人教版初二物理上册光的反射优质课教学设计

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人教版物理八年级第四章第二节
《光的反射》教学设计
【设计理念】
注重科学探究，强化“过程”目标和“情感”目标。
【教学目标】
1. 知识与技能：
（1）认识光的反射定律，了解法线存在的意义。
（2）了解反射现象中光路的可逆性。
（3）了解镜面反射和漫反射。
2. 过程与方法：
（1）通过实验，观察光的反射现象。
（2）通过探究，获知反射光线跟入射光线和镜面间的位置关系，使学生得到比较全面的探究活动的体验。
3. 情感、态度与价值观：
（1）在探究过程中培养学生严谨的科学态度。
（2）密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活的意识。
（3）鼓励学生积极参与探究活动。
【教学重点】
1、通过实验探究“光反射时，反射光沿什么方向射出？” 2、法线的建构。
【教学难点】
1、 1、探究过程的实验设计。 2、空间里一条线的方向该如何描述。
【教法与学法】
观察法、实验探究法、交流讨论法。
【教学过程】
一、一、激光互动游戏
教师用一支激光手电（绿光）先射向天棚，旋转星头，欣赏图案。再射向镜子，也会在天棚形成图案。再邀请同学们用手中的激光笔（红光）也像老师一样照向镜子，并使光点在天棚集合。（设计意图：师生互动，共同参与。有别于陈述或图片展示，更为生动，能更好地激发学生的学习兴趣。）
二、新课教学
1.光的反射现象
通过上一节学习，我们知道了“光在用一种均匀介质中沿直线传播”。为什么我们刚才把一束激光向下照射，光束却射向了天空？学生会答：镜子反光或光的反射。正确！像这样：“光射到两种介质的分界面时，会改变传播方向，又返回原来介质中的现象叫光的反射”。今天我们就一起来研究“光的反射”。（设计意图：通过刚才的游戏引入光的反射现象，简洁、自然。）
2.探究“光反射时，反射光沿什么方向射出？”
（1）提出具体的探究问题
教师在黑板上画出镜面和入射光线，但反射光线如何准确画出？反射光线在空间里的位置有多种可能，如何唯一确定反射光线的位置？反射光是否遵循一定的规律？今天，我们就来探究“光反射时，反射光沿什么方向射出？”（设计意图：如果直接研究“光的反射规律”，问题不够具体，学生很难确定探究方向。）
（2）师生共同设计实验方案
请学生用激光笔发出一束光射向小镜子，观察光的反射现象并讨论一个问题：你能想到几种方法呈现出光的传播路径？通过学生回答再过渡到用平板呈现光路的方法。（设计意图：既呈现出了光路便于研究，又将立体空间的反射光线过渡到了与入射光线在同一个直观的平面内，降低了学生的探究难度。）
通过观察光的反射现象，你能说出反射光沿什么方向射出么？在反射现象中，反射光线和入射光线都过入射点，从而可以根据反射光线和入射光线确定一个平面。请同学观察这个平面跟镜面间的关系，提出猜想，并确定通过测量哪个夹角能证明你的观点？为了表述方便，我们把反射光线和入射光线所在的平面跟镜面的夹角叫做∠1。只研究了反射光在哪个面上，还未达到我们的探究目的，还需要研究反射光跟镜面的夹角。而反射光跟镜面的夹角又随入射光跟镜面的夹角而改变，所以还需要测出入射光跟镜面的夹角。为了方便，我们把入射光线跟镜面的夹角叫∠2，反射光线跟镜面的夹角叫∠3。现在我们既确定了反射光在哪个面上，又确定了反射光在哪个角上，就说出了反射光的方向了。现在，我们就完成了一次实验的设计。而为了得出普遍性的结论，就需要改变入射光做多次实验。（设计意图：其实反射光是空间里的一条线，要表述它的方向不但要确定它跟反射面的夹角，还要确定它跟另一个与镜面的垂直面的夹角。这需要高中立体几何的知识，为了降低学生的理解难度，就选定了反射光线和入射光线所在的平面，只要学生能探究出这个面就是我们需要参照的那个垂直面，即反射光线和入射光线所在的平面与镜面成90°角，就说明了反射光跟这个与镜面的垂直面的夹角为0°，再加上测出了反射光跟镜面的夹角，从而在空间里确定了反射光的方向。）
（3）进行实验
学生进行实验。在实验中一人负责操作器材，使平板上能呈现出反射光路，另一人负责测量和记录。两人共同观察实验现象。（设计意图：培养学生的动手能力，在实验中互相帮助、学会合作。）
（4）分析与论证
请学生展示测量的数据，并分析三次∠1都是90°得出：反射光线跟入射光线在同一个平面内，该平面与镜面垂直。通过分析∠3=∠2得出：反射光线跟镜面的夹角等于入射光线跟镜面的夹角。（设计意图：使学生经历从数据中分析、归纳规律的过程，培养其分析概括能力。同时，本探究是在不引入辅助线的条件下得出了光反射时的规律，符合多数规律发现的真正历程。至于辅助线——法线，是在规律被发现后才建构出来的。）
（5）评估
画一幅光路图，一条倾斜的入射光线射到水平放置的镜面上，将反射光线故意画成与入射光线重合。再提出疑问：这种现象是不存在的，但用刚才得出两条结论却不能验证它是错误的，这说明我们探究的结论尽管正确但不全面。回想刚才的实验现象，该如何补充我们的结论？答：只要光是斜着入射的，反射光线与入射光线不重合。（设计意图：课标中对“评估”的基本要求有一条是“有评估探究过程和探究结果的意识。很多探究的评估环节都是在讨论实验方案的改进问题，评估探究结果常被忽视。）
3.建构法线
其实有很多科学家都对光的反射现象分别进行了探究，并得出了实质上与我们相同的结论，但表述上略有差异。为了使结论得到最合适的表达，一些学者就在思考，能不能引入一条辅助线帮我们精炼地表述出光的反射规律。根据我们发现的第一条规律：反射光线与入射光线构成一个平面，且此平面与镜面是垂直的。保持入射点不动，改变入射光的方向，反射光也随之改变，且新的反射光线与入射光线又会构成一个仍与镜子垂直的平面。不断改变入射光的方向，会形成无数个这样与镜子垂直的平面。而这无数个平面有唯一的一条相交线，就是过入射点且垂直于镜面的线。这条线能根据入射光线来帮我们确定反射光线的位置，人们把这条线叫做法线。引入法线后，我们的结论可以怎样表述？再由学生答出光的反射定律。（设计意图：“法线“并不是真实存在的一条线，它是在人们研究出了光的反射规律后，为了表述方便而引入的一条作为参照的辅助线。通过这样的知识建构，让学生理解引入法线的真正意义。）
4.光路可逆
教师用两只激光笔演示光路可逆现象，并由学生得出结论：在反射现象中，光路是可逆的。
5.镜面反射和漫反射
光只要射到两种介质的分界面，一定会发生反射。请学生观察现象：将一束激光分别射向平面镜和白纸，通过区分现象，引出两种反射。平滑物体的表面能将光有规则地反射，这种反射就是镜面反射。例如平静的水面、光滑的瓷砖表面都会发生镜面反射。凹凸不平的表面会把光线向着四面八方反射，这种反射就是漫反射。大家从各个方向都能看到纸上的字、老师的衣服、大屏幕上的画面，就是因为它们对光产生了漫反射。（设计意图：本节课的主要目的是让学生经历一次科学探究，并了解光的反射定律的发现历程，所以“光路可逆”及“镜面反射和漫反射”不作为本节重点，故本节课对这两方面知识不进行深入挖掘。）
三、课堂小结
通过本节课的学习，你有哪些收获？（学生回答）再由教师补充：知识方面，大家总结的很好。另外，我们在课堂上经历了与科学工作者进行的相似的探究过程，在探究中运用了科学的研究方法，提高了我们的科学探究能力。
四、习题和作业
思考题：用水雾、灰尘、纸板等都可以将光的传播径迹呈现出来。我们能看到这些径迹应用了什么光学知识？我们看到的是光线么？
作业题：你知道自行车尾灯的奥秘吗？（设计意图：联系实际，提高科学技术应用于日常生活的意识。）