初中物理光现象教学的第一节内容是让学生开始认识光现象,知道光的最简单的传播形式:在同一种均匀介质中沿直线传播。对于这一节知识内容的学习,不但是整个光现象学习的基础,也是树立学生对学习光现象知识点自信心的关键,因此地位十分重要。
(一)利用生活化材料设计光现象的新课引入
在传统的教学方式中,受课堂条件的限制,多数教师是采用语言传授的方式进行教学的,部分教师会借助图片、视频等多媒体工具辅助学生学习。例如,在本节新课的引入上,传统的教学方式要么是通过图片或视频,让学生认识了解光现象,要么是结合声现象的主要知识点,进行复习引入。
1.传统复习
引入示例:
同学们,我们之前学习了声现象的知识,认识了声音的产生,知道了声音传播的特征,从这节课开始,我们来学习物理知识中的另外一种现象——光现象。
若在教学中能够充分引入利用生活化材料制作的简单物理实验,将会给学生带来更深的体验,更好地激发学生的学习兴趣。
2.基于生活化材料的演示实验
新课引入示例:
【实验引入】提出问题:同学们在生活中有没有听说过叉鱼,你会叉鱼吗?在现实生活中,你有没有尝试过这项活动?叉鱼有没有什么技巧呢?如果给你机会,你能完成得又快又好吗?
今天我们就一起来做一个游戏,同学们比一比,看谁更会叉鱼呢?
老师这里有一个大盆,盆内装有一定浓度的浓盐水,盆里有许多的“小鱼”(可以用胡萝卜、土豆、橡皮泥等某样物体,切成小块代替),这里有“鱼叉”(可以用木筷安装上针代替),我们先请两位同学上来比一比,看谁能在1分钟之内叉上来更多的“小鱼”。
比赛结束后,请“参赛选手”谈一谈感受,分享更快叉到“鱼”的技巧。
再请学生进行尝试,注意运用技巧。
教师注意引导:我们生活中还有很多类似的现象,从河岸上看水下的东西时,会发现看到的物体其实比实际的物体所在的位置浅,这是什么原因呢?
接下来就让老师带领大家走进光现象,揭秘光的传播规律。
(二)利用基于生活化材料的演示实验探究光的直线传播
光在同一种均匀介质中沿直线传播这一知识点,学生学习起来并不难,但主要是靠机械记忆和生活经验,若能通过实验,让学生清楚地观察到现象,有利于学生对内容的进一步理解,为后面的学习打下扎实的基础。
1.传统教学
片段示例:
根据我们生活中的经验,结合我们学习过的知识,请同学们思考并讨论一下,从光源发出的光是沿着怎样的路径传播出去的呢?
学生交流猜想,引导学生得到:光可能是沿直线传播的。
教师结合学生的猜想,进一步解释:经过科学家的研究,他们总结出,光在同一种均匀的介质中的确是沿直线传播的,我们把光的这种特性叫作光的直线传播。
这里大家要注意两点:①同一种介质;②均匀介质。
例如,空气作为一种均匀介质,光在空气中也是沿直线传播的,但是要注意光在两种不同的物质中传播方向是会发生改变的,这一点我们以后就会学到。
接下来请大家进行思考练习:
(1)开凿大山时,为什么可以用激光引导掘进的方向?
(2)利用学过的知识,想想在生活中如果处于烈日下,应该怎样防晒?
2.基于生活化材料的物理演示实验教学
片段示例:
教师:根据我们生活中的经验,结合我们学习过的知识,请同学们思考并讨论一下,从光源发出的光是沿着怎样的路径传播出去的呢?
学生:交流猜想,得到光可能是沿直线传播的。
教师活动:很多同学的猜想都是光是沿直线传播的,有没有同学认为光不一定都是沿直线传播,光的传播可能会发生改变的?
【实验探究】到底哪一种猜想才是正确的呢?科学不可以仅仅靠猜想得出,而是需要用实验的方法去检验。接下来,同学们和老师一起,利用老师准备好的这些简单的实验材料去大胆设计实验,来验证刚才的猜想是否正确。下面请同学们分组思考讨论,我们该如何去设计实验呢?
学生分小组进行思考讨论,教师在旁边进行指导。请学生介绍他们设计的实验方法,并选取合适的实验方法进行演示,然后教师进行补充。
演示实验,操作如下:
(1)让激光笔发出的光沿白纸照射,请学生观察光的轨迹。
(2)在激光笔发出的光线上用喷雾器射出喷雾,让学生观察看到的一条光束,观察光的轨迹。(www.daowen.com)
(3)在激光笔照射的方向点燃蚊香,在蚊香烟的作用下,可以观察到激光的轨迹。
(4)在激光照射的方向上放一个盛水的烧杯,观察光线在水中的传播轨迹。
引导学生分析思考:在刚才我们演示的这些实验现象中,大家观察到了什么现象?这说明在这些物质中光线是怎样传播的?
学生讨论结果,教师进行总结,在这些物质中光的传播轨迹是沿直线传播的,比如在空气中我们可以观察到光线就是沿直线传播的,生活中有许多现象可以证明光在空气中沿直线传播,比如透过密林的太阳光的传播路径也是直的。
同学们一起来回顾一下,刚才我们在解决光的传播这一问题时,是以怎样的过程进行探究的?
提出问题—猜想与假设—设计实验与制订计划—进行实验与收集证据—分析论证—评估
很好,在刚才的探究过程中,老师发现同学们讨论积极,思维活跃,并且通过我们一起设计的实验,验证了我们的一些猜想。那么还有同学认为光不一定总是沿直线传播,该怎么去设计实验,进行验证?
教师引导学生进行以下实验:
(1)用激光笔照射平面镜,发现光不再沿着一条直线照射,而是传播方向发生了改变。
(2)激光笔斜射向盛水的酒瓶,发现光线也会发生偏折,说明光的传播方向发生了变化,即光的传播方向是可以改变的,并不一定总是沿直线传播。
原来光的传播方向还可以发生改变,可见有些同学的猜想也有一定的道理,那么对比并结合之前的实验现象,此时你最想解决什么问题?光为什么有时沿直线传播,有时传播方向又发生改变了?光到底是怎样传播的?在什么条件下,光沿直线传播?在什么情况下,光的传播方向会发生改变?请同学们分组讨论。
在教师的指导下,结合实验现象,学生进行思考讨论:实验中光从空气进入另一种介质时,方向变了。也就是说,光在两种不同的介质中传播方向会发生改变。
通过实验,学生们验证了自己的假设。通过学生的讨论与教师的启发,引导学生总结光的传播特点:光在同一种均匀介质中沿直线传播。
光从一种介质照射到另一种介质时,传播方向会发生改变,这种说法是不够严谨的,我们将在后面的学习中进一步具体了解。
思考练习:
(1)开凿大山时,为什么可以用激光引导掘进的方向?
(2)利用学过的知识,想想在生活中如果处于烈日下应该怎样防晒?
(3)下面我们来进行一项比赛,请同学们想办法把桌子对齐,看看谁做得又快又好。同学们想一想有什么办法可以快速将桌子对齐,这里面有什么物理知识呢?
(三)利用生活化材料设计光的折射的新课引入
通过简单的小实验可以在教学开始时起到活跃课堂气氛、激发学生好奇心与学习兴趣的良好效果。
1.传统复习
引入示例:
我们已经了解了一些光现象的规律,知道了光在同一种均匀介质中沿直线传播,光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来的介质的现象叫作光的反射。
那么同学们一起来回顾一下,光的反射遵循哪些定律?
光的反射定律:①反射光线、入射光线与法线在同一平面内;②反射光线和入射光线分居在法线的两侧;③反射角等于入射角。
我们可以把光的反射定律归纳为:三线共面,两线分居,两角相等。另外,我们还知道光路具有可逆性。那么光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光被反射回原来的介质叫作光的反射,另外一部分进入另一种介质的光会怎样传播呢?这节课我们就来学习光的折射。
2.基于生活化材料的演示实验
新课引入示例1:
【实验引入】在玻璃杯中放入一枚硬币,让学生说出硬币数量,然后在玻璃杯中加入清水,提问学生此时可以在玻璃杯中看到几枚硬币。
学生通过观察会看到在玻璃杯中有两枚硬币。
为什么老师明明放了一枚硬币在玻璃杯中,同学们却看到了两枚硬币呢?杯中是不是真的出现了两枚硬币?
启发学生思考,杯中没有水时只看到一枚硬币,为什么在杯中加了水之后就可以看到两枚硬币?这时候光是怎样传播的?
向学生解释此现象是由于光在传播过程中发生了折射,会引起我们眼睛的错觉,日常生活中也有很多发生光的折射的例子,比如我们看到放在水中的筷子或铅笔会发生弯折。接下来让我们一起认识光的折射。
新课引入示例2:
利用生活化材料展示生活中的折射现象——海市蜃楼。
【实验引入】在矩形玻璃水槽中加入深度约15cm的浓盐水,用玻璃棒等器材导流,向溶液中缓慢注入深度约4cm的清水。在玻璃水槽学生的另一侧,大约12cm处放置一个房屋模型(或其他任一物体代替),注意物体要有光能够照亮,方便学生观察,此时学生可以看到海市蜃楼的现象出现。此实验能够很好地激发学生对光的折射的学习兴趣。
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