第四章 光现象 第3节 平面镜成像
【教材依据】人教版，八年级上册，第四章，第三节
一、设计思路
1、指导思想
平面镜成像是学生在学习了光的直线传播与光的反射规律后的一节实验探究课，它是前两节课知识的应用，所研究的现象与规律非常贴近生活，也是学生遇到的第一个比较完整的科学探究。这个探究在整个初中物理探究性学习中起示范作用，本节课的一些研究方法和思路，为后面一章研究凸透镜成像奠定了基础，所以本节具有承上启下的作用。本节教学设计以素质教育精神和新课程理念为指导，以«义务教育2011年物理课程标准»为依据,重在体现探究思想，让学生通过探究经历“提出问题”的过程，学会如何把一个比较宽泛的问题进一步明确化、具体化；认识到“收集证据”的重要性，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，学会从收集的证据中总结和归纳出规律性的知识，并体验科学研究的过程，受到科学研究方法的教育。并通过此探究活动，逐步体会到科学事实是检验科学结论的唯一标准，实验数据就是体验科学事实的证据，是进行科学分析的根据。
2、教学目标
- 知识与技能
①知道并能描述平面镜成像的特点。
②了解平面镜成虚像的原因。
③了解日常生活中平面镜的应用。
- 过程与方法
通过实验，探究并了解平面镜成像的特点，进一步学习实验探究的基本思路和方法。
- 情感态度与价值观
①能通过对平面镜、球面镜的应用的了解，领略物理现象的美妙与和谐，获得发现的喜悦，感受科学技术对人类生活的影响。
②通过经历科学探究过程，培养学生初步的科学探究能力，激发科学探究的兴趣与热情。
（4）现代教学手段的运用
多媒体课件、短视频，以及自制教具——万花筒、潜望镜等。
3、教学重难点
教学重点：探究平面镜成像的特点；
教学难点：探究平面镜成像的特点以及对虚像的理解。
二、教学准备
把学生分成若干组，每个小组准备：方格纸一张（学生提前画好格子），平面镜成像器材一套，完全相同的蜡烛两支，火柴一盒，刻度尺一把。
三、教学过程
（一）引入新课
方案一：播放与平面镜成像有关的视频——云在水里飘、河水“倒映”岸上的景物……引导学生思考并提出他们感兴趣的问题：
水中的倒影和岸上的景物之间有什么规律，大小改变吗，是正立的还是倒立的？
方案二：教师出示自制教具“万花筒”，让学生透过万花筒去观察。引导学生思考并提出问题：这么美丽的景象是如何形成的呢？今天，我们就来学习《平面镜成像》，去探索其中的奥秘。
方案三：用多媒体播放古诗《宿建德江》
移舟泊烟渚，日暮客愁新。
野旷天低树，江清月近人。
教师提问：在这首诗里，诗人所看到的月亮和实际的月亮大小一样吗？
以上设计方案中提出的问题，并不要求学生立即回答，只是为了引起研究兴趣，为探究“平面镜成像特点”中的“提出问题”作必要的铺垫。
（二）互动新授
1、平面镜成像的特点
让学生用桌面上的玻璃板去观察自己所成的像，思考：平面镜所成的像与物体的大小有什么关系呢，它和物体分别到达镜面的距离又有什么关系呢？
学生进行猜想与假设。
猜想一：像与物到镜面的距离相等；
猜想二：像是近大远小的；
猜想三：像与物大小相等。
……
设计实验：
请大家观察桌面上的实验器材，思考下面三个问题：
（1）反射面为什么选用玻璃板而不用平面镜？
（2）为什么准备两支完全相同的蜡烛？玻璃前的蜡烛代表什么，玻璃板后面的呢？
（3）方格纸有什么作用？
小组讨论后得出答案：（1）便于找到像的位置。（2）两支完全相同的蜡烛便于比较像与物体的大小关系。玻璃板前的蜡烛代表物体，后面的代表物体经平面镜所成的像。（3）方格纸便于比较距离关系。
讨论实验方案：教师引导学生分组讨论实验方案，并进行小组间的方案交流。针对学生暴露出的问题，教师应及时指导。方案如下：
照图那样，在桌面上铺好方格纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。
再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，放在玻璃板的后面，移动蜡烛，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置，同时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。为了得出普遍规律，还需要多次移动点燃的蜡烛，重复实验。
进行实验，收集证据：
学生分组实验，并记录实验数据，教师巡回指导，找出其中有代表性的操作，为交流和评价环节作准备。
实验记录数据如下表所示（多媒体课件出示实验数据表）。
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蜡烛到平面镜的距离 |
像到平面镜的距离 |
连线与镜面 | |
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第一次 |
10 cm |
10 cm
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垂直 |
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第二次 |
15cm |
15cm |
垂直 |
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第三次 |
20 cm |
20 cm |
垂直 |
分析与论证：
- 请各小组展示实验数据，并根据实验数据以及实验现象，归纳平面镜成像的特点。最后师生共同整理，得出以下结论：
①平面镜所成像是虚像;②像与物的大小相等;③像与物的对应点连线跟镜面垂直;④像与物到镜面的距离相等。
可以用一句话来概括平面镜成像特点,,那就是“像和物关于平面镜对称”。
（2）在本次实验中，你还有什么新的发现？
请各小组汇报此次探究实验中还存在哪些新问题，或出现哪些新状况。例如：
①后面的蜡烛无法与像重合；②好像看到了两个烛焰的像；③为什么要选择深颜色的玻璃板；
……
学生在教师的引导下解决这些问题：
如果玻璃板没有与桌面垂直，则后面的蜡烛将无法与像重合；由于玻璃板有厚度，会有两个反射面，所以成两个像；用深色玻璃，烛焰的像更清晰……
2、虚像的判断
让学生拿一张白纸在玻璃板后面去承接烛焰的像，观察像能否出现在纸上。学生发现纸上并没有出现烛焰的像。
教师指出：这就是虚像。并讲解实像与虚像的区别：实像，光屏可以承接；虚像，光屏无法呈现。然后教师引导学生通过作图来进一步理解虚像。
以点成像为例说明一下。如下图所示,我们从镜前点燃的蜡烛烛焰上任找一个发光点S,它发出的光线照射到平面镜上,根据光的反射定律,可以作出它们相应的反射光线,这样光线是发散的,它们不可能会聚。将它们进行反向延长,其反向延长线相交于一点S',反射光线就好像从S'点发出的一样,则点S'就是点S的像。由于镜后并不存在此发光点,故是虚像。对应于物体上每一个物点有一个虚像点,
这些虚像点就组成物体的虚像。
并指导学生看教材78页图4.3-3，指出平面镜后面实际并不存在发光点S’， S’也不是反射光线的交点，而是反射光线反向延长线的交点，所以是虚像。
巩固练习：给出一个发光点P, 让学生画出它的虚像点P’。
3、平面镜的应用
学生阅读教材78页到79页，以及科学世界部分，提出问题：
（1）平面镜有什么作用？
（改变光路，成像）
（2）凸面镜、凹面镜分别对光线有什么作用？请说出具体的应用。
也可以播放视频“凸面镜的应用”、深山“天眼”国之重器、“凹面镜的应用——太阳灶”拓宽视野。
(三)课堂小结
（1）请学生交流通过本节课的学习在知识和学习方法上都有哪些收获？
（2）解释导课环节老师提出的问题。
（四）布置作业
1、教材80页“动手动脑学物理”1、2、3题，巩固所学知识。
2、完成小制作——潜望镜。
- 教学反思
本节教学设计以义务教育物理课程标准为指导思想，体现新课程理念。通过实际教学，有以下几点收获：
- 以学生活动为主线。本节教学设计重在培养学生的实验探究能力，让学生体验科学探究的整个过程，所以学生是本节课的主体，教师的作用就是引导、点拨学生，避免包办式、急功近利型的教学方式。
2、关注科技前沿。例如对500米口径球面射电望远镜——中国天眼的介绍，把物理教学与科技前沿紧密联系，让学生感受到科技发展给社会进步带来的影响，体会物理的有用性，逐步树立科学的世界观。
3、鼓励学生小制作。以科技与自制教具为背景，是近十年来陕西中考的高频考点，本节用自制教具引入新课，并要求学生完成小制作，既紧贴中考考点，又提高学生的动手、动脑能力，激发了创造精神。
4、注重学科渗透。例如导课方案三用古诗词引入本节课的学习，以及授课环节对平面镜成像特点的概括——像和物关于平面镜对称，把物理知识的学习与其他学科联系在一起，让学生了解自然界事物的相互联系，符合物理课程基本理念——注意学科渗透，关心科技发展。
5、注重分层次教学。本节教学设计在设计意图上，既面向全体，又对优等生提出更高的要求。例如补充的问题，都是为了培养优等生，激发他们的求知欲望以及竞争意识。
存在问题:1、由于学生人数较多，课堂上难免有“混乱”。教师既要指导学生活动，又要维持课堂纪律，显得手忙脚乱。今后应注意各小组成员的分工，使每位学生都有明确的任务。
2、由于学生第一次进行探究性的分组实验，加之过高估计学生的能力，相当一部分学生刚开始无从下手，左顾右盼，不知如何去做。今后，应多给学生创设更多的机会，培养他们的探究能力、动手能力、创新能力，更好的体现新课程理念。
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