亮着”。
说明：本魔术主要有三个目的，一是激发兴趣，一是为认识“虚像”做伏笔，一是为学生做实验作铺垫。但是在实验前，教师一定要先将两只蜡烛放到最佳位置。
问题：蜡烛的火焰为什么吹不灭呢？(教师从另一边拿走未点燃的蜡烛)将白纸放到像的位置能接收到蜡烛的像吗？谁来看看，合作一下。有像吗？(教师把白纸放在蜡烛像的位置)这种能看到，但却不能用光屏接收到的像是虚像，就好比我们照镜子时，会看到镜子中的“你”，那就是你的虚像。
说明：通过上面的魔术，给学生造成疑问，接着提出问题让学生思考，再通过用白纸承接像，使学生初步认识“虚像”，对于照镜子学生比较熟悉，要将看到的与用白纸却不能承接到联系起来一起分析，从而使学生认识到不能用白纸承接到的像就是虚像。
三、新课教学
1．探究平面镜成像规律
学生通过上面的实验对平面镜成像也有了大体了解，此时便可安排学生根据教材第65页开头部分提到的平静的水面、平板玻璃、平滑的金属面等，认识日常生活中的平面镜，教师此时也可以播放一些相关的例子，扩大学生的视野，使学生感性认识平面镜与像的概念与联系。
说明：通过教材开头的例子，帮助学生认识日常生活中的平面镜，明确平面镜不一定就是指日常生活中所使用的玻璃镜子。播放相关例子可以扩散学生的思维，解放学生的固定思维，让学生认识到物理来源于生活、应用于生活。
(1)创设情景，提出问题
让学生观察自己在平面镜内所成的像，并对成像的大小提出看法。通过观察，很多同学会像小聪一样，得出像比物小的想法。老师可以像小明那样把手放在镜子上，得出不同的结果。在此情景下，学生产生认知冲突，提出平面镜成像到底有什么规律的问题。
(2)设计实验，进行探究
制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀，通过讨论，确定实验器材，制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导，这样做可充分调动同学思维的主动性，使学生思路更加清晰，实验更有兴趣，实验探讨更有创造性，使学生有了敢于思考，敢于探索，敢于创新的精神。
用玻璃板作平面镜，用相同的物体与像进行比较，通过视觉和触觉来感知虚像，是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法，是设计探究的关键。教材中，在实验中发现问题，学生讨论交流，以对话为路标，来经历这个设计过程。
探究中，应该让学生把蜡烛至少换一个位置，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为培养科学态度，以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节，长此以往，会使学生养成不良的研究习惯，或形成以偏概全的片面的思维方法。
(3)分析与论证，提出新的猜想与假设在学生对若干次实验结论的分析时，要引导学生感知对称之美，提出关于物距和像距的猜想，进行探究。 学生的探究活动，因为具有示范作用，所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验，自己总结出规律，老师要积极引导学生讨论交流，帮助学生制订探究的计划。
(4)结论
通过探究活动，要求能总结出平面镜成像特点：
①像与物体大小相同。
②像和物体到镜面的距离相等。
(5)实验探究中的几点说明
找出物体在平面镜中所成的像的位置，是学生探究出平面镜成像特点的关键。实验时选用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做这个实验，可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点，可以在纸上事先画好坐标。
这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上，把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上，玻璃板后面就出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面，移动这个棋子，直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行，学生都可以做好。
2．了解虚像是怎样形成的
实验探究中，学生可以通过视觉和触觉来感知虚像，但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。所以教材的图4－3－4中，利用反射定律对光束分析，让学生来了解虚像的成因。为了使同学们能直观地看到光的传播过程及成像原理，有条件的老师可以用计算机课件来演示，结合实验时在玻璃板后面用屏幕接不着像的事实，使同学们理解虚像不是光的汇聚形成的。
在“讨论交流”中，用纸条模拟演示过程，学生可进一步形象直观地认识平面镜成像的物理过程，从纸条的折叠和展开过程中能形象生动地认识物像关于镜面对称的关系。并由此总结出作图方法。
3．平面镜成像的一些应用
平面镜的应用比较广泛，教师引导学生对身边的事物观察，讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影。也可以作为课后的活动，让学生调查生活中平面镜的使用等问题，或搞一些小发明，小魔术如万花筒等。
第三节 科学探究：平面镜成像
面镜
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