《平面鏡成像》教學(xué)設(shè)計

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【教材分析】
    本課是人教版《物理》八年級上冊第二章《光現(xiàn)象》中的第三節(jié)《平面鏡成像》?!镀矫骁R成像》是這一章的重點內(nèi)容之一,是在學(xué)習(xí)了光的直線傳播與光的反射的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)認(rèn)識平面鏡成像的特點、原理與應(yīng)用。本課既與生活聯(lián)系緊密,又是學(xué)生首次接觸“像”這個新概念,后面又將學(xué)到凸透鏡成像,所以,它既是重要的基礎(chǔ)知識,又具有承上啟下的重要作用。
    本節(jié)教材主要安排了一個《平面鏡成像》的探究實驗,讓學(xué)生自己動手實驗,自己總結(jié)規(guī)律,把科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和科學(xué)知識的學(xué)習(xí)放到同等重要的地位。
    【學(xué)生分析】
    光學(xué)現(xiàn)象是學(xué)生在生活中比較熟悉的,也是他們?nèi)菀装l(fā)生興趣的現(xiàn)象。教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣,充分發(fā)揮實驗的作用,迎合他們好奇、好動、好強(qiáng)的心理特點,調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性。此外,初中生的思維方式正處在由形象思維向抽象思維過渡的階段,因此,在教學(xué)中應(yīng)注意積極引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已掌握的基礎(chǔ)知識,通過理論分析和推理判斷來獲得新知識,發(fā)展抽象思維能力。 [來源:學(xué)*科*網(wǎng)Z*X*X*K]
    【教學(xué)設(shè)計思路】
    通過本課,使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力。本節(jié)的重點在“探究”和“設(shè)計”的過程上:“如何探究像與物是否等大”(實驗?zāi)康模鯓颖容^虛像與物的大小→找一個跟物體完全相等的物體(替代物)與像比較大小→怎樣才能同時觀察到像與替身物→把平面鏡改為白玻璃(實驗基本思想方法),教學(xué)中教師要合理引導(dǎo),防止出現(xiàn)學(xué)生盲目探究,在學(xué)生遇到問題時,教師要在思考方向上給以啟發(fā)、點撥,盡量由學(xué)生自己去思考、解決。
    【教學(xué)目標(biāo)】
    1.知識和技能
    (1)了解平面鏡成像的特點。
    (2)了解平面鏡成虛像,了解虛像是怎樣形成的。
    (3)理解日常生活中平面鏡成像的現(xiàn)象。
    2.過程與方法
    (1)經(jīng)歷“平面鏡成像特點”的探究,學(xué)習(xí)對實驗過程中信息的記錄。
    (2)觀察實驗現(xiàn)象,感知虛像的含意。
    3.情感、態(tài)度、價值觀
    (1)在探究“平面鏡成像特點”中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧,獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。
    (2)認(rèn)真記錄實驗信息,得出結(jié)論,具有實事求是的科學(xué)態(tài)度。
    【教學(xué)器材】
    每個實驗小組同樣大?。ㄩL短、粗細(xì))的蠟燭2支、平面鏡一面、平板玻璃一塊、火柴、支架、細(xì)線、刻度尺、白紙、電腦等多媒體設(shè)備。
    【教學(xué)過程】
    一、引入新課
    播放影片《紅樓夢》中關(guān)于劉姥姥在賈寶玉房間照鏡子的趣事片斷。
    教師:劉姥姥把誰看成了她的親家母?
    學(xué)生:她自己。
    教師:哪的自己?
    學(xué)生:鏡中的。
    教師:物理學(xué)中把劉姥姥照的那面表面是平的鏡子稱為平面鏡;鏡子外面的她稱為“物”;鏡子里面的她稱為“像”。今天我們共同學(xué)習(xí)“平面鏡成像”。教師課件展示課題。(本環(huán)節(jié)學(xué)生懷著好奇心觀看影像,感受“劉姥姥”第照鏡子時頗有趣味性的表現(xiàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時避免了解釋“像”是什么的困難,又對什么是“像”有了形象、直觀的認(rèn)識)。
    二、進(jìn)行新課
    1.提出問題、進(jìn)行猜想
    教師:同學(xué)們,我們經(jīng)常使用平面鏡,對平面鏡成像問題有許多感性的認(rèn)識,同學(xué)們能不能說一說平面鏡成像有哪些特點呢?(教師不做任何暗示,讓學(xué)生充分發(fā)揮想象)。
    學(xué)生:討論、歸納,可能有下列猜想:(允許有不正確的猜想并嘗試讓學(xué)生說出猜想的理由)
    (1)像與物體是等大的;
    (2)像是“近大遠(yuǎn)小”;
    (3)像與物體到平面鏡的距離相等;
    (4)像與物體對應(yīng)點的連線與鏡面垂直;
    (5)像和物體是左右相反的;
    (6)像是只能看不能用手去接觸的。
    教師:非常好!大家提出了很多需要去驗證的猜想,但由于課堂時間有限,這節(jié)課我們重點探究:像與物體大小是否相同,像與物相對鏡面的位置有什么關(guān)系?
    2.設(shè)計實驗
    教師:我們采用什么方法來驗證像與物體是否大小相等呢?(明確探究目標(biāo),然后給學(xué)生充足思考時間)。
    在實驗設(shè)計時,學(xué)生可能對“怎樣比較像與物的大小”感到困難,針對這種情況,教師可以將提出啟發(fā)性的問題,“我們怎樣比較兩個物體大小是否相等呢?我們怎樣來比較像與物的大小是否相等呢?”再讓學(xué)生討論,使學(xué)生明確問題的關(guān)鍵就是找一個跟鏡前物體完全相同的物體與所成的像進(jìn)行比較(替代物—兩支完全相同的蠟燭)。
    教師把學(xué)生分為2人一小組,用桌子上的平面鏡、形狀和大小都相同的兩支蠟燭做實驗試試看,行不行。(玻璃板暫不取出)。
    教師提出:同學(xué)們成功了嗎?有什么問題?讓學(xué)生自由發(fā)言。
    教師總結(jié):我們只能在平面鏡的前面看見物體的像,在背面看不見像了,沒有辦法把“替代物”放到平面鏡背面的所成像的位置上。
    教師引導(dǎo):大家在后面放一張白紙(相當(dāng)于一個光屏),屏上會出現(xiàn)物體的像嗎?為什么像不見了呢?(讓學(xué)生思考、分析、討論、得出結(jié)論)平面鏡成的像不是真實存在的。
    學(xué)生自由發(fā)言:鏡子后面的漆擋住了光線,無法透過。
    教師:平面鏡成的像不能在光屏上呈現(xiàn),不是真實光線相交而成的像,物理學(xué)把這種像叫虛像,而把能在光屏上呈現(xiàn)的像叫實像。(課件顯示:能在光屏上呈現(xiàn)的像叫實像。不能在光屏上呈現(xiàn)的像就是虛像。)那么平面鏡所成的像是虛像還是實像?
    學(xué)生:虛像。
    教師:怎樣才能同時看見像和“替代物”?
    教師啟發(fā):要同時觀察到像和替身物體,必須要讓物體通過鏡面的反射光線和替身物射出的光線都能進(jìn)入人眼。我們看見物體在平面鏡內(nèi)成的像是由于物體射出光線(或反射)經(jīng)過鏡面的反射進(jìn)入人眼的。
    學(xué)生:(思考、分析、討論),必須使平面鏡后面的替身物射出的光線透過平面鏡進(jìn)入人眼,才能同時看見鏡后的替身物。
    教師:非常好!(提問)那么現(xiàn)在鏡后的替身物射出光線為什么沒有透過平面鏡進(jìn)入人眼?
    學(xué)生:被涂在平面鏡后面的漆擋住,光線無法透過平面鏡。
    教師:那么怎么辦?
    學(xué)生:把涂在鏡后的漆刮掉。
    教師:想一想,有沒有其它辦法?
    學(xué)生:換成平滑的白玻璃做。
    教師:現(xiàn)在拿出平滑的白玻璃,再重做實驗。但在實驗前同學(xué)們要注意:如何確定像的位置?怎樣判斷后面的蠟燭與像已經(jīng)完全重合?玻璃板如何放置?實驗時蠟燭是否固定在一個位置上?
    師生討論得出:把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面,再拿另一支未點燃的蠟燭放在成像的位置,直到看上去與像完全重合,這個位置就是像的位置。在玻璃板的前面左右移動頭部,直到從不同位置看起來后面的蠟燭和像完全重合為止。實驗時玻璃板一定要豎直放置。實驗有偶然性,不足以說明問題,至少要將蠟燭的位置改變,重做一遍實驗,這樣得到的實驗數(shù)據(jù)才有說服力。
    3.進(jìn)行實驗與收集證據(jù)
    學(xué)生換用平板玻璃繼續(xù)完成實驗(如上圖所示)。實驗時教師還要提醒學(xué)生:不能忘記錄物、像和玻璃板的位置及實驗數(shù)據(jù);實驗時要注意玻璃板輕拿輕放,不要讓蠟油燙到手,實驗完畢要及時熄滅蠟燭。實驗即將結(jié)束時要引導(dǎo)學(xué)生觀察物像連線與玻璃板所在直線,這兩條相交的直線有什么位置關(guān)系?
    4.分析和論證:
    教師指導(dǎo)各小組學(xué)生做好實驗記錄,分析數(shù)據(jù),歸納結(jié)論。利用實物投影展示各小組的實驗記錄和數(shù)據(jù)及其結(jié)論。
    證據(jù)一:玻璃板(平面鏡)后面的像都與物體完全重合
    結(jié)論一:像與物大小相等
    證據(jù)二:物距和像距的實驗數(shù)據(jù)
    結(jié)論二:像與物到平面鏡的距離相等
    結(jié)論三:平面鏡所成的像與物體的連線垂直于平面鏡
    教師小結(jié):可認(rèn)為像與物體也是關(guān)于鏡面對稱。
    教師提問:我們能不能從理論上說明平面鏡成像的特點呢?課件顯示下圖,主要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識平面鏡成虛像的道理。
    教師:燭焰發(fā)出的光,經(jīng)過怎樣的路徑進(jìn)入人眼,讓我們看到像的呢?
    燭焰上S點發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后,反射光線進(jìn)入人的眼睛。人眼感覺這些反射光線好像是從鏡后的S/點發(fā)出的,人眼逆著反射光線看過去就看到了點S/,就是S在平面鏡中的像。實際上鏡后并不存在光源點S/,進(jìn)入人眼的光也不是由像點S/發(fā)出。像點S/是由反射光線的反向延長線相交而成的,它不是實際光線會聚成的,我們把這樣的像稱為虛像。平面鏡成像就是根據(jù)光的反射來成像的。
    教師:樹在水中的倒影是什么?為什么是倒立的? 讓學(xué)生討論、分析形成的原因。
    原因是:水面相當(dāng)一塊平面鏡;樹在水中的倒影實際上是樹的像,物體在水中的每一個像點都與所對應(yīng)的物點“等距”;所以從水面上看是倒的了。引導(dǎo)學(xué)生分析所成的像并不是真實存在的──是虛像(順勢給學(xué)生引入“猴子撈月亮”的故事,猴子為什么撈不到月亮)。
    5.評估與交流
    組織學(xué)生交流、討論:實驗操作中有什么不足之處?測量的結(jié)果是不是可靠?各組的探究結(jié)果是否相同?還想去驗證哪些猜想?相應(yīng)的實驗方案是什么?
    三、課堂小結(jié)(課件顯示)
    (一)平面鏡成像的特點
    1.像與物體的大小相等;
    2.像與物體到鏡面的距離相等;
    3.像與物體的連線與鏡面垂直;
    4.虛像。
    (二)平面鏡所成的像是虛像。所以不能在光屏上呈現(xiàn),只能用眼睛觀察。
    四、反饋練習(xí)(課件顯示)
    1.物體在平面鏡中所成的像的大小與( )
    A.物體到平面鏡的距離有關(guān)
    B.平面鏡的大小有關(guān)
    C.物體的大小有關(guān)
    D.物體放的角度有關(guān)
    2.在距離平面鏡8cm處點燃一支蠟燭,這時鏡中的像距平面鏡_ cm;若將鏡移到原成像的位置,則像向后移動_ cm。
    3.某人從遠(yuǎn)處走近一穿衣鏡時,他在鏡中的像以及人和像間的距離將( )
    A.像變大,人和像間的距離變大
    B.像變大,人和像間的距離變小
    C.像不變,人和像間的距離不變
    D.像不變,人和像間的距離變小
    4.在下圖中畫出物體在平面鏡中所成的像。
    附:探究報告單
    課題:平面鏡成像
    提出問題:平面鏡中成像時,像的大小、形狀、及位置與物體的大小、形狀及位置有什么關(guān)系?平面鏡所成像能否呈現(xiàn)在光屏上?
    進(jìn)行猜想:____________________________________________。
    設(shè)計實驗:____________________________________________。
    選用的器材:____________________________________________。
    進(jìn)行實驗與收集證據(jù):
    (1)用平面鏡做實驗;
    (2)換用玻璃板做實驗;
    (3)記錄數(shù)據(jù)的表格:
     蠟燭到平面鏡的距離/cm
     蠟燭的像到平面鏡的距離/cm
    第
    第二次
    第三次
    分析和論證:
    測量結(jié)果說明了什么?得出了什么結(jié)論?歸納總結(jié)出平面鏡成像的特點是什么?
    評估與交流:
    實驗操作中有什么不足之處?測量的結(jié)果是不是可靠?各組的探究結(jié)果是否相同?對于平面鏡成像的特點還有哪些猜想?準(zhǔn)備怎樣去驗證它?課后同學(xué)們自己探究一下。
    【教學(xué)反思】
    本節(jié)課雖然是學(xué)生分組進(jìn)行的探究活動,但考慮到學(xué)生實際知識和能力準(zhǔn)備的情況,還是要在老師的引導(dǎo)、啟發(fā)下有順序地進(jìn)行。要避免放得過松,導(dǎo)致探究活動進(jìn)行不完,同時要堅持教師的引導(dǎo)與學(xué)生自主相結(jié)合的原則,讓學(xué)生逐步完成實驗,在教師的引導(dǎo)下相互交流與評價得到結(jié)論,從而完成了本節(jié)教學(xué)目標(biāo)。探究過程也不必讓學(xué)生嚴(yán)格遵守探究的步驟,不要用條條框框來禁錮學(xué)生的思維,應(yīng)在教學(xué)過程中潛移默化地讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程和方法,發(fā)展他們初步的科學(xué)探究能力。