1、“光的反射”与“平面镜 一、“光的反射”教学设计 教学简案 教学目标： 1. 知识目标： （1）知道光的反射现象及有关概念； （2）理解光的反射定律； （3）知道光的反射种类并能识别有关现象。 2. 能力目标：培养学生的观察实验能力、分析归纳能力。 3. 情感目标：渗透辩证唯物主义思想教育，增强环保意识。 教学重点： 光的反射定律和应用。 教学难点： 反射定律中的“三线共面” 的理解和两种反射现象的应用。 教学方法： 1. 实验演示法：通过实物演示向学生展示清晰、直观的光的反射现象，引导学生带着 问题去观察、思考，归纳总结出光的反射定律。突破性的演示实验装置是帮助学生最直观 地解决重、难点问题
2、的关键。同时，演示实验与学生实验相结合，使教学过程活动化。 2. 竞赛法：充分利用学生的好奇、好胜心理，在课堂上展开竞争，激发兴趣。 3. 多媒体演示：教学的全过程采用多媒体辅助教学，克服传统教法的缺陷，最大限度 地创设生动的物理情景。 教学器材： 自制光的反射演示实验装置一套，能发出激光的手枪一把，贴在墙上的射击靶心一个， 铁架台、平面镜、白纸板各一个，学生两人一组的“多功能光学实验盒”若干（内含线性光 源、平面镜等），实验报告每人一份，视频展示仪，多媒体计算机，实物投影仪等， 1.5m1.5m 的平面镜（上有能盖住它的白布）。 教学过程： 一、新课引入 师：在刚刚结束的悉尼奥运会上，为我国
3、代表团夺得第一枚金牌的是什么项目？ 生：射击。 师：好，我们今天也来个射击比赛。哪名同学上来和我比试比试看谁射得更准？ （说明：用激光枪对准靶心射击。） 师：难分高下，都很好。为什么能够射得准？ 生：因为光是沿直线传播的。 师：很好。下面进行下一场比赛：要求把枪对着镜子射击，最后光准确地击中靶心者 胜利。 （说明：先后上来两名学生，都未能击中，老师一击即中。） 师：刚才的光还是不是沿直线传播的？是怎样的？ 生：不是，是反射的。 师：看来，同学们对反射现象很熟悉。还有什么东西可以反射光？ （说明：学生举例。） 师：好，其实所有的物体都能反射光。今天我们就来研究光的反射这个非常普遍的现 象。 （说
4、明：投影出课题，下有一波光粼粼的水面动画，并配有春江花月夜的主旋律。 ） （说明：与学生比赛的形式，再联系教学大赛前不久结束的学生很感兴趣的悉尼奥运 会，一下便引入了“光的反射”课题，调整好了课堂气氛，同时还为下一节的“平面镜成像” 埋下伏笔。） 二、新课教学 师：刚才，我把光反射后刚好能够击中靶心，说明光的反射是有规律的，我就是掌握 了这个规律才有此“绝招” 的，你们想知道吗？ 生：想。 师：好，下面我们就用实验的方法来研究光反射时遵守的规律。 （说明：激光棒发出激光，射到转盘上的平面镜上。） 师：同学们看到光了吗？ 生：没有。 师：我们看不到光，那么怎么找规律呢？（拿出一根管）让光从这根管
5、中穿出来，这 根管就相当于什么？ 生：光线。 师：好，现在看得见了吧。（拿出第二根管）同样，让反射光也从管中穿出来 （边 说边做），这根管就代表了反射光线。现在两条光线清晰可见了，这名同学，你能看出它 们有什么规律吗？ 生：看不出来。 师：既然看不出来，那我就再加上一条辅助线（拿出第三根管，边说边放）。经过入 射点、垂直于镜面的线叫做法线。现在怎么样？谁能说出其中的规律？ 生：那两个角相等 师：等一下，哪两个角？不好说是不是？好，为便于叙述，我们再起两个名字 把入射光线与法线的夹角叫做入射角，把反射光线与法线的夹角叫做反射角。 师：一下子给出了这么多新概念，是不是有点混了？好，让我们共同梳理思
6、路。 （说明：利用课件，顺序给出“一点、一面、两角、三线”的概念。） 师：准备工作就绪，我们再来寻找规律。（利用视频投影仪将“三线”投上屏幕，转动 转盘，“三线共面 ”清晰可见。）在空间里，确定了“ 面”，（拿出一块画有法线的泡沫平板） 只要再确定“边 ”和“ 角”，就固定了我们要找寻的“反射光线 ”。（课件投出实验三步骤和空 缺的结论）下面，同学们利用桌上的光学实验箱，完成实验步骤二、三，找出边和角的规 律，填好实验报告。 （说明：实验结束后，师生共同填好课件上的结论部分，总结出光的反射定律。） 师：（回到演示实验装置）如果现在我让光线沿这个方向（手指原来的反射管）入射， 反射光线会是怎样的
7、方向呢？为什么？ 生：会沿着以前的入射光方向，因为根据光的反射定律 师：这种逆向传播，我们叫做“光路可逆”（课件投出推论：反射时光路是可逆的）。 下面，我们做个小游戏每个同学通过前面的镜子时看到了谁的眼睛，请在学习资料 上填写出来。 （说明：做完游戏后，学生之间进行交流。） 师：你们发现了什么现象？ 生：我通过镜子看到了他（她）的眼睛，他（她）就能从镜子里看到我的眼睛。 （说明：老师用课件演示此动态过程，强调光路可逆。学生练习，做学习资料上的第 3 题，老师利用视频投影出两个同学所做的题，同时简单总结作反射光线的一般步骤。） 师：下面我们再请一个同学分别对着镜子和白纸板射击，注意观察上面光斑的
8、亮暗程 度。谁能说出产生这些现象的原因？ 生：白纸板上的光斑亮点多，因为 师：请同学们用手摸一摸镜面和纸面，感觉有什么不同？ 生：镜面很光滑，纸面粗糙得多。 （说明：老师利用多媒体课件介绍平行光束分别射到光滑面和粗糙面的光路图，引出 镜面反射和漫反射的概念，接着讨论漫反射是否遵循反射定律的问题，最后，老师结合刚 刚做过的练习第 4 题得出结论。） 三、小 结 1. 知识结构：由大量的光的反射现象总结出定律，再应用此定律解释一些典型现象 （包括漫反射和镜面反射现象）。 2. 知识内容： （1）反射现象： （2）光的反射定律： （3）两种反射： （4）反射现象在生活中的意义： 使我们看见本身不发光
9、的物体及有些发光的物体主要靠漫反射； 制作各种镜子非常有用的光学元件； 危害黑板反光、光污染等。 （说明：多媒体投出以上内容，在重点补充介绍“意义”时，“漫反射”链接月亮反射太 阳光的示意图等；“各种镜子”链接平面镜、凸镜、凹镜等的应用图片；“光污染”、“ 黑板反 光”分别链接一段自己拍摄的录像片。最后再做一演示实验：将一张清晰的图片投影在盖 住平面镜的白布上，正当学生欣赏时，忽然拉开白布，露出镜子，一下子什么都看不见了， 学生顿时惊讶地叫起来。） 最后留下约 5min 的时间自由活动：自己动手利用演示装置找反射光线，射击比赛， 自己发现或创作两种反射的现象等。 教学设计说明 1. 本节课中真
10、正让学生难以理解的只有“三线共面”这一点，所以为突出这一点而精心 设计了一套演示实验器材，难点不攻自破。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。 主要实验设计如表 4 所示。 表 4 实验内容 实验类 型 主要器材 主要目的 说 明 射击比赛 1 演 示 激光枪、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） 演 示 比上面多一块平面镜 引出光的反射 研究光的反射定律 1 演 示 “光路显示器”全套装 置 清楚地显示出“三线” ， 使反射规律一目了然 使“三线共面”这 一难点不攻自破 研究光的反射定律 2 学生分 组 “多功能光学实验盒”
11、两人一套 精确研究“两角相等” “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 激光枪、并排直立的白纸和平面镜 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 2. 谁都明白，人在竞争中最富激情，本节课利用学生在熟悉的现象范围里展开竞争来 充分调动积极性“兴趣是最好的老师”。 3. 在生活中光现象随处可见，本节课充分利用多媒体将生活中的物理现象信手拈来， 像“光污染”、“ 黑板反光”等，便于学生理解和应用 “生活是最深刻的实验”。 创新点
12、实录 1. 实验教具的创新自然是教学改革的一个重要部分。长久以来，学生一直稀里糊涂蒙 混过来的“共面 ”问题（也是本节课的惟一难点），在本节课得到重大突破，并可以说是彻 底解决了。另外，在“法线、入射角和反射角”等概念的引出上体现出其必要性。 自制的光的反射定律演示实验装置如图 1 所示。中间的空心塑料管长约 0.8m，直径约 1.5cm（另两根与它尺寸相同），喷成黄色，下用铁丝圈制作的底座支撑，塑料管竖直悬 起；左右两根塑料管安装在长方体木块上，其倾斜角度可通过连接处灵活方便地调节，喷 成红色，并可附上箭头以表示光的传播方向；其中一根塑料管的上方管口插入一个市面常 见的激光棒，可使激光从管中
13、通过并射到下面的大平面镜上。所有这些都放在一个大转盘 上（就像餐桌上的那种）。 演示实验时，从一根管口射出的激光，经下方的平面镜反射后，通过调节另一根管， 使反射后的激光再从中射出，于是，三根管便分别代表了入射光线、法线和反射光线，再 借助实物投影仪，转动转盘，“三线共面”便清晰可见。 2. 详略的处理：重点突破“共面”，而有关“ 异边”和“等角”的问题，学生利用“多功能 光学实验盒”，花上 3min，分组实验后就不需要多言，因此，本设计没有像一般课中那样 把三者并重处理。 3. 新课的引入：从澳门购回一把纯手枪式玩具激光枪，它能瞄准，射出激光时伴有声 音，这些都正合本节课的设计要求（内地市场
14、好像比较少见）。再联系教学大赛前不久结 束的悉尼奥运会上的首枚金牌，采用与学生竞赛的形式，一下便引入了新课，调整好了课 堂气氛，同时还为下一节的“平面镜成像”埋下伏笔。 4. 节奏问题：根据学生注意力的特点，合理分布一节课的“闪光点”，这是始终吸引住 学生的关键。本节课开始部分的射击比赛引题，接下来的自制演示教具研究“三线共面”， 学生分组实验研究“两线异边”和“ 两角相等”，中间部分的从镜中相互找眼睛的自由活动 （体会光路可逆），激光枪射击并排的白纸和平面镜，结束部分的“光污染”录像，幻灯机 投出的在揭开白布时生动清晰的米老鼠从剩下的平面镜上忽然“消失”等实验和学生活动的 合理穿插，使整节课
15、高潮迭起，避免了“龙头蛇尾”的现象。 “光的反射”学习资料 1. 实验 1 （定面）：反射光线在 _ 平面上。 实验 2 （定边）：任意改变入射光线，看反射光线能不能与入射光线位于法线的同一 侧。 实验 3 （定角）：反射角与入射角的关系如表 5 所示： 表 5 入射角 75 60 45 30 0 反射角 结论： 2. _ （填写自己的姓名）通过镜子看到了 _ 同学的眼睛。 3. 如图 2 所示，作入射光线的反射光线。 4. 如图 3 所示，分别作出一束平行入射光线的反射光线。 5. 填写表 6。 表 6 知识 层次 学习目标 知识总结 法线、入射 角、反射角的概 念 入射点：_ 法 线：_
16、入射角：_ 反射角：_ 知 道 两种反射 _ 反射和 _ 反射，它们 _ （填“一定” 或“ 不一定 ”）遵循光的反 射定律。 理 光的反射定律 反射光线跟入射光线、法线在同一 解 _ 上。 反射光线跟入射光线分居在法线的 _ 。 反射角 _ 入射角。 会 会进行简单的角度计算 会作光路图 6. 一光线与镜子成 65角入射，则入射角是 _ 。 7. 一光线垂直于镜子入射，则入射角是 _ ，反射角是 _ 。 8. 要使反射光线与入射光线垂直，则入射角应是 _ ；若入射光线逐渐向法线 靠拢，则反射光线将逐渐远离 _ 。 9. 如图 4 所示，已知镜面和反射光线，作出法线和入射光线。 10. 如图
17、5 所示，要使倾斜的阳光竖直照射到深井的底部，请在图中作出反射镜的位 置。 二、“平面镜”教学设计 教学流程 知识框架（围绕本节的知识重点平面镜成像特点展开） 学生活动线索：观察实验分析欣赏观察小结升华 教学简案 教学目标： 1. 知识目标：知道平面镜成像的特点，并用来解释简单现象；知道平面镜成像原理和 虚像的概念；知道平面镜的应用。 2. 能力目标：培养实验、观察、分析、解决实际问题的能力。 3. 德育目标：热爱科学、探索真理、实事求是的严谨的科学态度和思维习惯；简介我 国的水镜、铜镜历史，进行爱国主义教育。 4. 美育目标：一组精美的“倒影”照片，是对学生美的熏陶，同时进行热爱大自然与环
18、保教育。 教学重点： 平面镜成像特点及对学生观察、实验等方面能力的培养。 教学难点： 虚像的概念与创造性能力的培养。 课前准备： 1. 演示教具：“魔箱” ，“ 水中的烛焰 ”，两块成直角的大平面镜（高 1.8m），小平面 镜，自行车尾灯，白纸一张，小黑板，钟，自制高 1m 以上的潜望镜 24 个，多媒体电脑 系统。 2. 学生分组（25 组）：玻璃，蜡烛两支，尺，万花筒，小魔镜，粉笔。 3. 组织形式：打破常规，在教室前面或中间留出较大空间，以便学生活动。 教学方法： 1. 建构原理的前概念策略实验探究：本节内容看似简单，因为学 生比较熟悉平面镜，可正是因为学生有了一定的前概念，其中相当一部
19、 分又是非常重要却偏偏是错误的，且极其顽固，像“人离平面镜越远像越小”等，这些“经 验”所形成的前概念仅仅靠一节普通的课是很难达到教学目的的。为此，我依据“建构主义 的学习理论”，针对学生普遍存在的错误的前概念（经过事先调查了解的），先进行测试， 然后针对典型问题设计实验，由学生自己动手，探索出实验结果。 2. 活动课：整节课安排了学生分组实验和学生自由实验、观察活动两大环节，占用的 时间在 15min 以上。因为初中二年级学生还是以感性认识为主，让学生在活动中获取知识 应该是较好的手段。 教学过程： 1. 魔术般的实验，激发学生的兴趣，导入“前概念”，“ 魔箱 ”和“ 水中的烛焰”现象演示。
20、 （说明：从节奏来说，这是第一个“强音”，旨在激发兴趣，针对明确。） 2. 测试“前概念” 的试题（见点评），导入针对性的实验，进入新课教学。 重看“水中的烛焰” 实验，学生在教师引导下进行分组实验，探索研究“平面镜的成 像特点”，实验的同时，多媒体显示：在镜、像之间放一硬纸片，初步建立虚像的概念。 （说明：变教材的演示实验为学生实验，体现活动课的特点。但因时间关系，需要教 师的引导。这是第二个“强音”。） 总结出特点后，做如下练习：作出人在不同远近所成的像（如图 6 所示）。再播 放小汽车由近及远和由远及近的录像，说明实际大小不变而看起来大小不一样的视觉现象。 （说明：练习加录像，完全针对测
21、试“前概念”题，使学生有“恍然大悟”的感觉，并 适时指出生活经验与科学真理的关系。） 复习光的反射作图（学生作图采用实物投影评讲）。 （说明：为分析成像原理作准备。） 利用课件简要分析成像原理：比较小孔所成的像，说明像的 虚实。 （说明：突破难点。） 演示“镜子里的钟” （左右相反）。 （说明：复习巩固成像特点，领会对称性。） 简介水镜、铜镜，电脑展示一组精美的“倒影”照片，并鉴别“倒影”的真假（用电脑 制作一张假的“ 倒影” 照片）。 （说明：进一步巩固对称性；美育；环保。第三“强音”。） 观察“半身像” 实验，其原因分析作为课后思考题，进入平面镜应用教学。 （说明：培养观察能力，与魔箱一样
22、，不解释原理，以留回味余地。） 平面镜应用一：成像。 （演示）单个镜子现象：人悬空； 两块镜子组合（影音资料）：万花筒，死光现象，潜望镜。 （说明：这一系列实验现象，不仅妙趣横生，更能培养学生的观察能力和分析思维能 力，尤其可以将零散的经验系统化，从而系统地认识自然，对自然界的认识由简单（少） 到复杂（多而零散杂乱）到简单（系统有规律），这就是升华。第四“强音”。） 平面镜应用二：改变光路。 香港汇丰银行大楼上的日光镜； 观察投影仪上的平面镜； 自行车尾灯。 （说明：总结实验与观察所得，明确以前的错误，再次巩固，完成重建知识结构的过 程，体现“建构主义的学习原理”。） 重做测试 “前概念” 试题。 小结本节课所学。进一步系统化本节知识。 3. 创新练习：物体在两块平面镜之间成像时，其像的个数与两平面镜的夹角的具体关 系。 小 结 一、平面镜成像 1. 实验研究：2. 成像特点：所成虚像与物体关于平面镜对称。3. 成像原理： 二、平面镜的应用 1. 成像：两块镜分别成 180、90 、60（万花筒原理）、0的成像及潜望镜成像等。 2. 改变光路：香港汇丰银行大楼上的日光镜、投影仪上的平面镜、自行车尾灯等。
