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第四章 在光的世界里第1节 光的传播一、目标要求1. 理解光沿直线传播的条件，认识反射、折射现象。 了解光在真空中的传播速度c3108m/s。了解光的在社会生活与生产中的一些应用 2. 观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象，认识光沿直线传播是有条件的。 通过讨论“光传播的是什么”，了解光是传播能量和信息的重要载体。 3. 通过介绍墨子在光学中的贡献，激发学生的民族自豪感，进行爱国主义教育。 通过对光沿直线传播的探究性学习活动，使学生认识到理论的片面性。二、重点与难点设计与组织关于“光总是沿直线传播吗”这一问题的探究活动是本节的重点和难点。三、教学过程1.实验探究过程设计 实验前展示一些霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、节日夜空中的多彩的激光等优美图片或视频，让学生欣赏绚丽景象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子，在轻松的环境中进入这节课的学习。光在空气中沿直线传播，学生在小学科学中已经知道，“光总是沿直线传播吗？”引导学生探究“光沿直线传播的条件是什么？”引导学生设计实验（1）光在遇到其他物体，在界面处发生反射；（2）光遇到其他透明物体，在界面处发生折射：（3）在同种不均匀介质中，光线可能发生弯曲。在探究活动中要求给每组学生配备激光笔，教师要强调激光束一定不能直射入眼睛。可以把激光笔发出的激光束照射到光滑的桌面以及小平面镜上，观察反射现象。用激光笔发出的激光束照射到水中或玻璃中，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，也可以在水中滴少许牛乳或墨水。光在同种不均匀介质中传播的实验难度较大，建议课上放一段实验的视频，有兴趣的学生可以课下探究。通过以上探究，教师应该引导学生对所观察到的物理现象作出总结，并得出“光在均匀介质中沿直线传播，光在两种介质的交界面，发生反射和折射”这一结论。2光的传播速度 在真空或空气中的速度c3108m/s。光在各种介质中的速度都比在真空中的小。在此，可以介绍诺贝尔奖获得者朱棣文使光在特殊介质里1s只传播几米，增强民族自信心。为了使学生理解光速有多快，教材中用一幅漫画加以注解，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。四、作业（一）“自我评价”参考答案1.可以。根据光在均匀介质中直线传播的规律，将两条光线作反向延长，交点即是室内电灯的位置。2.7.463.瞄准器等。第2节 光的反射定律一、目标要求1. 了解光的反射现象，知道法线、入射角和反射角的含义。 理解光的反射定律。认识反射现象中光路的可逆性。 知道什么是镜面反射，什么是漫反射。 2.经历探究“光反射时的规律”，获得比较全面的探究活动的体验。 通过“小制作”和“我的设计”，学习控制光束方向。通过对比观察，了解镜面反射和漫反射的主要差异。3. 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。 鼓励学生积极开展小发明、小制作活动，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。 通过“走向社会：太空镜”，提高学生将科学技术应用于生活和社会的意识。二、重点与难点重点光的反射定律， 难点是应用反射定律控制光束方向和镜面反射与漫反射的成因。三、教学过程1实验探究过程设计（1）课题的引入让学生认识到人类主要通过眼睛来获得信息，我们能够看见物体，是因为物体表面都能反射光，由此说明探究光的反射规律的意义。（2）光的反射定律的教学1.实验材料准备材料：激光笔、平面镜、白纸板、量角器、纸筒（牙膏盒）等。图4-2-1 2.实验过程（1）用光反射实验器演示光的反射规律：图4-2-1所示是光的反射实验器,实验器的底座上竖立着一个白色的光屏，光屏的平面上刻有角度，中间为0o, 0o的正下方O点处是放在底座上的小平面镜，用一条细小光束代表光线沿光屏的平面照射到平面镜上的0点处，这时光屏的平面上将显示入射光线A0以及由平面镜反射出来的反射光线0B。讲述什么是法线，什么是入射角和反射角。引导学生根据前面的实验结果总结出反射规律反射规律探究结束后，让学生做一些应用反射定律控制光束方向的练习，为平面镜成像的学习做一些准备。在教科书图4-2-3的小制作中，为什么要求两块平面镜要保持平行，并与水平方向成45？可以引导学生用光的反射定律来证明。在设计“将光偏转180的装置”中，可以让学生思考设计还有什么缺陷，怎样改进。2.关于光路可逆性的教学让学生看课本图4-2-5小猫和小聪的漫画，为什么有这种现象？光反射时光路的可逆性，再由学生做一下有关的实验，教师站在教室外，通过平面镜观察学生，学生也一样观察教师。3.镜面反射和漫反射的教学如果有太阳光射入教室，也可以演示太阳光斜射在平面镜上，会在墙上产生一个明亮的光斑；用白纸反射则不会产生光斑。提出问题：这是为什么？ 反射定律是以理想化的光线为研究对象，每一条光线在发生反射时，无论是镜面反射，还是漫反射，都遵守反射定律。当反射面是一个光滑平整的镜面时，平行光束里各条光线的入射角都相等，根据反射定律，反射角也相等，所以，反射光束仍然是平行光束，这种反射是镜面反射。图4-2-10中，平行光束照射到凹凸不平的反射面时，这反射面可以看成是由许多小的平面组成，据此，可引导学生解释漫反射的原因。问题：黑板“反光”是怎么回事？第3节 平面镜成像一、目标要求1.了解平面镜成像的特点。平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 了解日常生活中平面镜成像的现象。2.经历“平面镜成像特点”的探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。 通过折纸，感悟虚像的形成原因。3.在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题，“发现”成功的喜悦。通过对桂林山水的图片观察，感受大自然的美。通过对平面镜的物与像对称的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。通过实验，培养实事求是的科学态度。 通过利用平面镜的小发明、小制作，认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。二、重点与难点重点是设计探究平面镜成像特点的实验探究活动，难点是虚像概念的建立过程。三、教学过程1.实验探究过程设计 学生对平面镜很熟悉。通过节首图“桂林山水”，将平面镜的概念进一步拓广，同时学生能感受大自然之美。在平面镜成像实验探究中，要解决两个问题：一是掌握平面镜成像的特点，二是要学习实验探究的基本思路。（1）创设情景，提出问题让学生观察自己在平面镜内所成的像，并对成像的大小提出看法。通过观察，很多同学会象小聪一样，得出像比物小的想法。老师可以象小明那样把手放在镜子上，得出不同的结果。在此情景下，学生产生认知冲突，提出平面镜成像到底有什么规律的问题。（2）设计实验，进行探究制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀，通过讨论，确定实验器材，制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导，这样做可充分调动同学思维的主动性，使学生思路更加清晰，实验更有兴趣，实验探讨更有创造性，使学生有了敢于思考，敢于探索，敢于创新的精神。用玻璃板作平面镜，用相同的物体与像进行比较，通过视觉和触觉来感知虚像，是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法，是设计探究的关键。教材中，在实验中发现问题，学生讨论交流，以对话为路标，来经历这个设计过程。探究中，应该让学生把蜡烛至少换一个位置，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为培养科学态度，以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节，长此以往，会使学生养成不良的研究习惯，或形成以偏盖全的片面的思维方法。（3）分析与论证，提出新的猜想与假设在学生对若干次实验结论的分析时，要引导学生感知对称之美，提出关于物距和像距的猜想，进行探究。学生的探究活动，因为具有示范作用，所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验，自己总结出规律，老师要积极引导学生讨论交流，帮助学生制订探究的计划。（4）结论通过探究活动，要求能总结出平面镜成像特点：像与物体大小相同。 像和物体到镜面的距离相等。（5）实验探究中的几点说明找出物体在平面镜中所成的像的位置，是学生探究出平面镜成像特点的关键。实验时选用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做这个实验，可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点，可以在纸上事先画好坐标。这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上，把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上，玻璃板后面就出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面，移动这个棋子，直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行，学生都可以做好。 2.了解虚像是怎样形成的实验探究中，学生可以通过视觉和触觉来感知虚像，但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。所以教材的图4-3-4中，利用反射定律对光束分析，让学生来了解虚像的成因。为了使同学们能直观地看到光的传播过程及成像原理，有条件的老师可以用计算机课件来演示，结合实验时在玻璃板后面用屏幕接不着像的事实，使同学们理解虚象不是光的汇聚形成的。在“讨论交流”中，用纸条模拟演示过程，学生可进一步形象直观地认识平面镜成像的物理过程，从纸条的折叠和展开过程中能形象生动地认识物像关于镜面对称的关系。并由此总结出作图方法。3.平面镜成像的一些应用平面镜的应用比较广泛，教师引导学生对身边的事物观察，讨论一些平面镜成像的应用，例如水面倒影。也可以作为课后的活动，让学生调查生活中平面镜的使用等问题，或搞一些小发明，小魔术如万花筒等。第4节 光的折射规律一、目标要求1. 通过实验探究，知道折射光线、折射角的涵义，了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。了解光在发生折射时，光路的可逆性。 了解生活中的光的折射现象，并能用光的折射规律进行解释。2. 经历“光的折射规律”的探究过程，学习描绘光路、记录实验数据的方法。 体验由折射引起的错觉，在实验中养成实事求是的科学态度。3. 初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。二、重点与难点重点是光的折射规律，难点是用光的折射规律解释现象。三、教学过程展开1.实验探究过程设计： 首先让学生观看海市蜃楼的图片（图4-4-1）或视频（见所附光盘），引起学生的学习兴趣。然后通过观察图4-4-2的实验现象引入课题，从而激发学生的思维，引发学生思考。 用实验演示光从空气射入水中的折射现象时，教师应引导学生从实验现象抽象出光的折射示意图，最后画出光路图，由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、反射角等，为进一步探究光的折射规律作准备。有许多同学认为反射现象和折射现象二者不会同时发生。但事实上常常是反射和折射同时发生。借助这个演示实验，要澄清学生的模糊认识。实验探究中，先介绍实验装置：激光光源、玻璃砖等。让学生猜想，一束光射到玻璃砖平面上，进入玻璃的光线将沿什么方向行进，如果改变方向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折？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，注意观察玻璃中折射光线的方向怎样改变，记录光路。实验中如何记录光路，对学生是一个难点。教师引导学生由发光点、入射点、从玻璃的出射点来确定光路。最后，让学生总结出光从空气斜射入玻璃中时的折射规律。2.光路的可逆性：用实验模拟小猫叉鱼问题，由于折射成像问题比较复杂，让他们到实际中体验，使他们相信折射真的产生错觉。并由此引出折射光路可逆性的讨论。光路的可逆性也可通过实验来验证，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。3.物理欣赏：对折射的奇异现象，要求学生领略物理现象的奇异、美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。用光的折射解释课文所提供的物理现象对初中学生而言比较困难，因此只要求学生能知道这些现象是由于光的折射造成的，不必要求学生都能够进行解释。第5节科学探究：凸透镜成像(两课时)一、目标要求1.知识与技能 了解透镜的种类。 了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。 探究并知道凸透镜成像的规律。 了解透镜在投影仪中的应用。2.过程与方法 能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。 通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。3.情感、态度与价值观 具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和生活中的物理道理。 初步建立将科学技术应用于实际的意识。二、重点与难点本节教学的重点是探究凸透镜成像的规律，这也是教学的难点。三、教学过程第一课时 认识透镜(一)谈话导入:(二)新授:1.凸透镜和凹透镜认识:先让学生观察眼镜镜片，看看近视镜片和远视镜片有什么不同，然后学生出示各种各样的透镜：有的中间厚边缘薄，有的中间薄边缘厚，并画出板图如课本图311所示。再说明透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。 照课本图312简单介绍一下透镜的主光轴和光心。对于光心，让学生知道大致在透镜的中心处即可。 2.想想做做 做课本图313的实验来研究凸透镜对光的会聚作用。可让学生分组做，最好人人动手，以增加学生的体验，要使学生对凸透镜这种重要的光学元件对光的作用了解得充分一些。这个实验，可以在阳光下做，也可用平行光源（可用手电筒代替，但距凸透镜要远些）做，还可利用平行光源、光具盘和凸透镜演示。实验时，可以量出焦距。 用凹透镜代替凸透镜实验，可以说明凹透镜不能使平行光线会聚，对光有发散作用。3.焦点和焦距 根据实验现象画出板图如课本图314所示。介绍凸透镜的焦点、焦距，并在板图上用符号标出。对于学习基础好的学生，还可以进一步说明： 凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的； 焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折得厉害）； 凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。 (三)课堂小结,作业.1、拿两块透镜让学生测出焦距。这个问题已经在“想想做做”的栏目中做过了，这里让再做一遍，是让学生加深印象，同时让他们知道，不同的透镜焦距是不同的。 2、焦距短的透镜偏折得更多些。 3、把小灯泡放在凸透镜的焦点上，小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光。这里利用了前面学过的光路可逆性。 第二课时、生活中的透镜一、目 标 1、了解透镜在日常生活中的应用。 2、经历制作模型照相机的过程，了解照相机的成像原理。能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。 3、通过模拟相机的制作和使用，获得成功的愉悦。具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。初步建立将科学技术应用于实际的意识。 二、教学过程 1照相机 先出示真实的照相机，让学生仔细观察照相机的镜头，使他们对照相机镜头有直观的印象，指出它的作用就相当于一个凸透镜，来自物体的光线经过照相机镜头后，在胶卷上形成一个缩小的像。 想想做做 自制模拟照相机，使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。同时培养学生的动手能力。 模拟照相机的制作可照图322所示。本制作所用材料比较简单，可由学生自己去找，也可由教师准备。最好每人一套。 找两个直径大小相近，长约15cm的圆纸筒（也可用硬纸板折叠成方形纸筒），使一个纸筒刚好能够套入另一个。在直径较大的纸筒前面，固定一个凸透镜。在直径较小的纸筒前面，固定一个屏幕。屏幕可以用半透明塑料薄膜（或蜡纸、毛玻璃)制作。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒内。这样模拟照相机就做成了。 把模拟照相机对准某个人或物体，拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离，就能使物体在屏幕上形成一个清晰倒立的像。通过获得清晰像，让学生感受照相的过程。通过观察，可以知道，照相机所成的像是倒立缩小的实像。 2投影仪 投影仪是教学中经常使用的仪器，照图324介绍投影仪的构造。让学生仔细观察投影仪的投影镜头，演示利用凸透镜可以使物体成放大的像：把投影仪上的反光镜取下，使光线直接照射到天花板上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案的像，让学生仔细观察像的大小、正倒。也可用幻灯机演示。通过演示，让学生对利用凸透镜成放大倒立实像有较深的印象。 3放大镜 放大镜是凸透镜，也是常用的光学仪器之一。让学生用放大镜看书上的字，并改变放大镜到字的距离，观察字的放大情况。说明利用凸透镜能使物体成放大的像，但这个像与投影仪所成的像是不同的，它是正立的虚像，并且像与物体在同一侧。使学生对利用凸透镜成放大的虚像有一初步的印象。 课后作业： 1、手持凸透镜在窗户和与室内的白墙之间移动，移到某个位置时，窗框外的景物能在墙上形成一个清晰、倒立的像。 2、凸透镜在灯泡和白墙之间移动时，有两个位置可以在墙上得到所画图案的清晰的像。离灯泡较近的位置，像是放大的；离灯泡较远的位置，像是缩小的。所成的像都是倒立的。 3、找一块透明的硬塑料板或平板玻璃，在上面滴一滴水即可用来观察。用它看书上的字，字就被放大了。小水滴就是一个凸透镜。三、凸透镜成像规律一、目 标 1、理解凸透镜的成像规律 2、能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。乐于参与观察、试验、制作等科学实践。 二、教学过程：1探究凸透镜成像的规律 教师引导学生进行探究。 通过上一节的学习，我们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。 引导学生提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系? 然后让学生提出猜想：照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，看来像是放大的还是缩小的，跟物体和像的相对位置有关；无论照相机还是投影仪，物体和所成的像都在凸透镜的两侧，而在放大镜中，物体和像在透镜的同一侧，看来像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。 制订实验计划，指导学生做实验，验证上面的猜想是否正确。 实验前先向学生介绍实验装置和做法，使学生明白实验研究什么和怎样去研究。在学生知道了实验的目的和做法以后，让学生按照课本中列出的实验步骤独立地去实验、观察。课本上没有用光具座来做实验，是考虑到许多学校没有或只有数量很少的光具座。如果有用光具座做实验，会方便些。 照课本上介绍的方法，先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，调整光屏与透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透镜的距离，把数据记录课本上的表格中。 把蜡烛向凸透镜移近几个厘米，放好后重复以上操作，当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上得不到蜡烛的像。 继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。 在学生实验的基础上，让学生自己总结凸透镜的成像规律，并让他们书面或口头表述自己的观点。使学生知道：当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 2虚像和实像 当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，向学生说明这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。可以回顾平面镜成虚像的情况，使学生明白实像与虚像的区别。 想想议议 学生们知道了什么是实像，什么是虚像之后，让他们根据上面探究的结果，讨论并总结什么情况下凸透镜成实像，什么情况下成虚像，凸透镜所成虚像与平面镜所成虚像有什么相同之处。 3再结合凸透镜成像的规律，进一步认识照相机、投影仪、放大镜的原理。 照相机原理和构造 照相机是人们经常接触的东西，了解照相机的基本结构和原理是有文化的公民应该具有的科学常识。可以用照相机实物或模型与挂图对照讲解：镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。为了使学生对照相机的构造和使用了解得更实际些，可向学生介绍照相机的主要组成部分的作用和使用方法，主要是调焦环、光圈和快门。如果有照相机实物，做照相示范就更好。还可以让学生谈自己照相的体会，如何才能把相片照好，提高兴趣，活跃思维。同时可以问一些这样的问题，例如：为了使照片上人像大一些，照相时人应该靠近还是离开照相机一些? 投影仪的原理和构造 投影仪的构造主要有：镜头、投影片、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的；聚光镜为一组凸透镜，其作用是聚光，增加投影片的亮度；反光镜是平面镜，其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。根据凸透镜成像规律讲述投影仪的原理和基本构造，应指明投影片相当于上面实验中的蜡烛（物体），天花板相当于光屏，镜头起凸透镜的作用。投影片到镜头的距离稍大于焦距，所以在幕上能成放大的实像。 在介绍投影片时，需指出投影片应放在凸透镜的焦点以外，并且距焦点较近，在天花板上才能得到正立、放大的实像。 3、放大镜原理 凸透镜作放大镜，就是利用了凸透镜能成放大的虚像这一原理。 三、课堂小结，课外作业 玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时，透过水瓶会看到铅笔尖逐渐变长，到某一位置时，铅笔尖突然改变方向。 用凸透镜做实验，当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时，透过凸透镜会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，铅笔尖也会突然改变方向。（所用的凸透镜焦距要比较短） “傻瓜相机”也有光圈和快门，只不过它们都安装在机身里面，傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节，傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手动调焦。 第6节神奇的眼睛一、本节三维目标要求1.知识与技能 了解照相机的原理，知道眼睛看见物体的过程。 了解近视眼的成因，知道眼镜是怎样矫正视力的。2.过程与方法 动手自制照相机，认识照相机的原理。 通过照相机与眼睛的结构对比，了解眼睛看物体的机理。3.情感、态度与价值观 .能自觉保护视力，注意用眼卫生。二、重点与难点本节教学的重点是眼睛成像的机理，认识近视眼是教学的难点。三、教学过程眼睛成像是透镜成像规律的重要应用。照相机与眼睛有相似的结构，自制照相机，能使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。因此，对眼睛成像的认识，可以从自制照相机开始。通过生理学中的眼模型或课件，将生理眼抽象成简化眼模型。将自制照相机与简化眼对比，使学生认识到眼睛可以看成是精巧的照相机，眼球中的角膜和晶状体的共同作用，相当于一个“凸透镜”，视网膜相当于照相机的底片。从物体发出的光线经过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。这就是眼睛成像的基本原理。研究照相机可以使我们认识眼睛是怎样成像的。反过来，科技工作者们对眼睛结构的进一步研究，又促进了照相机的不断发展，特别是变焦照相机的出现，是仿生学的一个重要典范。眼睛与传统照相机的比较：眼睛照相机结构角膜和晶状体（相当于一个凸透镜）镜头（相当于一个凸透镜）瞳孔光圈视网膜（有感光细胞）底片（有感光材料）成像缩小、倒立、实像缩小、倒立、实像调节作用像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或减小）晶状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物体在视网膜上成清晰的像焦距不变，当物距增大（或减小）时，减小（或增大）镜头到底片间的距离，使物体在底片上成清晰的像对近视眼成因的探究，是这节内容的难点。实验探究中，应突出以下思维过程：近视镜与凸透镜组合，确定近视眼视网膜的位置；拿开眼镜，光屏像变模糊，表示是近视眼看物体的情形；向透镜移动光屏，再次成清晰的像，是近视眼实际成像的位置；从物体发出的光线经过近视眼的凸透镜后会聚在视网膜的前面；利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前放一个凹透镜，能使从物体发出的光线会聚在视网膜上。此探究过程还可以再作展开，增加一些环节，如可以在与之间，保持光屏与透镜位置不动，移动蜡烛，使之在光屏上成清晰的像，此时的蜡烛位置表示拿开眼镜的近视眼能够看清楚物体的位置。明白了近视眼的成因，应向学生介绍一些眼保健知识（如眼睛保健操等），还应在课下走向社会，进行一些近视眼方面的调查，使学生认识对眼保健的重要性。对于远视眼的介绍可以采用与近视眼成因类比的方式，并让学生知道为什么远视眼需要佩戴凸透镜。图4-6-1 J3303型眼球仪图4-6-2 在光具座上探究近视眼成因（二）材料准备与实验设计1.实验材料准备本节教学需要准备的材料如下：近视眼镜、蜡烛、凸透镜、光屏、自制相机等。2.实验设计（1）眼球仪（J3303型）中装有变曲率透镜，由成人眼球、光源、校正镜片，活动成像显示屏及底座组成。可以用来讲解眼球结构，并能演示视觉的形成，近、远视的原理及纠正的方法，也可以讲解光路成像。（2）对近视眼成因的探究，可以在学具的光具座（图4-6-2）上进行，这样有利于读数。三、作业（一）“自我评价”参考答案：1.近视眼的明视距离小于正常眼。2.照相机的基本使用参数见“参考资料”中的相关内容。（二）“物理在线”指导立体视觉是由两眼观物的不同视角而产生的视觉效果。在“参考资料”中有关于立体电影的内容，教师可以结合这些内容对学生进行辅导。第7节 通过透镜看世界一、本节三维目标要求1.知识和技能 知道望远镜、显微镜是由多个透镜组合而成的。 了解望远镜、显微镜的基本作用。2、过程与方法 经历利用两个透镜组成望远镜的实践过程。 经历利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程。 初步学习逆向、类比的物理思维方法。3、情感、态度与价值观 激发学生对宇观世界和微观世界进行观测的兴趣。 增强学生的自然审美能力，培养热爱自然、热爱科学的情感。 进一步形成科学的认识观。二、重点与难点本节的重点是让学生利用凸透镜自行组装望远镜和显微镜的两个动手操作过程。三、教学过程1显微镜 讲显微镜之前，可以先复习一下放大镜。用放大镜可以看清书本上的小字等较小的物体，要想看细胞等非常小的物体，用一个放大镜就无能为力了，这就引入了显微镜。 从凸透镜成像规律知道，凸透镜能使物体成放大的实像，凸透镜又能成放大的虚像，引导学生去思考：先用一个凸透镜使物体成一放大的实像，然后再用另一个凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了，这就是显微镜的原理。教学时可以在投影片画一小物体，先让学生仔细观察投影片画面上的这个物体，再把投影片放到投影仪上，让学生观察屏幕画面上的这个物体，然后让学生拿着放大镜再去观察这个物体。说明这就是显微镜的原理，显微镜是利用两个透镜放大作用的组合制成的。这里可以让学生讲一讲感受。 照课本图351介绍显微镜的结构。特别要强调两个透镜的组合作用，引导学生发散思维，培养学生综合运用所学知识的能力。 2望远镜 学过显微镜之后，学生知道了利用两个透镜的组合，可以制成显微镜，显微镜的物镜距离要观察的物体较近，使物体成一放大的实像。如果利用物镜使远处的物体成一缩小的实像，这个实像再经过目镜放大，就能看清楚较远处的物体，这就是望远镜。 照课本图352介绍望远镜的结构。利用望远镜能看清楚远处的物体，主要是由于望远镜物镜的直径比眼睛的瞳孔要大得多，它可以收集更多的光线，使远处的物体看起来更明亮。对于视角的问题，只要作简要的介绍， 让学生知道有这么一个概念，不要求学生完全理解。主要还是要强调两个透镜的组合作用。 课本中主要介绍了开普勒望远镜，同时可以向学生介绍其他类型的望远镜，扩大学生视野。 3动手动脑学物理 1、这个实验可以让学生做一下，但要注意安全，不要让烧热的玻璃珠碰到身体。 2、把放大倍数较大（焦距较短）的凸透镜放在靠近眼镜的位置时，远处物体看上去变大了；两个放大镜位置对调以后，远处物体看上去变小了。为了使远处的物体看得更清楚，就要使物体放大，所以要用两个焦距不同的放大镜。如果两个放大镜焦距相同，就没有放大作用了。 第8节 走进彩色世界一、本节三维目标要求1.知识和技能 了解光的色散现象，知道光谱的概念。 了解光的三基色，认识色光的混合。2、过程与方法 经历关于色光混合的实验探究。 体验利用计算机软件了解自然原理的探究过程。3、情感、态度与价值观 形成色光合成白光的观念，具有尊重事实的科学态度。 增加学生对色散的兴趣和体验。二、重点与难点让学生了解色光的三原色是本节的重点，教学过程中安排的探究以及讨论等活动都主要围绕这一教学目标进行。三、教学过程1.光的色散以老师和小聪、小明的对话形式展开，讲述了牛顿发现光色散的实验和色光合成白光的实验，介绍了光的色散和光谱的概念。教材可读性强，这部分的教学，可以先安排学生自己阅读，然后在老师指导下进行“色散”的实验。做好色散实验，是这节课成功的关键。为此，老师可多准备一些三棱镜，让学生观察太阳光的色散，认识光谱，获得对色散现象的感性认识和对太阳光谱美的体验。用棱镜做色散实验时，如果阳光不充足，也可利用投影仪的光，或灯泡的光，效果都比较理想。观察光色散的方法很多，如果没有足够多的三棱镜，教学中可以采用其他的方法。如利用平面镜和水来使白光色散，把由白光分解出的红橙黄绿蓝靛紫的色带反射到白色的墙壁上。生活中也有许多色散的现象，如：雨后天空出现的美丽彩虹，阳光透过养鱼缸在墙上出现彩色光带等，这些例子老师可适时补充。关于教材中图4-8-2所示色光合成白的实验，不要求演示，只是作为物理学史简单介绍即可。介绍光谱，可简单介绍“光谱是人类获得遥远天体信息及原子内部信息的主要途径”的一些高科技实例，展示科学的魅力，开阔学生眼界，提高学习物理的兴趣。2.光的三原色。有关“颜色之谜”的活动，内容丰富、充实，实验新颖，趣味性强。应让学生在自由的气氛中自主愉快地学习，在动手中认识科学概念。可以让学生用放大镜观察彩色电视画面上的各色光条。学生会发现，电视屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的，教材图4-8-7展示的就是这种情景。在此基础上，介绍色光的三原色，有利于学生理解。教学中，不要学生死记三原色光合成的图示（教材图4-8-6），而应让学生在探究的活动中去认识色光合成的效果，在实验活动中获得感性认识。如果条件允许，可以让学生到微机室用计算机来定量探究色光混合的规律，认识白、黑、灰和各种色光的三原色比例。具体操作如下：启动计算机，按以下程序点击：开始程序附件画图颜色编辑颜色自定义颜色。在画图程序调色板上，有红（R）、绿（G）、蓝（U）三个表示光强弱的数据块，能在0255范围内变化。调节红、绿、蓝三种颜色的强度，都达到255，在颜色/纯色板中，观察三原色光混合后的颜色是白色。 调节红、绿、蓝三种颜色的强度都到0，观察三原色光混合后的颜色是黑色。调节红、绿、蓝三种颜色的强度，能观察到任意颜色。这个实验不要求掌握，如果课上时间较紧张，也可在课下作安排。如果没有计算机，也可以通过彩色陀螺来认识色光的合成。颜料的混合与色光的混合的规律不同。三原色色光混合后为白色，三原色颜料混合后为黑色。对颜料混合的探究在家庭实验室有简单介绍，可以请热爱绘画的学生讲一讲调色问题，提高学生的学习兴趣。另外，本套教材的单色版（黑白版）中，因为无法显示多种色彩变化，教材舍去了“太阳光谱”、“色光的三原色”和“各种颜色的颜料”三个图。教师在教学过程中如涉及以上内容，可以通过相关资料予以展示。三、发展空间1“我的设计”指导在这个设计活动中，可以让学生发挥自身的想象空间，并通过实际操作获得切身感受。可以让学生考虑各种可能，如让手电筒射出的光透过两个不同颜色的透明胶片，将会有怎样的效果？如果将透明胶片剪成各种图案，会形成什么样的灯光效果？如此等等。2.“家庭实验室”指导在课外实验过程中，学生可能会产生疑惑：为什么颜料的三原色不采用红绿蓝的色光三原色。在指导过程中可以让学生考虑如何通过色光三原色产生黑色的问题。颜料混合的实验操作性很强，因此可以在课上让爱好绘画的学生向同学们进行前瞻性的指导，以提高大多数同学的研究积极性。
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