1、光的直线传播光的反射光的折射 光的直线传播、光的反射、光的折射一、内容分析1.1课标解析全日制义务教育物理课程标准内容标准中要求通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点探究并了解光的反射和折射的规律从“课标”的表述可以看出，“光在同种均匀介质中沿直线传播”这一特点，要求学生通过自己探究的途径得出关于这一规律，只有过程性要求关于“探究并了解光的反射和折射的规律”，有两点需要说明第一，反射和折射的规律都是既有过程性的要求“探究”，又有终结性的要求“了解”；第二，对于光的反射，全日制义务教育物理课程标准并没有要求“反射定律”而是讲“反射的规律”，因此学生可以学习完整的反射定律，也可以学习反射定律的
2、一部分，例如只强调“反射角等于入射角”1.2知识点介绍包括光的直线传播、光的反射、光的折射这三部分光的直线转播包含的主要内容有两个，一是光的直线传播，二是光速光的直线传播是几何光学的基础，又是后继学习光的反射定律，光的折射规律的必备知识同时，利用光的直线传播能解释影、日食和月食等重要物理现象限于中学的实际条件，光速的内容只能以介绍讲解为主光的反射包含的主要内容有两个，一是探究光的反射定律，二是漫反射和镜面反射其中光的反射定律是光学中的重要定律，是理解平面镜、球面镜作用的基础对于漫反射和镜面反射，先通过实验现象的观察，激发学生的学习愿望；然后，再配以插图讲解，说明原因；要特别指出：无论何种反射，
3、都遵循光的反射定律光的折射包含的主要内容是光的折射特点，可以安排两个探究性活动一、观察光从空气射入水中时的折射情况，二、探究光通过玻璃砖时的折射特点1.3重点和难点光的传播重点：光在同一种均匀介质中沿直线传播；光在真空中的传播速度.难点：利用光在同一种均匀介质中沿直线传播来解释影的形成、日食和月食等现象；比较在空气中的光速和声速的大小，并能解释有关现象.光的反射重点：光的反射；光的反射定律，会画反射光路图；知道镜面反射和漫反射.难点：光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题；能根据镜面反射和漫反射来解释一些简单现象.光的折射重点：光折射的初步规律.难点：回答、解释日常生活中光折射所产生的
4、现象是本节的难点.二、教学设计2.1教材简介苏科版 第三章 光现象第四章 光的折射3.3 光的直线传播3.5 光的反射4.1 光的折射3.3 光的直线传播【教材简介】本节的主要内容有两个，一是光的直线传播，二是光速光的直线传播是几何光学的基础又是后继学习光的反射定律，光的折射规律的必备知识同时利用光的直线传播能解释影、日食、月食等生活中和自然界中的重要现象因此，本节内容以光的直线传播为重点，主要的科学探究活动也围绕光的直线转播展开教材首先以常见的影子现象创设了一个问题情境，通过学生参与两个有趣的影子游戏踩影子和手影，提出了问题：手影为什么会随手型而变？影子的形成说明了什么？引导学生开始关于光传
5、播的研究接着，教材简略介绍了我国古代学者对于光传播的研究，并在信息库中给出了关于小孔成像的解释教材配以“林中的光柱”和“光在水中传播”两幅插图，直观的显示了光在空气中和水中的传播路径，进一步强化了学生对光沿直线传播结论的认同在随后的“生活物理社会”栏目中，介绍了日食、月食的成因，日食和月食在国家“九五”重大科技攻关项目-夏商周断代工程中的具体应用，向学生展现了一个创造性的应用物理知识，解决社会科学领域中的重大课题的典型范例，体现了多学科融合，具有强烈的时代特征，使学生能实际感受物理知识在社会生活中的重要意义在教材中并没有安排光的直线传播的探究活动，主要是考虑到小学自然课已经学过相关知识，已经知
6、道光沿直线传播的结论，可以根据实际情况灵活处理教材通过两个卡通人物的讨论，给出了有关光速的两种观点小明认为光速无限，光传播不需要时间，小华认为光速有限两种观点都能解释“打开点灯，房间墙壁立刻被照亮”这一日常现象谁正确，要实验检验限于实际条件限制，书上直接给出结果，真空中的光速3108m/s在“读一读” 栏目中，综合应用光的直线传播和光速的知识，结合月地之间距离的测量，介绍了激光测距仪及其工作原理3.5 光的反射【教材简介】本节的主要内容有：探究光的反射定律，用反射定律解释平面镜成像的原理，介绍光的反射规律的应用其中光的反射定律是光学中的重要定律，是理解平面镜、球面镜作用的基础所以本节的重点是探
7、究反射定律，在实验中培养学生的观察、设计实验方案和收集证据的能力，在探究中强化学生的分工协作的团队精神教材一开始就介绍了什么是光的反射，指出人可以看见不发光的物体、看见平面镜中的物体都与光的反射有关，接着就转入本节的核心问题-探究光的反射定律关于探究光的反射定律的活动，教材设计了以下结构：活动从“试一试”开始，用手电筒发出的光照射到平面镜上，观察到反射光斑的方位随入射方向的改变而变化这部分活动操作简便，开放程度较大，给学生获得一些感性认识在此基础上，请学生围绕三个问题进行猜想然后，设计实验、进行实验和记录数据，分析实验获得的信息，归纳实验结论对实验探究的过程，教材把验证“三线共面”的猜想放在最
8、后，比较符合学生的探究思路，但是在表述光的反射定律时，首先叙述“反射光线、入射光线和法线在同一平面内”，使定律的逻辑次序体现更好完成反射定律的探究后，教材在“读一读”中，解释了平面镜成像的原理这一内容既是反射定律的具体应用，也是上一课时的拓展延伸，同时也可以展示纷繁芜杂的物理现象与简洁的物理规律之间的统一教学中，要求学生初步了解平面镜成像与光的反射有关，是由射入人眼的反射光线的延长线造成的关于镜面反射和漫反射，教材还是遵循从生活走向物理的思路首先通过实验现象的观察，激发学生的学习愿望，然后配合插图讲解，说明原因同时还要指出无论是漫反射还是镜面反射都要遵循光的反射定律，由于物体表面形状的不同，会
9、产生不同的反射特点最后，课本说明了我们看见本身不发光的物体是由于物体表面反射光的缘故4.1 光的折射【教材简介】本节的主要内容是探究光的折射规律，光的折射起到了承上启下的作用：既是光的直线传播、反射的顺承，又是理解透镜成象的基础课文通过图4-1的漫画来引起学生的疑问“从岸上看，为什么会觉得水的深度比它的实际深度要浅？”，通过老师的回答：“实际上，这种现象与光的折射有关”直接引入光的折射这一课题本节教学内容的安排特点：1、学生经历两个富有探究性的活动，从中分析归纳出光的折射规律（1）、关于“活动4.1 观察光从空气射入水中时的折射情况”的教学由于教材图4-2所示的“观察光从空气射入水中时的折射情
10、况”实验，其可见度不大，建议该实验由学生自己动手完成教学中可以指导学生观察：注水前后水槽底部光斑的位置是否变化？怎样变化？同时进行推断：光从空气射入水中方向是否变化？怎样变化？然后，借助悬浮微粒的散射效应（在水中滴牛奶）显示光的路径，从而验证上述推断教学中还可以演示或让学生自己通过实验得出：当光从水中斜射入空气中时，折射光线将偏离法线（2）、关于“活动4.2 观察光通过玻璃砖时的折射规律”的教学教材图4-4所示的学生分组实验，为了显示进入玻璃砖前后的入射光线和出射光线，可以再玻璃砖周围制造些烟雾关于光在玻璃砖中的传播路径，需根据观察到的现象（如玻璃砖左右两个面上光斑的位置），进行必要的推理后得
11、出，可以画出相应的光路图实验时注意，入射角不宜过大或过小，入射角过大时折射光线较弱，还会发生全反射；入射角过小时，观察到的折射现象不明显在实验中，也要引导学生发现，光从空气进入玻璃时，在发生折射的同时还发生反射 2、关于光的折射规律的叙述，教材分为两部分一部分介绍了带有共性的规律，包括“三线共面”折射光线与入射光线位于法线两侧；垂直入射时折射角等于零；入射角增大时，折射角也随之去增大另一部分介绍了光在空气和水两种介质间发生折射的情况由于初中的课程标准不要求学生知道光疏和光密介质的概念因此第一部分的陈述是不完整的，需要有第二部分来补充3、关于大气中的折射现象教材图4-5和图4-6所展示的都是大气
12、中的折射现象通过教学，应使学生了解，除了水、 玻璃外，任何透明物质都能时光发生折射清晨，当人们看到太阳从地平线上冉冉升起的时候，太阳还在地平线下傍晚，当人们看见太阳贴近地平线的时候，太阳的实际位置已经在地平线以下了这种现象是地球周围的大气对太阳光的折射造成的关于太阳变形的奥秘和三日同辉，引导学生阅读即可，不用多做解释人教版 第二章 光现象2.1光的传播 2.2光的反射 2.4光的折射一、光的传播 【教材简介】学生已经知道一些光的直线传播的知识，但作为物理学习，应重视演示实验，使学生的感性认识更丰富一些 演示 光是怎样传播的 光在空气中沿直线传播，学生已经知道教学中可以选择那些小学自然课做过的实
13、验，再次展示光在空气中沿直线传播的现象 光在玻璃和水中沿直线传播，学生的感性认识较少，一定要演示给学生看看做这个演示实验的方法较多： 1、可以用激光笔(市场上有售，价格不贵)发出的激光束垂直射入水中或玻璃中，观察激光束在玻璃或水中的传播路径为了能看到水中的光路，可以在水槽的里面铺一张白纸作衬(右图)，也可以在水中滴少许牛乳或墨水 2、本实验也可以用光具盘，让光垂直玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘)，观察光在玻璃中的传播路线 由于光的传播有方向，在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词应该使学生知道，人们用光线是来表示光的传播路线光线是带箭头的直线，如右图所示，箭头表示光传播的方向教学中，可以结
14、合实际，示范性表示手电筒光束的光路，或放电影时的光束的传播路径 关于光的直线传播的应用，教材中用典型事例激光引导掘进方向的图，示意性地展示了它的应用原理如果能向学生介绍一些利用激光准直的其他实例，学生会更感兴趣 需要说明的是，我们在这里介绍光沿直线传播时，未介绍光沿直线传播的条件这是因为，学生刚刚学习光学，对介质的均匀与否缺乏思考的基础在本章的后续教学中，在研究折射规律前，涉及不到介质均匀性问题为了避免由于严格地定义造成学生学习兴趣下降，这里暂且不提这个问题本章在第四节中研究光的折射时讨论了这个问题 光的直线传播的应用还有许多教学时可选择补充一些实例教学时，建议做个“小孔照相机”，让学生在简单
15、的科学制作中，学习科学知识，体验成功的快乐 光的传播速度 学生刚刚学完声音，了解声音在空气中速度的大小教材以此为基础，从学生熟知的现象展开光的传播速度的教学，从“光的传播比声音快”的感悟中，直接给出光在真空或空气中的速度c3108m/s 为了使学生理解光速有多快，教材中用两幅图(课本图216)加以注解，通过图形象生动地说明光速非常快教学时应使学生了解真空中的光速是宇宙间最快的速度，并记住c3108m/s这个重要的物理常数 科学世界 我们看到了古老的光 编写这个内容的目的是： 宏扬科学教育中的人文精神联系神话故事，用科学的目光审视神话，是破除迷信的重要方面 用光速的知识理解自然世界，拓展性地了解
16、一些天文知识，如宇宙之大，恒星发光，银河系以及宇宙的过去、现在和未来 了解最大的长度单位光年 培养学生对自然的热爱 教学可以采取学生自己阅读、教师辅导的方法进行二、光的反射 【教材简介】可以首先提出问题来引入课题：我们为什么能够看见物体?(有光从物体射入我们的眼睛)而后观察发光的白炽电灯和日光灯、平面镜、磨光的金属、书等物体，提问：我们能看见这些物体是由于有光从物体射入我们的眼睛，由这些物体射入我们眼睛的光来源有什么不同呢?(从白炽电灯、日光灯射来的光是它们自己发出的，其他不发光的物体是反射光源射到它们上面的光)简单总结出：所有我们看到的不发光物体，都是由于它的表面能反射光，图222说明了这个
17、问题 举出几个由于物体表面情况不同，反射光的情况也不完全相同的例子，引发学生的好奇，然后转入研究光的反射规律的探究活动中 探究 光反射时的规律探究活动要作好探究的计划，使学生养成好的学习习惯明确每个探究步骤的主要活动内容探究前，应向学生介绍实验装置：光源、平面镜、由一块白硬纸板组成的光屏，说明各部分的作用 按课本图223做好实验，记录实验数据教师可先演示反射角与入射角的关系，让学生看清楚让学生使入射光线分别以30、45、60的入射角射向平面镜，记录反射光线与入射光线的位置这些记录的事实，是总结光的反射规律的重要基础然后让学生量出每次入射光线和反射光线与法线ON的夹角，记录在事先画好的表格中最后
18、让学生归纳总结出探究的结果 需要注意的是，本书关于光的反射规律是由学生自己通过探究得出的，重点强调的是反射角等于入射角的规律对于原来教材中的比较严格的叙述，不必过分强求 本探究的结果比较容易获得，探究过程比较好把握教师应该关注学生在整个过程中的参与水平和科学态度方面的表现，对探究活动中认真积极的学生给予鼓励 课本图226表现了光反射时光路的可逆性，最好做一下有关的实验，让学生看看现象，可以由教师演示，也可以让学生自己实验光路可逆性的应用十分广泛，应尽量结合生活实际来介绍 反射规律探究结束后，可让学生做一些关于反射规律光路方面的练习为平面镜成像的学习做一些准备 漫反射 利用课本上提到的太阳光射到
19、平面镜上和白纸上产生的不同效果提出问题，让学生思考，引发学生的学习愿望如果有太阳光射入教室，还可以演示给学生看看：太阳光斜射在平面镜上，会在墙上产生一个明亮的光斑；射到白纸上则不会产生光斑提出问题：这是为什么?引发学习兴趣 可以用图23和图24的模型模拟镜面反射与漫反射照图23那样，把几根细针垂直插入一张硬纸板中，表示法线引导学生想象当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出而后将纸张随意弯折，这时学生会看到“法线”不再平行让学生想象入射光线平行射到各入射点上时由于入射角不同，反射角也不同，反射光线一定不再平行(图24)在这个基础上，讲解什么是镜面反射和漫反射说明物体表面光滑时产生镜面反
20、射；物体表面粗糙时，发生漫反射强调指出，漫反射能够使我们从各个方向看到物体 图2-3 图2-4 三、光的折射 【教材简介】可以用课本图241的实验现象引入课题，最好教师现场做，实验现象比图片更真实，从而更加激发学生的思维由于实验现象与学生在本章第一节学习的光沿直线传播的现象有矛盾，能够引发学生思考 引入课题也可以向学生展示筷子在水中看起来弯折了的现象 演示 光的折射 用实验来演示光从空气射入水中时的折射现象时，应先介绍实验装置：光源、水槽、水和空气界面等然后出示事先画在小黑板上的如图241所示的板图，说明实验中光线将以相同的入射角射到水面上，让学生猜想进入水中的光线将沿什么方向行进，如果改变方
21、向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折?引起学生的观察兴趣，明确观察目的和观察对象实验时，应改变入射光线的方向三次，每次都让学生说明入射光线怎样改变了，使学生注意观察水中折射光线的方向根据观察的记录，检查自己的猜想是否正确 这个演示也可以改用光从空气射入玻璃的实验 演示完毕，让学生根据实验中观察到的折射情况，总结出光从空气斜射入水中时的折射规律 图241表示光从空气射入水、玻璃等透明物质上时，在界面上除了有一部分光线反射回空气中，还有一部分光线进入水或玻璃中，进入这些物质中的光线在界面处将改变原来的传播方向，也就是光的传播方向在界面处要发生弯折 筷子在水中看起来弯折了，跟光的折射有关系 筷子在水面
22、好像被折断的实验，应选取碗底较深、开口较大的碗，筷子要斜插到碗的底部，让学生从侧面斜视水面，这样观察效果才明显此实验不要用玻璃杯盛水，让学生透过杯壁观察筷子出现的现象，因为解释起来麻烦 教学中可以将特例垂直入射时折射光线方向不改变给学生演示一下 想想议议 关于折射光路的可逆性的讨论，可以请学生先做猜想，并用光路把自己的猜想表达出来 然后进行演示，做演示实验时，先让光由空气射入水(或玻璃)中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出把观察到的现象用图标出，总结出光在折射时光路的可逆性 折射使池水“变浅” 这部分内容是用光的折射观
23、点解释现象，是密切联系实际的内容 1、叉鱼问题有趣，可以在湖、河中试一试，也可以在教室用实验模拟由于折射成像问题比较复杂，许多学生缺乏感性认识，应该让他们到实际中体验，使他们相信折射真的产生错觉 2、钢笔“错位”问题，应该实际做一做，让学生观察使用的玻璃砖要比较厚，观察时要把钢笔放在水平桌面上，眼睛的视线不要垂直于玻璃砖的水平面，而要成一定的角度3、在解释“眼睛受骗”，池底变浅时，要强调人看到池底，是从池底射出的光进到了眼睛对于学有余力的同学可以利用前面讲过的光从水中射入空气时的规律，画出从池底某点A发出的靠近法线的两条光线射入空气中的眼睛受骗，池水变浅折射情况，使学生看到这些折射光线不能相交
24、，但是它们的反向延长线相交，眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点射来的再跟平面镜成虚像的情况对比，说明眼睛看到的是A点的虚像，虚像A的位置在A之上眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来池底升高，池水变浅了 在讲过池水看起来变浅的道理后，可以让学生仿照着解释盛水的碗看起来变浅的问题，讨论筷子在水面处弯折的问题 用光的折射解释现象对初中学生比较困难，因此只要求学生能听懂教师的讲解，知道这些现象是由于光的折射造成的不必要求所有学生都能够自己独立地进行解释 科学世界 海市蜃楼 可指导学生阅读海市蜃楼是在海面上或沙漠上出现的虚幻景像，是一种奇特的景观，它是由于空气疏密不均匀使光线发生折射造成的古
25、代的人误认为是蜃(大蛤蜊)吐气而成，故也叫做蜃景由于它出现的时机非常偶然，难以预测，很难拍摄我国首次于1988年6月17日拍摄到了山东省蓬莱市蓬莱阁对面海面上的海市蜃楼实况，是很难得的对于海市蜃楼这种大自然赋予的奇妙的现象，学生知道就可以了海市蜃楼可以模拟，方法见参考资料“关于海市蜃楼”实验 除海市蜃楼以外，自然景观中，还有一些由于大气不均匀产生的折射而引发的现象，如2001年春天，在北京天空出现的三日同辉等，让学生平时注意留心，收集相关的资料2.2 设计理念光的直线传播:通过光的直线传播的探究过程使学生经历“情景质疑初步探究解疑归纳深入探究解疑归纳”的学习过程，实践二期课改以“学生发展为本”
26、的教学理念通过学生自主学习、探究学习、和合作学习，增强师生互动，学生合作，培养学生的创新精神例子: 情景：根据学生生活经验、眼睛的感光实验和播放的大量光线传播的照片的感性认识,教师引导学生得出：“光沿直线传播”质疑：引导并鼓励学生对“光沿直线传播”大胆质疑，提出“光一定沿着直线传播吗？”教师指导学生显示光的传播路径，学生可以利用倒扣的烧杯收集蚊香烟雾（有的学生收集未完全燃烧的火柴所产生的烟雾）、喷雾器喷出的水雾、肥皂水来显示激光笔发出的光的传播路径探究1：学生分四人一组，根据器材（激光笔、空烧杯、蚊香、火柴、肥皂水）设计并进行实验，观察光在经过两种介质时的传播路径由学生分组讨论并展示“显示光在
27、两种介质中传播路径”的设计方案：先观察光通过一种介质（肥皂水，透明胶、塑料尺等）时的传播的路径，然后利用倒扣的烧杯采集蚊香的烟雾，把有烟雾的烧杯倒扣在水面上，最后观察光通过空气和水两种介质时传播的路径并对直射和斜射两种情况下结论进行讨论，归纳得出初步结论“光在同种介质中沿直线传播”质疑：在学生为成功而喜悦时，教师引导学生提出质疑“光在同种介质中一定沿直线传播吗？”探究2：引导学生分组讨论并进行探究“光在同种但不均匀介质中的传播路径”：通过点燃的酒精灯观察对面的景物，可以发现所见的景物是晃动的，请同学针对此现象进行讨论并解释接着，老师演示通过酒精灯上方的光发生晃动的现象：用平行光源灯把光照在黑板
28、上，形成一个清晰稳定的光斑；在光的下方点燃酒精灯后，光斑发生明显的晃动；结合学生的解释，师生共同分析现象：酒精灯上方的空气和周围空气不均匀，导致光线经过此区域发生偏折；最后得出结论“光在同种均匀介质中沿直线传播”至此，学生亲身经历了“光在同种均匀介质中沿直线传播”的探究过程，积极主动地参与到整个教学活动中，形成了科学学习方法光的反射本节课的难点是探索光的反射规律的实验为了突破难点，精心设计了一套演示实验器材，便于学生猜想，并引导学生实验另外还有大量的实验，包括演示实验和学生实验等实验是最丰富的语言，利用实验帮助学生体验知识的形成过程以及加深知识的理解掌握主要实验设计如下：实验内容实验类型主要器
29、材主要目的说明射击比赛1全体学生参与激光手电、靶子复习光的直线传播，引出下个实验射击比赛2（反射后击中目标）全体学生参与比上面多一块平面镜引出光的反射研究光的反射定律1全体学生参与可折叠的纸板，平面镜及激光手电，量角器精确研究“两角相等”及共面问题“找眼睛”全体学生参与直立的一块较大的平面镜引出“光路可逆”体会通过反射看到眼睛是相互的射击白纸与平面镜学生参与演示激光手电、白纸和平面镜通过光斑的亮暗引出两种反射幻灯片分别投射到白布和平面镜上演示幻灯机，盖有白布的大平面镜充当银幕比较两种反射光的折射光的折射是在学习光的传播及光的反射现象的基础上进行的，是解释日常生活中许多光现象的基础，同时又是理解
30、透镜成像的基础本节教学要求定位在认识光的折射规律上，注重学生的折射现象的感知、体验和折射规律的探究这一切都依赖于一个良好的起点-以激发学生学习物理的兴趣为目的而创造出的良好的认识起点引入举例：引入“光的折射”现象时，可以创设这样一个实验情景：实验装置是一个玻璃槽中装水，水中插上一个塑料泡沫片，在塑料泡沫片上粘贴一条用塑料纸剪成的鱼，让几个学生各用一根钢丝猛刺水中的鱼，由于学生总认为眼睛所看到的鱼的位置是准确的，在这样错误的前科学概念的影响下，自然出现在日常生活实践中对一些自然现象凭自己的经验或直觉形成错误的判断教师把泡沫片从水中提起来，发现三根钢丝都落在鱼的上方，接着说：要知道这个道理，就得学习“光的折射”现象这样的引入，将光学原理融入日常生活中来创设的简易实验把学生带人一个渔民叉鱼的情景中去，符合初中学生对新鲜事物好奇好动的特点，因而能很快地集中学生的注意力，这就为接下来用实验研究光的折射结论创造了良好的认知起点2.3 教学案例教学内容：苏科版 八年级第三章第三节光的直线传播教学目标：【知识与技能】（1）知道光在同种均匀介质中沿直线传播（2）知道光在真空中的传播速度C=3108m/s【过程与方法】（1）组织学生通过实验观察，概括光在均匀介质中沿直
