平面镜成像教案范文

时间:2023-02-27 11:11:31

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平面镜成像教案

篇1

(1)掌握光的反射定律,会用光的反射定律解释有关的现象;

(2)掌握平面镜成像的原理和规律;

(3)应用平面镜成像的规律解决一些简单的物理问题.

2.通过演示实验,概括出平面镜成像的特点,应用光的反射定律推导出平面镜成像的特点.培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力.

3.通过简单的物理问题的解决使学生理解解决物理问题的基本原理和基本方法,如何建立已知与未知和所求之间的关系.从而加深物理方法的学习.

二、重点、难点分析

1.重点是使学生掌握平面镜成像的原理及推导过程.平面镜成像的特点是解决平面镜问题的关键.平面镜成像是虚像,学生作图时要注意用虚线;平面镜成像,其像和物关于平面镜对称的含义是像正立且与物等大.

2.教学难点之一是如何澄清学生头脑中“像”的概念.要突破这一点就要让学生清楚物理中像的准确定义,生活中像、影、相又指的是什么意思.严格区分教学中的相似与物理的“相似”有什么不同.

3.教学中的另一个难点是如何应用平面镜成像的特点解决实际问题.最关键的是要抓住最简单、最基本的方法.

三、教具

1.平面玻璃,蜡烛两只(完全相同),火柴,大白纸一张(8开或更大一些),直角三角板,铅笔.

2.教学用直角三角板、直尺

四、主要教学过程

(一)引入新课

光的反射现象和平面镜在初中物理中已经学到一些知识,今天我们来进一步研究.光的反射现象处处可见,平面镜也是日常生活中常见的物品,它们有什么特性呢?

(二)教学过程设计

1.光线和光束.

光线是利用光的直线传播而从光束中抽象出来的概念.物体发出的光束,用一条带箭头的直线来表示光的传播方向——光线.光线是光束的抽象结果,实际是不存在的,而光束是客观存在的.在画光线时注意光的传播方式用直线表示,要用实线,而光的传播方向箭头一般标在直线段的中央部分.光束可分为平行光束、发散光束、会聚光束三种情况.

2.光线传播到两种介质的分界面所发生的现象:反射和折射现象可能同时发生,也可能只发生反射现象,但有折射现象的同时一定有反射现象,只是反射现象有时极不明显而不考虑.通过作图介绍入射点、法线、入射光线、反射光线、入射角和反射角的概念.光在介质中传播时会有能量损失(被吸收).光在两种介质界面上发生反射或折射时也要有能量损失.

3.光的反射定律.

(1)(三线共面).反射光线在入射光线和法线所决定的平面内;(因果关系要注意)

(2)(法线居中)反射光线跟入射光线分别位于法线的两侧;

(3)(两角相等)反射角等于入射角.(因果关系).

4.镜面反射和漫反射.

(1)镜面反射:能成虚像的反射,入射光线是有规律的,反射光线仍遵从一定规律进行排序.

(2)漫反射:入射光线是有规律的,而反射光线是无序的,不能成虚像的反射,但每一条光线都遵从光的反射定律,漫反射是由于两介质的界面不光滑平整而造成的.

5.平面镜成像.

演示在白纸中央用直尺画一条直线,然后平放在水平桌面上,在直线的一侧点一个点A,将平面玻璃垂直于纸面且与纸上直线重合放置,将一支蜡烛点燃竖直放在A处,在A点这侧看点燃蜡烛的像.将另一支未点燃的蜡烛放在直线(平面玻璃)的另一侧,缓慢移动直至未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合,好像未点燃蜡烛也燃烧起来一样.在纸上记下未点燃蜡烛的位置.在同学们都看清楚的前提下,将点燃的蜡烛熄灭.让同学讨论看到的现象,总结平面镜成像的特点.

(1)像:由物发出(或反射)的光线经光具作用为会聚的光线(或发散的光线)所形成的跟原物“相似”的图景.这里的“相似”一词与数学的相似含义不完全相同,数学中的相似是指对应处成相同的比例,而这里的“相似”有时不同对应处比例不同.例如哈哈镜中人的像与人相比相差很大,但仍认为是人的像.

(2)实像:是由实际光线会聚而形成.可用眼直接观察,可在光屏上显示,具有能量到达的地方.

(3)虚像:是实际光线的反向延长线会聚而形成,不可在光屏上显示,只能用眼睛直接观察.

关于像的概念让学生一定要很清楚,特别是要区分生活中的“像”的概念.

A.像片是物而不是“像”,画像和像片具有相同的含义.

B.照相,实质上是取得一个与人“相似”的一幅画片,只不过不是用笔画,而是通过成像的原理制作就是了.照“相”与长“相”具有相同的含义.

C.“看电影”也有人误认为是“看电像”,在初中就学过像的概念.但人们在电影院看电影是要看银幕上的图景,银幕上的图景对于底片(拷贝)来说是像的位置,像呈现在银幕上,作为物被眼晴看到,若真看“像”应眼睛向着放映机看,那是不可能的.

D.“成像是客观的,观像是有范围的”.若电影院银幕处未放银幕,放影机放影时,拷贝上的像仍呈在放银幕处.戴近视镜的同学看到的并不是真实的物,而是这些物正立缩小的虚像.

(4)平面镜成像.

A.平面镜对光的作用,只改变光的传播方向,不改变光束的性质.即平行光束经平面镜反射仍为平行光束.发散(会聚)光束经平面镜反射仍为发散(会聚)光束.

B.平面镜成像为虚像,作图时用虚线表示.

C.(将演示实验中的白纸呈现给学生,通过作图,测量得出)像点和物点关于平面镜呈面对称.

6.平面镜的应用.

(1)平面镜控制光路.

例1已知入射光线及平面镜的位置,控制反射光线.一束光线与水平成40°角射来,欲使光线沿水平方向传播,所放平面镜与水平面成____角.答案:20°或70°.

解析:题目中只要求反射光线水平,一定要注意可能出现两种情况.一种是入射光线与反射光线之间的夹角是40°,一种是入射线与反射光线之间的夹角是140°.

例2证明:若入射光线的方向不变,将平面镜绕入射点转动θ角,则反射光线的方向转动2θ角.

证明:因为平面镜转动θ角,则法线转动θ角,当入射光线不变时,则入射角增加(或减少)θ角,由光的反射定律可知反射光线与法线的夹角也增加(或减少)θ角,则反射光线与入射光线之间的夹角增加(或减少)2θ角,即反射光线转动的角度为2θ角.

若上题改为若入射光线的方向不变,平面镜绕入射点以角速度ω匀



(2)平面镜成像的观察.

例3一人站在湖边塔楼顶上观察空中的气球,已知楼顶离湖面高为H,人高不计.他看空中静止的气球时,仰角为30°.他看水中气球的虚像时,俯角是60°,问气球静止在湖面上方,离湖面多高?答案:2H.

解析:几何光学的突出特点是几何作图.此题作图的技巧是:先画一条水平线(在塔楼顶上)AB.A为塔楼顶端,过A点做AS直线且∠SAB=30°.过A点作垂直于AS的直线(用虚线)AS′,且SS′直线(用虚线)要垂直于AB.SS′直线交AB于C点.找到SS′直线的中点O,过O点作SS′的垂线MN,MN交AS′于D点,用实线连接AD,DS,且标明AS、AD、DC的光线箭头.如图所示,注意箭头方向不要画反.A点为观察者.过A点作MN的垂线交MN于E点.AE即为塔楼高,S′为气球S的像.SO即为所求h.









解得:h=2H.

例4图2中AB表示一直立的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者相互平行,屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的).某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度.试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并依次写出作图的步骤.

解析:



图3作图步骤:

①作S点对AB的对称点S′,S′就是S的像点.

②连接S、a并延长,与AB交于C点.

③连接S′、C并延长,与P1P2交于一点,此点就是可看到部位的左端.

④连接S′、b并延长,与P1P2交于一点,此点就是可看到部位的右端.上述顺序也可以是②①③④或①④②③.





图4作图步骤:

①分别作P1P2、Ma、bN对于AB的对称线P′1P′2、M′a′、b′N′,则P′1P′2就是P1P2对于平面镜AB的像,M′N′是MN对于平面镜AB的像.

②连接S、a并延长,与P′1P′2交于一点,并作该点对于AB的对称点,此对称点在P1P2上,是可看到部位的左端.

③连接S、b′并延长,与P′1P′2交于一点,作该点对于AB的对称点,此对称点也在P1P2上,是可看到部位的右端.上述顺序也可以是①③②.

(3)平面镜与运动学的综合应用.

例题略.

(三)课堂小结

1.平面镜是一个非常重要的光学元件,在生活中应用也很广,这部分光学知识为将来的学习打下了基础.

2.几何光学的学习要突出几何作图,同学们应严格按照规范化的作图格式进行训练,紧紧抓住平面镜成像特点进行思考问题.

五、教学说明

1.将演示实验改为分组实验,效果会更好.但要掌握好教学时间.

篇2

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2009)01―0084―03

一 教学目标编写中的问题

教学目标是教学设计活动的起点和归宿,它决定着教学 设计的前进方向,对教学质量具有重要意义。因此,教师对 教学目标的认识和态度将会对教学结果产生重要的影响。然 而,笔者在一次问卷调查中发现,许多中小学教师对教学目 标的认识和在具体操作上存在以下几个问题:

1 对教学目标重要性的认识仅仅停留在观念层面上,而 在教学实践中却把教学目标当作可以忽略的“摆设”。有为数 不少的教师坦言,教案上的教学目标多是“从优秀教案中参 考、改编而来”,为了应付教案检查才添加上去的。显然,这 样的教学目标在教学(设计)中是没有多大意义的。

2 不能正确认识教学目标和其它教学设计要素的关系。 许多教师不了解教学设计的科学步骤,往往会孤立地对待教 学目标,没有把它与教学内容、教学策略、教学评价等教学 设计要素有机联系起来,弱化了教学目标在整个教学设计和 教学实践中的地位和作用。

3不能正确编写合格的课堂教学目标。在教学实践中, 教师编写的教学目标存在主语错位、表达含糊不清、结构不 完整等诸多缺陷。如“通过现代信息技术拓宽学生的学习空 间,为学生提供更生动形象的学习内容,扩宽学生的视野, 丰富学生的感知”。此例教学目标就存在(隐含的)主语错位, 表达笼统、难以观察和测量等错误。另外,前半句属于教学 策略和方法,不应该在教学目标中存在,这是一个教学设计 的逻辑问题。

4 不能正确按照新课标要求,编写三维教学目标。这一 点主要表现在教案中教学目标仅关注知识技能维度的表述;即 便有过程与方法、情感态度与价值观方面的目标,也是大而空的内容,似乎每节课都可以使用。例如:“培养学生发现问题、解决问题的能力”、“培养学生热爱祖国大好河山的情感”等。

二 问题原因分析

笔者认为,造成以上问题的原因主要有四个:①没有在 理论上完全认识教学目标的意义与作用;②没有掌握教学设 计的基本原理与方法,不理解各个教学设计要素之间的逻辑 关系;③没有掌握合格教学目标的标准和教学目标编写的方 法;④没有全面理解和深刻把握新课程标准对教学目标的要 求。下面分别作简要阐述。

1没有在理论上完全认识教学目标的意义与作用

把教学目标当作“摆设”、没有正确认真地进行分析和编写的主要原因是未能全面深刻认识到它的意义和作用。教学目 标是教学设计活动的出发点和最终归宿,具有以下四个功能:

①教学目标可以提供分析教材和设计教学活动的依据, 它既制约着教学设计的方向,又决定了教学的具体步骤、方 法和组织形式。②教学目标为教学评价提供科学依据,减少 评价的随意性,能够尽可能真实地反映学生的学习效果,是 教师出测验题和学生自我评价的直接依据。③教学目标可以 激发学生的学习动机。要激发学生的认知内驱力、自我提高 内驱力和附属内驱力,就必须让学习者在学习之初就了解预 期的学习结果,做出必要的心理准备和计划,便于学习结束 后对自己的学习结果做出正确的成就归因,从而取得认知、 自我提高和获得赞许的喜悦。④教学目标可以帮助教师评鉴 和修正教学的过程。根据控制论原理,有了明确的教学目标, 教师就可以此为标准,在教学过程中充分运用提问、讨论、 交谈、测验和批改作业等各种反馈方法对教学过程进行控制, 使教学朝着目标方向前进。[1]

2没有掌握教学设计的基本原理与方法,不理解各个教 学设计要素之间的逻辑关系

教学设计是运用系统方法,将学习理论与教学理论的原 理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教 学评价等环节进行具体计划、创设教与学的系统“过程”或 “程序”[2]。由此可见,教学目标与其它教学设计要素一样, 是教学设计“程序”的有机组成部分。从系统观点看,教学 目标是教学内容分析的输入,对教学内容的分析、教学策略 方法的确定、教学媒体的选择和教学评价等起到重要决定作 用。因此,切不可将它孤立对待。否则,就会失去教学目标 应有的意义和作用,成为教案中的“摆设”。

3没有掌握合格教学目标的标准和教学目标编写的方法

教学目标与行为目标、绩效目标是同义词,可以通用。绩效目标是对学生完成一部分教学后将能做出什么的详细描 述[3]。梅杰(Mager)[4]认为教学目标是要他人知道你打算让 学生做到什么的词汇和图表的集合。教学目标描述的是预期 的结果,而不是达成结果的过程;教学目标应该是精细的和 可测量的,而不是宽泛的和模糊的。教学目标关注的是学生(能做到什么),而不是教师(怎么做)。一个合格的教学目 标应具有四个组成部分:对象(Audience)、行为(Behavior)、 条件(Condition)、标准(Degree)。①教学目标的表述中应 注明教学对象,如“小学三年级学生”、“参加教育技术能力 培训的在职中小学教师”等。需要强调的是,此处的对象一 定是学习者,而不是施教者。如“培养学生的英语听说能力” 就是一个不恰当的目标表述,因为它的行为主体是教师而不 是学生。②行为是对学习者应能做什么的描述。编写行为时, 教师可以问自己:学习者做出哪些行为时可以证明他们达到 了教学目标的要求。描述行为的基本方法是使用一个动宾结 构的短语,其中行为动词说明学习的类型,宾语则说明学习 的内容。如“列举汽车尾气的处理方法”、“阐述新能源开发 的重要性”。需要强调的是,行为动词应根据教学目标的类型 选用恰当的、具有可观察特点的词语。③由于期望学生做出 的那些行为总是在一定条件下完成的,所以教学目标应包括 条件的表述。条件表示学习者完成规定行为时所处的情境, 即说明在评价学习者的学习结果时,应在哪种情况下评价。 条件一般包括:环境因素、人的因素、设备因素、信息因素、 实践因素、问题明确性的因素等。④标准是行为完成质量可 被接受的最低程度的测量依据。对行为标准做出具体描述, 可以使教学目标更具有可测性。标准一般从行为的速度、准 确性和质量三方面来确定。需要补充一点的是,在教学实践 中,教学目标的四个组成部分并不是一个不能少的。除了行 为表述这一基本部分外,对象、条件和标准都是可选内容, 有时可以省略不写。[5]例如,苏教版小学语文一年级《我叫足 球》一课中的教学目标之一可以表述为:“能够用自己的话讲 述足球的起源与发展情况,说明‘今天,踢足球已经成为世 界上最流行的运动’的原因。”

4没有全面理解和深刻把握新课程标准对教学目标的要求

基础教育新课程改革对教师提出了各种挑战,而这些挑 战首先集中体现在三维课程目标的设计描述与和谐统一这一 实践问题上。原因在于过去教师在备课中只习惯于分析知识 技能的教学目标,并用知识加工的语言来描述这一目标;而 “过程与方法”的目标需要用信息加工的认知语言和体现学 科思想方法的语言,来描述抽象于具体学科知识的一般认知 能力。对于“情感、态度与价值观”的教学目标,则需要用 道德认知和情感体验的语言来描述,而这些描述语言对于学 科教师来说并不熟悉。规范的“过程与方法”目标的描述应 包含三个要素:学习的知识内容、学习过程的方式、能力发 展的内容。知识内容的描述方法是“在获得……知识的过程 中”,学习过程方式的描述方法是:“通过……”,能力发展内 容的描述方法是:“发展……的能力”。例如,一个初中物理 的过程与方法目标:“在获得密度概念的过程中,通过分析概 括,掌握多变量分析的方法和了解用比值定义物理量的思想 方法。”这个实例体现了三个要素的整体应用。规范的情感态 度与价值观目标的描述应包含两部分:一部分是态度内容, 即态度的认知成分;另一部分是情感体验,它与一定的态度 活动联系在一起。例如,一个初中物理的情感态度与价值观 目标:“通过实验探究平面镜成像的规律,获得发现成功的愉 悦体验,领略物理理论的和谐。” [6]

三 对策

基于以上对中小学课堂教学目标编写中的问题及产生原 因的分析,笔者提出了几点对策,供同行讨论。

1教师培训中增加教学设计原理与方法的教学

一般的教师培训中很少有关教学设计方面的内容,即便是有,往往只是按照教学设计的一般步骤进行讲解。但这就 容易使广大基础教育教师只关注和进行课堂教学设计,而对 于整个课程缺乏必要的全面规划,忽略了课程总目标。我们 知道,按照系统论的观点,教学设计既可用于系统级的宏观 设计,又可用于课堂级的中观设计和产品级的微观设计。这 就需要从系统观点出发,使广大基础教育教师能够从宏观、 中观、微观三个层次来认识课程、课堂和产品(如课件等) 的教学设计。笔者认为,李龙教授对于教学设计层次的阐述 能够较清楚体现我国基础教育新课程的教学设计的整体情 况。[7] 如图 1 所示,根据各个子系统大小和任务的不同,教 学设计可分为三个层次。①以教学系统为对象的层次――教 学系统设计,它属于宏观设计层次,它所涉及的教学系统比 较大,例如一所学校、一个培训系统、一个学习系统的建立 等。该层次主要任务是根据社会发展对人才的需求拟定培养 目标、制定课程方案(包括课程计划和课程标准)、设计开发 课程资源和课程评价。这一层次的任务比较复杂,一般都由 国家或省级组织专门的小组来完成。而教师的主要任务是认 真学习、领会课程方案,按照计划和课程标准去执行课程教 学。②以教学过程为对象的层次――教学过程设计,它是对 一门课程或一个单元,甚至一节课或某几个知识点的教学全过程进行的教学设计。我们把对一门课程或一个单元的教学 设计称为课程教学设计,把对一节课或某几个知识点的教学 设计称为课堂教学设计。课程教学设计一般由教师或教研组 来完成,也可以由相应的教研机构组织教师、学科专家共同 进行,以保证课程标准中规定的总教学目标的实现;课堂教 学设计和自主学习的教学设计由任课教师进行。③以教学产品为对象的层次――教学产品设计,教学产品包括网络课程、 教学媒体、材料、教学环境等。简单的教学产品,如幻灯片、 投影片、录音教材和小型课件等,一般由任课教师自己设计、 制作;比较复杂的教学产品,如录像教材、大型多媒体课件、 网络课程开发,以及教学环境的设计和开发,则需要组织专 门开发小组来完成。

从图 1 可以看出,教学设计是一个完整的过程。上一个 设计层次的输出,正是下一个设计层次的输入,环环紧扣, 步步衔接。整个系统的输入为社会需求,而系统最后的输出 则为提高教学绩效的最佳设计方案(或产品)。每一个设计层 次都组成一个完整的子系统,形成自己的网络;评价随时在 进行,以确保设计目标的实现。作为一般教师,我们主要关 注的是教学过程设计层次和教学产品设计层次。

在教学系统设计和过程设计层次中包含了三个目标:“培 养目标”、“教学目标”、“目标体系”。对于基础教育教师来讲, “培养目标”可以看作是课程总的教学目标,“教学目标”可 看作是单元(或课堂)教学目标,“目标体系”可看作是由每 个知识点教学目标组成的集合,三者的关系是宏观与微观、 决定与被决定的关系。只有明确了它们之间的逻辑关系,才 能使每个知识点、每堂课的教学都是紧紧围绕课程总目标来 进行。这样既照顾到微观目标,又能完成宏观目标,使整门 课程教学前后协调一致。从教学设计的层次上,我们既看到 了教学目标的层次,又能深刻认识到教学目标在整个教学设 计过程中的意义和作用。

2新课程培训的培训目标要落到实处,不能走过场

笔者在进行教育技术能力省级培训者培训时,发现许多受训教师虽然接受过新课程培训,但并没有深刻把握新课改 的基本理念以及教和学方式的转变、评价、课程管理等重要内容,特别是新课改要求的三维教学目标还不能完全理解和 接受。这就为新课改大环境下的课堂教学设计和教学实践带 了很大的障碍。因此,新课程培训等各种教师培训的目标一 定要落到实处,扎扎实实地开展,不能走过场,否则会对我 国的基础教育改革事业带来极大的资金、资源等各方面的浪 费,更不利于教改事业的良性发展。

参考文献

[1][2][5] 何克抗,郑永柏,谢幼如. 教学系统设计[M]. 北京:北 京师范大学出版社,2002: 81; 3; 93-96.

[3] Walter Dick, Lou Carey, James O. Carey. The Systematic Design of Instruction (Fifth Edition)[M]. PEARSON EDUCATION NORTH ASIA LIMITED and HIGHER EDUCATION PRESS,2002: 123.

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