一、教学背景

（一）教学内容分析

本节课是光学开篇的第一节，涉及光的产生和传播，其中光的传播包括传播规律、传播速度、传播信息、传播能量几方面内容。光的直线传播规律是几何光学的基础，是学习光的反射和折射必备的基础知识。光线是一种理想模型，通过光线教学，可以初步培养、训练学生利用物理模型来研究物理问题的能力，同时可以训练、培养学生的抽象思维能力。

（二）学生情况分析

光这个名词是学生所熟悉的，学生从小就接触到各种形形色色的光现象，但由于缺乏切身感受和直接经验，他们对光的传播规律的印象只是生活中的一些感性和片面的认识，认为光要么沿直线传播，要么发生反射，而对于光在同种不均匀的介质中传播路径会发生弯曲和在两种介质界面还可能发生折射这两种现象不容易理解。为此，教学中应设计好相关实验，为学生提供主动探索的机会，激发学生的探究兴趣，加强学生的直接经验和亲身体验，在实验事实基础上，帮助学生全面的理解光的传播规律。考虑到初二学生已经具备了一定的逻辑推理能力，和应用所学知识解释解决简单问题的愿望和能力，本节课在体验过程中设置了一些具有相当难度的问题，为学生挑战难关，获得成功喜悦创造了环境，同时也避免了本节课流于形式，只图热闹。

二、教学目标：

1．知识与技能

（1）理解光的传播规律并会用光线描述光的传播路径。

（2）会用光的直线传播规律解释一些现象，了解光的直线传播规律在社会生活与生产中的一些应用。

（3）了解光在真空中和空气中的传播速度。

2．过程与方法

（1）通过实验观察光在空气、水、玻璃等介质中的传播，有初步的观察能力，初步的分析概括能力。

（2）通过演示“影子”“小孔成像”等实验，有运用物理知识解决简单问题的能力。

3．情感态度与价值观

（1）乐于探索生活中的光现象。

（2）有将光的传播规律知识应用于日常生活的意识。

三、教学过程：

教学环节1、利用手影引入新课

教师活动1：

演示：在白色的屏幕前面用三脚架固定一个手电筒，打开手电筒照亮屏幕，在手电筒和屏幕之间表演手影：小狗、鸟、小兔子。

提出问题：大家看到了什么？

学生活动1：

观看手影、回答问题。

教师活动2：

提出问题：刚才老师表演了几个手影用到了哪些器材？引出光源。

学生活动2：

观察、思考，回忆生活中的光源。

教师活动3：

展示ppt：光源及常见光源图片。

提出问题：光源发出的光，被手挡住了，就在手的后面形成手影。光源发出的光是沿什么路径传播形成的影子？引出课题：光的传播。

板书课题：第一节 光的传播

（设计意图：本环节以手影引入新课,贴近生活,使同学们对所学的知识感到亲切,调动学生的学习热情，从而很顺畅的提出问题，引入新课教学。）

教学环节2、光的传播

1．光在空气中的传播

教师活动1：

演示实验：打开激光笔，照射白色的墙壁，墙壁上显示出一个小光点。

提出问题：我们只看到了一个小光点，没有看到光是如何传播的。同学们能不能想个办法让光的传播径迹显示出来呢？

学生活动1：

思考、回忆生活中看到光束的情景：黑暗的环境下看到探照灯的光束，雾天的时候可以看到汽车光束等，讨论、交流显示光束的办法。

教师活动2：

演示实验1：用喷水壶喷水雾，激光束照射有水雾的空气。

实验现象：空气中呈现一条直线光束，如图1所示。

演示实验2：在5个大矿泉水瓶连接而成的长约1.4m的管道中提前充上烟雾，将激光笔固定在瓶口，将大管道通过两个强磁扣吸附在磁性黑板上，打开激光笔。

实验现象：空气中呈现一条直线光束，如图2所示。

提出问题：我们看到光在空气中是如何传播的？

学生活动2：

观察实验现象，回答问题：沿直线传播。

教师活动3：

展示PPT：光在空气中沿直线传播。

（设计意图：本环节充分利用学生日常生活中的物品，通过自制的实验效果非常显著的矿泉水瓶管道的低成本实验达到了震撼学生的效果。利用实验的直观性特点，将枯燥的知识点“光在空气中沿直线传播”变成了一个有生命力的实验情景，激发学生的好奇心和学习兴趣，引领学生初步认识光的传播，印象深刻，并且为学生自主探究光在其他介质中的传播提供方法指导。）

2．光线

教师活动1：

提出问题：光沿直线传播。同学们能不能把你现在（演示实验2的同时）看到的光的传播路径画出来？怎么画？

学生活动1：

观察现象，思考，将直观的感性认识抽象成物理模型，交流。

教师活动2：

引导1：学生分析、思考得出光线概念。

引导2：学生利用光线，通过作图的方式描述光在空气中的传播路径。

（设计意图：本环节在学生看到光在矿泉水瓶长管道的空气中呈现出一条非常明显的直线后引导学生画光线，学生的抽象思维和直观的感性认识自然统一，水到渠成。另外，由此引出光线后，学生在接下来探究光在其他介质中的传播情况时，以及在影子、小孔成像等应用中，在实验的同时都可以用光线去描述现象，解释现象。）

3．光在其他介质中的传播

教师活动1：

提出问题：通过实验我们看到了光在空气中沿直线传播，那么光在水中，玻璃中如何传播？还沿直线传播吗?

学生活动1：

分组实验：观察光在水、玻璃中的传播路径。实验器材：加几滴牛奶的水，有机玻璃砖，激光笔。

教师活动2：

组织学生：交流实验结果并给予评价、激励。

展示PPT：光在水中沿直线传播；光在玻璃中沿直线传播。

提出问题：空气、水、玻璃都是能传播光的具体物质，我们把能够传播光的物质，叫做光的介质。同学们能不能用一句话来总结我们刚才的三个实验？

学生活动2：

回忆光在空气、水、玻璃中的传播特点，总结、交流。

教师活动3：

展示PPT：光在同种介质中沿直线传播。

4．光在非均匀介质中的传播

教师活动1：

设问：光在同种介质中，是不是在任何情况下都沿直线传播呢？

演示实验1：向学生展示水槽中的清水，激光束从水槽侧壁照射到清水中。

实验现象：光在清水中沿直线传播。

演示实验2：向学生展示烧杯中的浓盐水，用长颈漏斗将浓盐水注入水槽中清水的下部，将激光笔固定到铁架台上，激光束从水槽侧壁射入不均匀盐水中。

实验现象：光在不均匀的盐水中不再沿直线传播，如图3a所示。

学生活动1：

观察实验现象，对比光在清水和不均匀盐水中的传播路径。

教师活动2：

组织学生：归纳得出结论，光在不均匀盐水中不再沿直线传播。

提出问题：如果让盐水变均匀光在其中如何传播？

演示实验3：将水槽中的盐水搅拌均匀，如图3b所示，待均匀的盐水溶液稳定后激光束从水槽侧壁射入均匀盐水中。

实验现象：光在均匀盐水中沿直线传播，如图3c所示。

学生活动2：

观察对比几个实验，分析得出光在均匀的盐水中沿直线传播。

教师活动3：

引导学生完善实验结论并展示PPT：光在同种均匀介质中沿直线传播。

（设计意图：光在同种均匀介质中沿直线传播是本节课的重点也是难点。因为不均匀的盐水或糖水溶液不容易配制，以往课堂中一般提前配置好不均匀的溶液，让学生观察光在不均匀溶液中传播路径发生弯曲，然后得出光在同种均匀介质中沿直线传播的结论。本节课的教学中通过光在均匀清水中沿直线传播──在清水中加入盐水配置不均匀盐水溶液，光的传播路径发生弯曲──搅拌盐水至均匀，光的传播路径又沿直线传播。利用实验的可控性特点，通过改变介质的状态：均匀──不均匀──均匀，对应光的传播路径：直线──曲线──直线。实验从正反两方面说明光在同种均匀介质中沿直线传播。实验过程严谨，实验效果显著，学生印象深刻。）

5．光在两种介质界面的传播

教师活动1：

提出问题：光在同种均匀介质中沿直线传播，光从一种介质传播到另一种介质的界面时，是继续沿直线传播呢？还是会改变方向？

演示实验：光从空气传播到水中的传播路径。

将卫生香点燃，放在烟雾室中，将水槽放在烟雾室中，让激光束从空气斜射入水中。

实验现象：光从空气传播到水中发生折射，如图5a所示。

观察指导：请同学重点观察光在空气和水界面处传播方向的变化。

学生活动1：

观察实验现象，并用光线描述光从空气到水中的传播路径。

教师活动2：

引导组织学生：利用桌上的实验器材设计实验观察光从空气到玻璃，从空气到镜面的传播路径，并用光线将看到的光的传播路径描述出来。实验器材：激光笔、镜子、水、玻璃、卫生香、打火机、烟雾室，如图4所示。

学生活动2：

分组实验：设计实验，观察光从空气到玻璃，从空气到镜面的传播路径，如图5b，图5c所示，并在学案上用光线将看到的光的传播路径描述出来。

教师活动3：

组织学生交流实验、展示学生学案并给予评价、激励。

组织学生归纳得出结论并展示PPT：光在两种介质的交界面上发生反射和折射。

（设计意图：本环节教师在让学生探究光在两种介质界面的传播情况时，先演示光从空气传播到水中的实验，在演示时加强实验过程的指导。通过演示和指导学生观察等有效的教学策略保证每一个学生在有限的时间内都能有效地参与实验活动。）

教学环节3、光沿直线传播的应用

1．影子

教师活动1：

演示实验：打开手电筒，手电筒的光向远处传播。在手电筒的前方放一支粉笔。

实验现象：屏幕上呈现粉笔的影子。

引导：学生观察粉笔的影子，并在学案上用光线描述影子，如图6所示。

学生活动1：

观察粉笔的影子，思考，用光线在学案上描述粉笔的影子。

教师活动2：

组织学生：展示学案并给予评价、激励。

讲解：影子的形成，是光在空气中是沿直线传播的例证。请大家不要小看这个不起眼的影子，光和影能展示各种各样的艺术形象，已经成为一种“光影艺术”。聪明的中国人把手影发展成为皮影戏，如图7所示。在国外还有人用垃圾废弃物投射出人影，给我们带来了美的享受，如图8所示。

讲解：日食、月食这两种曾让古人恐惧的自然现象，也可以用光的直线传播来解释。

（设计意图：本环节通过生活中光影的魅力让学生感受神奇的光。）

2．无影灯

教师活动1：

提出问题：实际生活中，影子的存在有时也会对我们产生不利的影响。我们希望将它消除掉，该怎么办呢？

演示实验：在磁性黑板上贴一张白纸，在白纸中间吸一个小纸盒（纸盒内粘一个磁扣），在黑板上白纸的边缘固定一个手电筒（手电筒上粘有磁扣），打开手电筒。

实验现象：白纸上呈现出纸盒的影子，如图9a所示。

学生活动1：

观察、思考：想办法和老师一起通过实验消除物体的影子。在纸盒的上方放一圈手电，如图9b所示，使光线能从不同角度照射到纸盒上，既保证足够的亮度，同时又不产生明显的影子，引出无影灯。

3．小孔成像教师活动1：

演示实验：向学生展示白炽灯光源，展示纸盒，纸盒前面有一个白纸做成的屏幕，后面挖一个圆形进光孔，如图10a所示，将纸盒放在光源前方，用一个大的纸板完全挡住进光孔。

实验现象：屏幕上不能看到光源的光。

提出问题：如果在挡光的纸板上开一个小圆孔，将带圆孔的纸板挡住进光孔，在屏幕上将看到什么现象？

学生活动1：

观察实验现象，思考，猜测在屏幕上将看到圆形亮斑。

教师活动2：

演示实验：将带圆孔的纸板挡住进光孔（放在光源和屏幕之间）。

实验现象：屏幕上出现了接近“V”字形的弯曲亮线，如图10b所示。

提出问题：屏幕上为什么不是圆形亮斑，而是像毛毛虫一样接近“V”字形的弯曲亮线呢？

学生活动2：

观察实验现象，思考老师的问题。

分组实验：小孔成像。具体过程如下：教师打开教室前面的光源（一米见方的板上由25个40W的白炽灯泡组成“M”字样，如图10d所示），学生拿起桌上带小孔的卡片，对着光源，用毛玻璃当屏幕。

实验现象：毛玻璃屏幕上呈现一个由许多光斑组成的“”字。

根据实验现象“”字和光源“M”的形状上下颠倒，分析、总结小孔成像特点。

教师活动3：

PPT总结：小孔成像特点，像的形状和光源上下颠倒。

提出问题：物体通过小孔所成的像为什么是倒立的呢？用一个箭头AB表示光源，小孔和光屏如图11所示。你能在光屏上找到这个倒立的像吗？

启发引导：A点发出的光是怎样照到屏幕上的，B点发出的光是怎样照到屏幕上的？

学生活动3：

根据实验现象和光在空气中沿直线传播用光线描述小孔成像，展示学案，如图12所示。

教师活动4：

提出问题：再回忆一下刚才白炽灯的实验，现在大家知道刚才实验中看到的像毛毛虫一样接近“V”字形的弯曲亮线是怎么回事了吗？

学生活动4：回忆白炽灯作为光源和“M”作为光源的两个实验，判断“V”字形的光斑应该是灯丝的像，并根据灯丝的像推理灯丝的形状是开口向下的“V”字形。

教师活动5：

演示实验：打开刚才实验中的白炽灯，用有色玻璃板挡住灯泡，让学生观察灯丝的形状。实验现象：通过用有色玻璃板看到一个开口向下的“V”字形灯丝，如图10c所示。

讲解：“小孔成像”也是光沿直线传播的例证之一。

（设计意图：小孔成像这一现象，虽然我们的祖先在两千多年以前就有了这一伟大的发现，但至今我们的绝大多数学生并没有真正看到这一现象，他们也许会毫无障碍的说出小孔成像成倒立的像，但他们的心理上并没有真正接受这一现象。本环节通过教师演示实验和学生实验相结合，利用实验的主动性和探索性特点，为学生提供主动探索的机会，激发学生的探究兴趣，通过学生的主动探究向学生真实展示了小孔成像现象。当学生们亲眼看到发光的灯泡通过小孔在光屏上呈现的不是想象中的圆形亮斑而是一个毛毛虫一样接近“V”字形的弯曲亮线时，他们惊奇的、怀疑的睁大了眼睛，当他们亲自实验看到黑板上挂着巨大光源“M ”的字样通过小孔在光屏上呈现出“”时，当他们通过透明的玻璃板看到发光的灯丝是一个倒着的“毛毛虫V”时，他们满意的、会心地笑了。他们终于领略了、接受了我们祖先两千多年前的这一伟大发现。）

4．千手观音和三点一线

教师活动1：

讲解：应用光沿直线传播的规律不仅可以解释一些现象，还能帮助我们解决一些实际问题。

PPT展示图片：千手观音。

引导学生分析：如何应用光的直线传播规律进行队列看齐。

学生活动1：

选5人为代表进行队列看齐。

学生分组实验：将3根大头针在泡沫板上插成一条直线，然后相互检查。

教师活动2：

组织学生交流活动体验。

提出问题：还有别的方法，检查这三根大头针在一条直线上吗？

组织学生交流：引出“激光准直技术”和“射击瞄准”的内容。

（设计意图：光沿直线传播的应用内容很多，要深入仔细讨论需要时间，不是一堂课所能解决的！因此，应用中选了用生活中学生所熟悉的影子、有代表性的小孔成像、队列看齐三个例子让学生进一步的认识光的直线传播。本环节安排了学生给大头针“排队”的活动，再次利用实验的主动性和探索性特点，为学生提供主动探索的机会，激发学生的探究兴趣，培养学生解决实际问题的能力、创造意识和科学态度。）

教学环节4、光速、光传播信息、传播能量

教师活动1：

讲解：光在真空中的速度近似等于3×108m/s。光在其他介质中的传播速度都比真空中的要小。举例说明光可以传播信息，光可以传播能量。

板书设计

四、点评

张思宇（北京市东城区教师研修中心）

1．致力于教学重点，有针对性，有目的地选择、改进实验，突破重点

光在同种均匀介质中沿直线传播是本节课的重点也是难点。本节课的教学中改进了以往课堂中提前配置好不均匀溶液，直接让学生观察光在不均匀溶液中传播路径发生弯曲的实验。通过光在均匀清水中沿直线传播──在清水中加入盐水配置不均匀盐水溶液，光的传播路径发生弯曲──搅拌盐水至均匀，光的传播路径又沿直线传播这一系列的实验。利用实验的可控性特点，通过改变介质的状态：均匀──不均匀──均匀，对应光的传播路径：直线──曲线──直线，整个实验过程加强了学生的直接经验，促进了学生对光在同种均匀介质中沿直线传播的理解，突破了重难点。

2．加强实验教学，充分发挥实验的教育功能

本课充分利用实验的可控性、直观性、主动性、探索性特点，较好发挥了实验的教育功能。例如，“光在空气中的传播”这一教学环节充分利用实验的直观性，利用学生日常生活中的物品，通过两个自制的实验效果非常显著的低成本实验将枯燥的知识点“光在空气中沿直线传播”变成了一个有生命力的实验情景，学生印象深刻；“光在同种均匀介质中沿直线传播”这一教学环节，利用了实验的可控性、直观性特点促进了学生的理解，突破了重难点；在小孔成像这一教学环节，通过教师演示实验和学生实验相结合，利用实验的主动性和探索性特点，为学生提供主动探索的机会，激发了学生的探究兴趣，通过学生的主动探究向学生真实展示了小孔成像现象。

3．教学过程中，加强教学反馈，提高教学效率

“光线”这个知识点的教学一般在光的传播规律完全探究完后进行，本节课在学生看到光在矿泉水瓶长管道的空气中呈现出一条非常明显的直线后引导学生画光线，学生的抽象思维和直观的感性认识自然统一，水到渠成。更重要的是，由此引出光线后，学生在接下来探究光在其他介质中的传播情况时，以及在影子、小孔成像等应用中，在实验的同时都可以用光线去描述现象，解释现象。这样的安排加强了教学反馈，更利于学生深刻的理解光的直线传播的两个典型应用影子和小孔成像，提高教学效率。

五、附件：

光的传播学案

一、光的传播规律

二、直线传播的应用

1．影子                             2．小孔成像

 

    

三、你学到了什么？