光现象单元整体教学设计

【作业表单：单元整体教学设计表单】基本信息单元（或主题）教学设计单元（或主题）名称光现象1.单元（或主题）教学设计说明（依据学科课程标准的要求，简述本单元（或主题）学习对学生学科素养发展的价值；简要说明教学设计与实践的理论基础。学习单元可以按教材内容组织，也可以按学科学业发展和学科核心素养发展的进阶来组织，还可以按真实情境下的学习任务跨学科组织。）本主题单元主要研究光现象及其规律，内容包括：光的直线传播、光的反射规律、平面镜成像特点、光的折射、光的色散以及跟现代生活十分密切的两种看不见的光——红外线、紫外线及其应用。光现在在日常生活中非常普遍，学生在实际生活以及小学《科学》课程中对光已经有了一些感性认识，教材在初三上学期安排这一部分内容，旨在让学生将对光的初步认识转化为理性认识，理解一些光的形成、传播规律及其应用，初步建构知识体系。另外，光学内容所需要的数学工具较为简单，学生进行知识学习所需的起点较低，因此教材提供了丰富的学生探究活动方案，突出科学探究与科学内容并重的理念。学习这些知识对人们的日常生活、生产技术和科学研究有着重要的现实意义。2.单元（或主题）学习目标与重点难点（根据国家课程标准和学生实际，指向学科核心内容、学科思想方法、学科核心素养的落实，设计单元学习目标，明确重点和难点）单元学习重点：通过实验，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射现象及其特点。单元学习难点：通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系，知道平面镜成像特点及应用。3.单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）（介绍单元整体教学实施的思路，包括课时安排、教与学活动规划，以结构图等形式整体呈现单元内的课时安排及课时之间的关联。）本单元划分为五个专题：光的传播；光的反射与折射；平面镜成像；光的色散；看不见的光，最后成果交流和展示，以拓展学生的视野，激发学生的学习兴趣。这样的处理，便于让学生先从整体上认识光现象，再进一步了解光的反射、折射规律，最后在分析光的应用用和危害，让学生可以较全面的把握关于光的知识。本单元以学生合作、实验探究为主要学习方式。第1课时教学设计（其他课时同）课题光的传播课型新授课☑章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□1.教学内容分析（分析本课时教学内容在单元中的位置，核心内容对发展学生核心素养的功能价值分析，蕴含的正确价值观念，已学内容与本课内容的关联。可用结构图示呈现）本节课是光学开篇的第一节，涉及光的产生和传播，其中光的传播包括传播规律、直线传播的应用、传播速度等方面内容。光的直线传播规律是几何光学的基础，是学习光的反射和折射必备的基础知识。光线是一种理想模型，通过光线教学，可以初步培养、训练学生利用物理模型来研究物理问题的能力，同时可以训练、培养学生的抽象思维能力。2.学习者分析（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）光这个名词是学生所熟悉的，学生从小就接触到各种形形色色的光现象，但由于缺乏切身感受和直接经验，他们对光的传播规律的印象只是生活中的一些感性和片面的认识，认为光要么沿直线传播，要么发生反射，而对于光在同种不均匀的介质中传播路径会发生弯曲不容易理解。为此，教学中应设计好相关实验，为学生提供亲身经历，主动参与的机会，激发学生的学习兴趣，加强学生的直接经验和亲身体验，在实验事实基础上，帮助学生全面的理解光的传播规律。考虑到初二学生已经具备了一定的逻辑推理能力，和应用所学知识解释解决简单问题的愿望和能力，本节课在体验过程中设置了一些具有相当难度的问题，为学生挑战难关，获得成功喜悦创造了环境，同时也培养了学生的逻辑思维能力和小组交流合作的能力。3.学习目标确定（根据国家课程标准和学生实际，指向学科核心内容、学科思想方法、学科核心素养的发展进阶，描述学生经历学习过程后应达成的目标和学生应能够做到的事情。可分条表述）1.了解光源，知道光源大致分为天然光源和人造光源两类。知道光在真空中的传播速度。2.通过观察光在空气和在水中传播的现象，了解在同种均匀介质中的传播特点。3.了解光沿直线传播的一些自然现象和在生活中的应用。4.通过观察和分析生活中与光有关的实例，形成对物理的兴趣，养成关注周围世界的好奇心，意识到物理与生活的密切联系。学习重点难点知道光在同种均匀介质中沿直线传播。知道光在不同介质中的传播速度5.学习评价设计（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）学习成果及评价：学生要列举说明光沿直线传播的实例，并解释怎么能够说明光沿直线传播；积极参与交流讨论，共享观点。6.学习活动设计教师活动学生活动环节一：（根据课堂教与学的程序安排）利用手影引入新课教师活动1（教学环节中呈现的学习情境、提出驱动性问题、学习任务类型；对应学生活动，示范指导学科思想方法，关注课堂生成，纠正思维错漏，恰当运用评价方式与评价工具持续评价促进学习。下同）首先请一位同学上来表演手影，观看后提出问题：形成手影需要具备什么条件?之后师生共同总结得出光源的概念。学生活动1（学生在真实问题情境中开展学习活动；围绕完成学习任务开展系列活动与教的环节对应，学生分析任务-设计方案-解决问题-分享交流中学习并有实际收获。下同）学生思考并回答，要有光。学生小组讨论，寻找自然界和生活中的发光物体活动意图说明：（简要说明教学环节、学习情境、学习活动等的组织与实施意图，预设学生可能出现的障碍，说明环节或活动对目标达成的意义和学生发展的意义。说出教与学活动的关联，如何在活动中达成目标，关注课堂互动的层次与深度）本环节以手影引入新课，贴近生活，使同学们对所学的知识感到亲切，调动学生的学习热情，从而很顺畅的提出问题，引入新课教学。环节二：光的传播教师活动21.光在同种介质（空气、水、果冻）中的传播演示实验：打开激光笔，照射到墙壁上，会看到有一个小光斑。提出问题：我们只看到了一个小光斑，没有看到光是如何传播的。同学们能不能想个办法让光的传播径迹显示出来呢?想一想，生活当中我们什么时候见到过光的传播路径，这些时候有什么特点。教师演示实验：用喷水壶喷水雾，激光束照射有水雾的空气。为了确切地了解光的传播规律，请学生设计实验方案，探究光在空气、水、果冻中的传播路径。提供的器材有：激光笔、大可乐瓶、装有水的饮料瓶、果冻、蚊香、火柴、牛奶。学生借助这些器材讨论如何才能在透明的空气和透明的水中更清晰的看到光的传播路径，设计实验方案。之后请小组代表分享实验方案，其他小组给予补充和纠正。学生分组实验分别探究光在空气、水、果冻中的传播路径，教师对各小组给予针对性的指导。之后请三个小组上讲台展示他们组的实验过程和实验结果，组织学生集体交流实验结果并给予评价、激励。师生共同总结，通过实验得到：光在空气、水、果冻中都沿直线传播。提出问题：空气、水、果冻都是能传播光的具体物质，叫做光的传播介质。同学们能不能用一句话来总结我们刚才的这三个实验?2.光线提出问题：光在同种介质中沿直线传播。同学们能不能把你刚才看到的光的传播路径用图形形象直观的显现出来呢?想一想，用什么图形最方便?学生回忆刚才的实验现象，思考，将直观的感性认识抽象成物理模型，交流。教师引导学生分析、思考得出光线概念，并利用光线，通过作图的方式描述光在空气、水、果冻中的传播路径。3.光在不均匀介质（被加热的空气）中的传播设问：光在同种介质中，是不是在任何情况下都沿直线传播呢?演示实验：打开激光笔，在墙壁上看到有一个光斑，光在空气中沿直线传播到达这个光斑，看到这个光斑是静止的。然后用酒精灯对光通过的路径上的空气进行加热，请学生观察会看到什么现象?提出问题：光斑晃动说明了什么问题，这又是什么原因造成的呢?教师引导学生思考、分析得出，光斑晃动说明光不再沿直线传播，这是因为加热时，被加热部分的空气就会受热膨胀，导致密度变小，这样就会使得光通过的路径上空气分布不均匀，这时光不再沿直线传播。组织学生归纳得出结论：光在不均匀的空气中不再沿直线传播。教师引导学生完善之前的实验结论，得到光只有在同种均匀介质中才能沿直线传播。学生活动2小组交流讨论，举例说明。学生思考，回忆生活中看到光束的情景：黑暗的环境下可以看到探照灯的光束，雾天的时候可以看到汽车灯的光束，空气中有灰尘的时候会看到光束等，讨论、交流显示光束的办法。设计实验方案，探究光在空气、水、果冻中的传播路径。小组代表分享实验方案，其他小组给予补充和纠正。分组实验，展示交流实验过程和结果。学生回忆光在空气、水、果冻中的传播特点，总结得出：光在同种介质中沿直线传播。学生观察实验现象：光斑在晃动。学生小组讨论交流。思考分析，得出结论。活动意图说明1、充分利用学生日常生活中的物品，通过实验效果非常显著的矿泉水瓶、香、水、果冻的低成本实验达到了激发学生兴趣的效果。利用实验的直观性特点，将枯燥的知识点“光在空气、水、果冻中沿直线传播”变成了一个有生命力的实验情景，激发学生的好奇心和学习兴趣，引领学生初步认识光的传播，印象深刻，并且学生通过自主探究，将课堂还给了学生，充分调动了学生的学习积极性。2、在学生自己通过实验看到光在空气、水、果冻中呈现出一条非常明显的直线后引导学生画光线，学生的抽象思维和直观的感性认识自然统一，水到渠成。另外，由此引出光线后，学生在接下来的影子、小孔成像等应用中，在实验的同时都可以用光线去描述现象，解释现象。3、光在同种均匀介质中沿直线传播是本节课的重点也是难点。本节课的教学中通过光在均匀空气中沿直线传播，看到墙壁上的光斑是静止的；在被加热的空气中，光的传播路径发生弯曲，看到光斑在晃动，对比说明光只有在同种均匀介质中才能沿直线传播。实验过程严谨，实验效果显著，学生印象深刻。另一方面，通过引导学生分析实验现象，培养了学生的罗辑思维能力。环节三：光沿直线传播的应用教的活动31．影子演示实验：打开手电筒，手电筒的光向远处传播。在手电筒的前方放一支钢笔。实验现象：屏幕上呈现出钢笔的影子。讲解：影子的形成，是光在空气中沿直线传播的例证。同样的道理，自然界还有一个大影子，神秘的日食月食现象，也是由光的直线传播引起的，是和影子有关的物理现象，学生观看视频了解日食月食现象。请大家不要小看这个不起眼的影子，观察影子会发现，影子的形状和挡光物体的轮廓是相似的，所以改变物体的轮廓，影子便呈现出不同的形状，于是就有了同学开始表演的手影，聪明的中国人把手影发展成为皮影戏，在国外还有人用垃圾废弃物投射出人影，给我们带来了美的享受。光和影能展示各种各样的艺术形象，已经成为一种“光影艺术”。实际生活中，影子的存在有时也会对我们产生不利的影响，比如手术时，医生和手术器械的影子，我们就希望将它消除掉，于是出现了医学上的无影灯。2.小孔成像演示实验：向学生展示LED灯光源，展示纸盒，纸盒前面有一个白纸做成的屏幕，后面有一个圆形的进光孔，将纸盒放在光源前方，接通电源，请学生观察会在屏幕上看到什么现象。实验现象：屏幕上呈现出一个倒立的“V”字形光斑。根据实验现象，屏幕上的光斑和光源“V”的形状上下颠倒，分析、总结小孔成像特点，像的形状和光源上下颠倒。提出问题：物体通过小孔所成的像为什么是倒立的呢?用一个箭头AB表示光源，后面是小孔和光屏，你能在光屏上找到这个倒立的像吗?3.千手观音和三点一线讲解：应用光沿直线传播的规律不仅可以解释一些小孔成像、影子等现象，还能帮助我们解决一些实际问题。PPT展示图片：千手观音。4、光速请学生自己阅读课本的内容，讲解：光在真空中的速度近似等于3×10°m/s，光在其他介质中的传播速度都比真空中的要小，在空气中稍小于它，也近似认为是3×10°m/s。知道在玻璃中和水中的光速。学的活动3学生观察钢笔的影子，思考并在学案上用光线描述钢笔的影子，影子的最上端在屏幕的哪个位置，最下端在屏幕的哪个位置。学生通过视频观看一个模拟实验，了解无影灯的原理。观察实验，总结小孔成像的特点。思考：A点发出的光是怎样照到屏幕上的，B点发出的光是怎样照到屏幕上的?学会用光线描述小孔成像。学生分析：如何应用光的直线传播规律进行队列看齐。阅读课本，了解光的速度。活动意图说明通过生活中光影的魅力让学生感受神奇的光。小孔成像这一现象，虽然我们的祖先在两千多年以前就有了这一伟大的发现，但至今我们的绝大多数学生并没有真正看到这一现象，他们也许会毫无障碍的说出小孔成像成倒立的像，但他们的心理上并没有真正接受这一现象。本环节通过教师演示实验，利用实验的主动性和探索性特点，为学生提供主动探索的机会，激发学生的探究兴趣，向学生真实展示了小孔成像现象。当学生们亲眼看到LED灯通过小孔在光屏上呈现的不是想象中的圆形亮斑而是一个倒立的“V”字形的光斑时，他们惊奇的、怀疑的睁大了眼睛，他们终于领略了、接受了我们祖先两千多年前的这一伟大发现。光沿直线传播的应用内容很多，要深入仔细讨论需要时间，不是一堂课所能解决的！因此，应用中选了用生活中学生所熟悉的影子、有代表性的小孔成像、队列看齐三个例子让学生进一步的认识光的直线传播。本环节安排了学生给大头针“排队”的活动，再次利用实验的主动性和探索性特点，为学生提供主动探索的机会，激发学生的探究兴趣，培养学生解决实际问题的能力、创造意识和科学态度。7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）第一节光的传播一、光的传播规律光在同种均匀介质中沿直线传播二、光的直线传播的应用1、影子2、小孔成像3、三点一线三、光速c=3×108m/s8.作业与拓展学习设计（设计时关注作业的意图、功能、针对性、预计完成时间。发挥好作业复习巩固、引导学生深入学习的作用；面向全体，进行分层设计；检测类作业与探究类、实践类作业有机衔接；分析作业完成情况，作为教学改进和个性化指导与补偿的依据）(1)、课下查阅资料了解我国发生过那些日月食。(2)、完成课后作业3、4题。9.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）PPT课件、小孔成像演示仪、激光笔等10.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）光的传播是光现象，学生对光已有比较感性的认识，这节课要让学生理解光传播的路径，也就是光沿直线传播的，以及其相关应用的例子。这节课我从听到声音的三个条件，即声源、介质传播、人耳，从而引出看到光，必须先要有光源，光线传播到眼睛，进而举出一些光源的物体，并强调是自身会发光，而人的眼睛就不是光源了，让学生理解了光源的概念并学会举例后，接着讲光的直线传播，对光在空气中、水中、固体中分别做了演示实验，并举出关于利用光沿直线传播的例子。整节课基本算是顺畅，有些实验效果非常明显，例如用果冻演示光在固体中的传播，该强调的地方也做重点强调，如光的传播不需要介质，整节课没有存在大的问题。第2课时教学设计（其他课时同）课题光的反射课型新授课☑章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□1.教学内容分析（分析本课时教学内容在单元中的位置，核心内容对发展学生核心素养的功能价值分析，蕴含的正确价值观念，已学内容与本课内容的关联。可用结构图示呈现）《光的反射》是光学知识综合运用的体现，也是本章知识的重点。本节知识的学习，既是学习光的直线传播的延伸，又是理解平面镜成像的基础，同时也是学习光的折射规律的基础，在光学中起到了承上启下的作用。2.学习者分析（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）学生对光有比较丰富的感性认识，在教学过程中要紧密结合日常生活中的光现象来建立光反射的物理概念，虽然光的反射学生有一定的生活经验，在第一节的学习中也已经有一定的认识，可从实验现象中总结出反射规律，突破难点。3.学习目标确定（根据国家课程标准和学生实际，指向学科核心内容、学科思想方法、学科核心素养的发展进阶，描述学生经历学习过程后应达成的目标和学生应能够做到的事情。可分条表述）知识与技能1．了解光在一些物体表面可以发生反射2．认识光反射的规律，了解法线、入射角和反射角的含义3．理解反射现象中光路的可逆性4．了解什么是镜面反射，什么是漫反射过程与方法1．通过实验观察光的反射现象2．体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的3．经历探究“光反射时的规律”，用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系，测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，总结探究的结论，获得比较全面的探究活动体验4．通过观察，理解镜面反射和漫反射的主要差异情感态度与价值观1．在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度2．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识3．鼓励学生积极参与探究活动学习重点难点重点：光的反射定律及其探究过程。难点：1．探究光的反射定律。2．镜面反射和漫反射。5.学习评价设计（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）学习成果及评价：利用练习考察学生对知识的理解，通过交流谈论培养探究能力，学习能力。6.学习活动设计教师活动学生活动环节一：（根据课堂教与学的程序安排）引入新课教师活动1新课引入（教学环节中呈现的学习情境、提出驱动性问题、学习任务类型；对应学生活动，示范指导学科思想方法，关注课堂生成，纠正思维错漏，恰当运用评价方式与评价工具持续评价促进学习。下同）多媒体播放潜艇视频。引出潜艇的眼睛——潜望镜。出示自制的潜望镜，利用潜望镜玩一个“猜猜看他是谁”的小游戏。引入光的反射定律。学生活动1（学生在真实问题情境中开展学习活动；围绕完成学习任务开展系列活动与教的环节对应，学生分析任务-设计方案-解决问题-分享交流中学习并有实际收获。下同）学生观察动画、兴趣浓厚。举手，争着上台做游戏，生生互动。活动意图说明：（简要说明教学环节、学习情境、学习活动等的组织与实施意图，预设学生可能出现的障碍，说明环节或活动对目标达成的意义和学生发展的意义。说出教与学活动的关联，如何在活动中达成目标，关注课堂互动的层次与深度）通过情景教学，激发学生的学习兴趣，引起学生的求知欲。环节二：光的反射现象教师活动2教师演示光的反射现象得出：像这种光射到两种介质的分界面上，改变传播方向，又返回到原来介质中的现象叫光的反射。同学们，光在发生反射时传播路径到底是怎样的？你们看到了吗？出示光屏将光发生反射时的传播路径显示出来，现在大家看到了吧。那你们能具体的描述一下吗？为了表示光的传播情况，物理学中通常用一条带箭头的直线，形象化地描述光的传播路径和方向，这样的直线叫光线。法线N法线N入射光线入射光线oo入射角反射角A反射光线B引导学生思考：如果改变入射光的位置，反射光会向什么方向射出？学生活动2通过观察亮斑位置的改变，感知光发生反射时传播路径的改变。仔细观察，发现很难看到光传播的路径。积极思考，学生代表上台将心目中的反射光线画出来分活动意图说明通过直观现象解决光的路径问题。理想化的光线来代替光束，由此得到入射光线和反射光线的概念。环节三：光的反射定律科学是严谨的，怎样来检验我们的猜想？下面就请同学们跟随老师一起来发现规律吧。探究一、“三线”的位置关系教师演示一：如图，使白色硬纸板一半固定，转动白色硬纸板另一半。同学们仔细观察，还能看到反射光线吗？引导学生思考：这个实验说明了什么？结论一：反射光线与入射光线以及法线在同一平面上。请同学们自己动起手来，去寻找答案吧。教师巡视，及时反馈信息。在学生探究的基础上师生共同得出：结论二：反射光线和入射光线分居法线的两侧。探究实验二：“两角”间的光线教师对学生进行巡视和指导，及时肯定学生的成功，让学生体验成功的喜悦。学生交流实验数值得出结论三:反射角等于入射角。进一步探究实验三：让一只激光笔发出的光斜射到平镜面上，观察到了反射光线；再拿另一只激光笔，使其发出的光逆着反射光线的方向射向镜面，可以看到，反射光线将逆着原来入射光线的方向射出。这表明：在反射时，光路是可逆的。学的活动3学生积极参与讨论、思考，大胆合理猜想光反射时可能遵循的规律。学生与教师共同实验得出结论：反射光线与入射光线以及法线在同一平面上。反射光线、入射光线始终位于法线的两侧。特殊情况：当光线垂直入射到反射面上时，“三线”重合。学生分组实验继续探究光的反射规律，并作好探究记录分析、归纳，得出实验结论。学生观察分析学生讨论交流，尝试现象。演示：手电筒发出一束光射向平面镜，观察到墙上有一块亮斑，同样是这束光，射向白纸上，却看不到墙上有亮斑。引导学生思考其中的原因。实验演示镜面反射演示漫反射说明：人们能从不同的