2025年度信息技術與課程融合優質課教學設計課題：第四章第1節光的直線傳播學時1教學設計思路：依據義務教育《物理課程標準》及對學生核心素養的培養，本節課以問題為線索、以活動為框架，通過實驗探究、演示實驗等多種形式讓學生參與其中。為學生提供多種不同透明物體，讓學生嘗試設計光在不同介質中的傳播實驗，引導學生經歷概念建構和探究規律的完整過程，最終得到光的直線傳播的條件是在同種均勻介質中，而并非大家普遍認為的光總是沿直線傳播的。培養學生嚴謹的科學態度，促進學生科學思維能力和科學探究能力的發展。讓學生運用知識解釋生活中真實的物理問題，從中認識物理學與生活、社會、科技的聯系和價值，樹立正確的科學態度。二、教學目標（一）物理觀念1.理解光源的概念，能區分自然光源與人造光源；2.掌握光在同種均勻介質中沿直線傳播的規律；3.知道光在真空中的傳播速度。（二）科學思維1.通過實驗觀察光的傳播路徑，歸納總結光的直線傳播規律；2.運用模型法建立“光線”的理想化模型，理解其意義；3.能用光的直線傳播解釋生活中的現象（如影子、日食、月食、小孔成像等）。（三）科學探究1.設計并完成探究光傳播路徑的實驗（如激光筆在空氣、水、果凍中的傳播）；2.通過小孔成像實驗，驗證光的直線傳播特性。（四）科學態度與責任1.感受物理與生活的緊密聯系，激發探索光現象的興趣；2.培養嚴謹的科學態度，尊重實驗事實并樂于分享探究成果。三、教學重點：光的直線傳播規律及其應用。四、教學難點：1．解釋小孔成像的原理及光在同種非均勻介質中的傳播現象；2．理解“光線”是理想化模型，而非真實存在的物質。五、教學方法：演示法、談論法、分組實驗法教學準備：教具：激光筆、噴瓶（裝有水）、水槽（裝有濃度不均勻的糖水）、自制小孔成像教具（“F”型LED強光光源，形狀可變、顏色不對稱的彩色光源，小孔形狀可變的轉盤和可以改變像距的推拉式紙箱）。學生分組實驗材料：激光筆、噴瓶（裝有水）、鹽水、洗手液、茶水、玻璃磚、果凍。教學資源：課本、教師教學用書、教學設計、課件（文字、圖片）等。八、教學過程（一）課前導入師：我們每天都會通過聲和光接收大量信息。之前我們學習了聲現象，了解了聲的傳播。關于光現象，你知道哪些物體能發光嗎？光的傳播又有什么特點呢？要研究光現象，首先要看哪些物體能夠發光，是誰給我們帶來了光明。（二）新知探究1.光源師：我們把能夠發光的物體叫做光源，我們身邊都有哪些光源呢？生：太陽、螢火蟲、燈、手電筒等。師：這些光源給我們帶來了光明，增添了生的氣息，或是營造了歡快的氛圍。其中像太陽、螢火蟲還有水母、燈籠魚、斧頭魚等是自然界本身就存在的光源，我們稱之為自然光源；像燈、手電筒還有蠟燭、火焰等都是人為制造的光源，我們稱之為人造光源。思考：月亮是光源嗎？生：是/不是。師：你為什么這么認為？生：回答1：夜晚，能夠看到明亮的月光，所以月亮是光源。回答2：月亮本身不能發光，由于反射太陽光而顯得明亮，所以不是光源。師：很棒，一個物體是否屬于光源，關鍵看它自身是否能夠發光。就像我們能夠看到身邊的同學一樣，是因為他會發光嗎？生：不是。師：那你為什么能看到他？生：是因為他反射了燈光（或太陽光）。師：所以，你身邊的同學是光源嗎？生：不是。師：那么月亮是光源嗎？生：不是。師：那波光粼粼的湖面是光源嗎？生：不是。師：對，同樣的道理，它們都是通過反射光而被看到，本身都不會發光，都不是光源。2.光的傳播提出問題：師：根據我們生活中觀察到的現象，你覺得光是如何傳播的？你的依據是什么？生：光是沿直線傳播的。生1：手電筒打出的光束是直的。生2：……的光束也是直的。師：特別棒，這些同學很善于觀察生活。我們發現，在有薄霧的天氣，可以看到透過樹叢的光束是直的；從汽車前燈射出的光束是直的；電影放映機射向銀幕的光束也是直的。這些現象說明了什么呢？（課件展示對應圖片）生：光是沿直線傳播的。師：認真思考一下，這些現象都是光在什么物質中傳播的情況？生：空氣中。師：所以只能說明什么呢？生：光在空氣中是沿直線傳播的。師：非常棒！那請同學們觀察老師手中的激光筆射出的激光在空氣中是否沿直線傳播。演示實驗1：實驗操作：打開激光筆，射向墻壁。實驗現象：激光筆發出的光照到墻壁上形成一個光斑卻看不到光傳播的徑跡。提出問題：我們無法看到激光在空氣中傳播的徑跡怎么辦？師：我們教室中有沒有光在空氣中傳播呢？生：有。師：但是我們能看到光的傳播徑跡嗎？生：不能。師：很多時候，光通過透明的物質傳播時，我們無法觀察到它的傳播徑跡，這個時候，我們可以怎樣讓它顯現出來呢？（根據學生的反應，給出適當的提示，引導學生觀察圖片中的三個情景做出猜想）什么天氣才能看到透過樹叢的光束？生：有薄霧的天氣。生：可以讓光通過水霧顯示出傳播的徑跡。師：是的，可以讓光通過水霧、灰塵、煙等物質顯示出傳播的徑跡。優化實驗：打開激光筆，射向墻壁，同時沿著光傳播的方向噴射水霧。實驗現象：激光在空氣中沿直線傳播。（驗證了“光在空氣中是沿直線傳播的”）進一步提問：師：光在其它介質中又是怎么傳播的呢？師：請同學們利用桌子上的實驗器材，嘗試光在不同介質的中傳播，以小組為單位設計實驗，驗證你們的猜想。學生分組實驗：學生利用老師提供的學具：激光筆、噴瓶（裝有水）、鹽水、洗手液、茶水、玻璃磚、果凍等自主設計實驗并探究光在不同介質的中傳播情況。教師巡視學生實驗情況，并給予適當的輔導、點撥，同時拍攝一些具有代表性的實驗現象待學生分組實驗后投屏，方便大家共同對實驗現象進行分析總結。實驗后的展示與分析：通過希沃白板“拍照上傳”功能展示學生實驗現象，學生舉手起立分別描述展示圖片中的實驗現象并嘗試總結實驗結論。圖片1：光在洗手液中沿直線傳播。圖片2：光在茶水中沿直線傳播。實驗結論：光在液體中是沿直線傳播的。圖片3：光在玻璃中沿直線傳播。圖片4：光在果凍中沿直線傳播。實驗結論：光在固體中是沿直線傳播的。圖片5：光從空氣斜射向鹽水中發生了偏折。實驗結論：光在不同的介質中傳播時可能會發生偏折。進一步提問：師：在同種介質中光一定沿直線傳播嗎？演示實驗2：實驗操作：打開激光筆，射向裝有濃度分布不均勻的糖水。（關燈，在較暗的環境中進行實驗）實驗現象：激光在水槽最上方近似為清水中沿直線傳播，而在下方不均勻的糖水中發生了偏折。（課件展示實驗對比圖片，引導學生得出實驗結論）實驗結論：光在不均勻的介質中傳播時可能會發生偏折。師：誰能總結一下，光到底是怎樣傳播的呢？生X：光在同種均勻介質中沿直線傳播。（讓學生在課本中找到這段話并在下面畫橫線，同時進行板書：光的直線傳播）師：強調一下，光的直線傳播有沒有條件？生：有。師：什么條件？生：在同種均勻介質中。（板書：1.條件：同種、均勻介質中）3.光線師：在后面的學習中，我們還要對光的傳播進行更深入的研究，（將激光筆緊貼黑板，在黑板上呈現一條光束）像這樣的一束光，我們可以引入一個模型來反應它的傳播情況。用一條直線表示它的傳播徑跡(板書：)，這束激光射向什么方向呢？生：向右。師：我們可以用什么來表示光的傳播方向呢？生：箭頭。（板書：）師：很好，像這樣的一條帶箭頭的直線我們稱之為光線。（板書：2.光線）點光源發出的光平行光源發出的光師：前面我們說到，很多時候，光通過透明的物質傳播時，我們無法觀察到它的傳播徑跡，思考：這里存在光嗎？（打開激光筆，射向墻壁）生：存在。師：那這里是否存在一條帶箭頭的直線呢？生：不存在。師：非常好，光線只是我們為了表示光的傳播情況引入的一種理想模型，并不實際存在，但光是實際存在的。4.光的直線傳播的應用師：光的直線傳播在我們生活中有著很多的應用，比如課本90頁中的這個例子：在開鑿隧道時，工人可以用激光束引導掘進機，使掘進機沿直線前進，保證隧道方向不出偏差。請同學說想一想，我們的生活中還有哪些光的直線傳播的應用？生1：排隊。生2：射擊。生3：……5.光的直線傳播的現象師：通常情況下，太陽光通過樹葉縫隙，在地上或墻上會形成圓形光斑。有時候太陽光通過樹葉縫隙，在地上或墻上會形成半圓形的光斑。思考：這是什么原因呢？（課件展示對比圖片）師：帶著這個問題我們先一起進行課本“想想做做”中的實驗探究，大家思考：從燭焰的不同位置發出的光穿過小孔后是怎樣傳播的？試著在圖中畫一畫，也許能幫助你解釋為什么能成這樣的像。演示實驗3：實驗操作：步驟1：打開自制彩色光源，觀察在光屏上成的像；步驟2：改變小孔的形狀，觀察像的形狀是否發生變化；步驟3：改變光源的形狀，觀察像的形狀是否發生變化；步驟4：改變孔到物體的距離、孔到光屏的距離，觀察像的大小有著怎樣的變化。（通過希沃白板“攝像功能”實時展示實驗過程，使所有學生都能清楚地看到最佳視角下的實驗過程,引導學生總結出小孔成像的特點）師：小孔成像的形狀與什么因素有關？生：與物體的形狀有關，與孔的形狀無關。師：所成像的特點呢？生：成倒立的實像。師：成像的大小與什么因素有關？生：與孔到物體的距離、孔到光屏的距離有關。師：小孔成像的原理是什么？（課件展示圖片）生：小孔成像的原理是光的直線傳播。師：現在你明白為什么光透過不同形狀的縫隙，在地上或墻上總會形成圓形的光斑了嗎？生X：這些圓形光斑都是太陽通過小孔所成的像，像的形狀與小孔，也就是樹葉縫隙的形狀無關。師：那么，第二張圖片中的光斑為什么是月牙形呢？生：太陽變成了月牙形。師：這種現象叫做什么呢？生：日食。（課件展示圖片）月亮擋住了太陽射向地球的光形成日食師：想一想，月食是什么在中間呢？形成原理又是什么呢？（課件展示圖片）地球擋住了太陽射向月球的光形成月食師：有些區域之擋住了一部分光，所以形成偏食，我們看到的月牙形光斑就是發生了什么形成的？生：日偏食。師：這些都是光的直線傳播的現象，我們身邊還有哪些現象是光的直線傳播造成的呢？一個大家都非常熟悉，每天都陪伴著我們的“朋友”是什么呢？生：影子。師：影子是怎么形成的呢？生：光沿直線傳播遇到不透明的物體時，在物體后面光所不能到達的地方形成一個陰暗的區域就是影子。師：人們利用影子做出非常有趣的手影，呈現故事的皮影戲，甚至古時人們就想到了利用影子制造出計量時間的日晷。（課件展示圖片）6.光的的傳播速度師：在風雨交加、電閃雷鳴的夜晚，你是先看到閃電還是先聽到雷聲呢？生：先看到閃電。師：打雷和閃電在遠處同時同地發生，但是我們總是先看見閃電，后聽到雷聲。這說明什么呢？生：光比聲音傳播得快。師：上一章我們學習了聲的傳播，知道聲也可以在空氣、水、玻璃中傳播，但是聲不能在真空中傳播。那么光可以在真空中傳播嗎？有什么經驗可以佐證你的猜想？生X：光可以在真空中傳播，因為我們能看到太陽光，而太陽光是通過宇宙真空到達地球上的。師：與聲音不同，光不僅可以在空氣、水等物質中傳播，而且可以在真空中傳播。請同學們閱讀課本91頁內容，了解光的傳播速度。在通常情況下，真空中的光速可以近似取c=3×108m/s=3×105km/s，光在空氣中的速度非常接近c;光在水中的速度約為3/4c;在玻璃中的速度約為2/3c.（板書：3.光速c=3×108m/s）師：我們一起來對比一下聲和光的傳播：（三）知識拓展師：通過閱讀課本91、91頁內容，思考：“光年”是什么物理量的單位？（學生自主閱讀課文，思考并回答問題）生：光年是長度單位。（四）本課小結通過這節課的學習，你有什么收獲？（五）隨堂練習1.下列對光傳播的說法，正確的是(C)A．光總是沿直線傳播的B．光只在真空中沿直線傳播C．光在同種均勻的介質中沿直線傳播D．以上都不對2.有關光線的說法，正確的是(C)A．光源發出的光叫光線B．光線是實際存在的直線C．光線是表示光傳播的路徑和方向的直線D．光線是光源發出的無數條線④⑥⑦①②③3.下列物體：①太陽②螢火蟲③水母④⑥⑦①②③4.人沿著街道走向街燈，再從街燈下走遠，則他的影子長短變化是(D)A．變長B．先變長再變短C．變短D．先