“平面镜成像”教学设计

——探究平面镜成像的特点及应用

重庆110中学王丽

一、教学设计思想

探究式学习提倡“以学生发展为本”、“强调科学探究过程”；倡导学生主动参与、乐于探究的学习方式。学生在学习知识的同时，学到获取知识的方法、增强探究未知世界的兴趣和能力以及增进对于科学本质的理解和树立科学价值观。为此本节课教学设计的核心思想是：学生在自主探究平面镜成像特点中遇到困难，教师精心引导，层层深入，选择合理实验器材完成实验探究，在器材选取中突出本节课重点，突破难点。学生通过实验自主归纳总结出平面镜成像的物理规律，最后从光的反射作图加深对平面镜成像规律理解。在平面镜成像实际应用中采用自主学习方式，通过自我阅读和讨论方式理解生活中平面镜成像的现象。

具体从以下两个方面予以体现：

1．通过几个对比小实验创设探究学习情景，激发学生探究欲望；通过学生自主的探究活动将看似司空见惯的平面镜成像的特点层层导出。

2．以“随堂探究卷”为载体，架设师生互动平台，记录学生探究成长过程，提供一种信息再处理方式和新的评价方式。

二、学习任务分析

《平面镜成像》是沪科版物理教材八年级上册第四章第二节后半部分内容。它是“光的直线传播”和“光的反射”的后续内容，本节内容包括平面镜成像特点、平面镜的应用。平面镜对于学生并不陌生，但平面镜成像有何特点在学生的脑海中还只是一个模糊且不成熟的印象。通过前面光学知识的学习，学生已经初步懂得观察和实验是研究物理的基本方法，为此：

1．让学生通过对比小孔成像认识虚像的概念；

2．通过探究实验器材的选取，体验科学探究中制定计划设计实验的过程；

3．通过该实验应在不同的位置至少做两次，培养学生科学态度。

4．通过作图验证平面镜成像原理，加深理解平面镜成像特点

三、重点与难点、学情分析

1．教学重点：在探究和设计的过程中，如何探究像与物是否等大？→怎样比较虚像与物的大小→找一个跟物体完全相等的物体（替代物）与像比较大小→怎样才能同时观察到像与替身物→把平面镜改为白玻璃（实验基本思想方法）→怎样才能使像更明亮→把跳棋子换为蜡烛。从而有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，培养学生发散思维能力。

2．教学难点：通过对比小孔成像、树阴下的光斑和平面镜成像理解虚像

3．学情分析：学生已经学习了光的直线传播和光的反射等知识，学生已经初步懂得观察和实验是研究物理的基本方法，学生初学物理对实验探究兴趣较高，喜欢动手。本节课尽量采取小组合作学习，给学生较多的讨论分析机会、动手机会，培养学生思维的灵活性、深刻性和方向性。

四、教学目标

知识和技能：

⑴了解平面镜成像的特点；

⑵了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的；

⑶理解日常生活中平面镜成像的现象。

过程与方法：

⑴ 经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录；

⑵观察实验现象，感知虚像的含意。

情感、态度、价值观：

⑴在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦；⑵培养实事求是的科学态度。

五、教学准备

学生分组器材（２人一组）：一块平面镜，一块玻璃板，两个大号夹子作为支架，一张16开白纸，一盒火柴，若干支高度不同的蜡烛（有两根等高），两个相同的跳棋子，刻度尺，笔。

教师演示器材：激光电筒，装有水的水槽，火柴，蜡烛，平面镜。

六、教学过程

1、创设情景，导入新课

教师演示：以激光电筒为光源斜射到平静水面，让学生观察在教室的墙壁上的亮斑。再用玻璃棒轻轻地在水面上搅动一下，再用激光电筒光照射，让学生观察并指出光斑的变化。最后用玻璃棒快速搅动几下，让学生继续观察光斑的变化情况。

提问：⑴为何我们能看到墙壁上出现的光斑呢？

⑵玻璃棒轻轻搅动水面时，光斑为何会不断移动？

⑶玻璃棒快速搅动时光斑跑到哪里去了？

教师归纳：墙壁上的光斑是光经水面反射形成，可以把平静的水面看成平面镜，说明平面镜可以反射光，其实平面镜还可以成像，从而引入今天课题——平面镜成像

分析：演示实验既是对前面光的反射的复习，也对研究平面镜成像规律起到承前起后的作用，符合学生认知规律和心理特点。

2、新课教学、科学探究

⑴观察感受平面镜，提出问题：

教师提问：从材料、结构、成像特点等方面观察你手中的平面镜，你有什么发现？在刚才的观察中,你有没有什么疑问？请将它记录下来。

学生活动：通过观察感受平面镜，自由发言得出：平面镜能成像，物像看上去大小相等、左右相反、玻璃背面有涂层……。

分析：让学生通过用眼观察，用手接触，发现问题。创设“生活走向物理”的探究情景。

⑵提出猜想：

教师提问：平面镜成像时，像的位置、大小和物体的位置、大小有什么关系？

学生猜想：像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离、像的大小等于物体的大小；物体距平面镜越远，像越小……（允许不正确猜想）

分析：通过启发、联想、实践，激活学生的思维，使学生迅速进入学习状态，明确实验目的、引起注意。

⑶制定计划与设计实验：

①探究选择相同“替身物体”

a 提问：首先我们探究像和物大小是否相等问题，可如何来探究像与物的大小是否相等呢？我们采用什么方法来验证像与物是否相等呢？

b学生小组活动，讨论分析，自主归纳出

——比较像与物的大小。

——找一个跟镜前物体完全相同的“替身物体”与像比较。

c学生活动：请同学们找桌子上的器材试试看，行不行（白玻璃暂时不取出）？学生容易找出相同的两个跳棋子或者两支相同的蜡烛。

分析：让学生自主探究并不是放任自流，自主探究的过程，实际上就是让学生“卷入”科学的发现过程。通过教师设问引导学生探究像和物大小是否相等？启发学生思维，并利用小组合作学习提出解决比较物像相等的方法——选择与研究对象相同的“替身物体”。设计体现初学者实验探究中应遵循的简单到复杂，循序渐进的原则。

②探究平面镜成虚像

a提问：同学们成功了吗？有什么障碍？

学生实验后发现问题：从平面镜的正面看见了像，看不到替身物体；想把“替身物体”放到平面镜后面的像位置上，从平面镜的背面，只看到“替身物体”，而看不见像，所以无法比较像与物的大小。

b提问：为什么像不见了呢？学生思考、讨论后提出猜想：平面镜成的像可能不是真实存在的。

c提问：有没有真实存在的像，你们见到过吗？能否举例说明？小孔成像，像是实际光线投射到光屏上形成的；树林里地面上圆形的小光斑就是太阳的像。

d提问：平面镜成的像是不是有实际光线会聚而成的呢？不是，平面镜的背面有一层漆，光线是不能透射过去的。

e教师小结：由实际光线会聚而成的，能够用光屏接收到的像，我们叫它实像，而平面镜成的像是光屏接收不到的，不是真实光线相交而成的像，所以称为虚像。

分析：通过学生在实验探究中遇到新问题：从平面镜前面能看到像，看不到替身物体；从平面镜背后能看到替身物体，看不到像。激发学生的探究兴趣，提出“平面镜成像可能不是真实存在的”猜想，既为学生了解虚像是怎么形成的奠定基础；也为后面理论作图验证“平面镜所成的像是光的反向延长线交点”做好感性认识。

③探究选择白玻璃

a提问：怎样才能同时看见像和“替身物体”？

学生思考、分析、讨论、归纳得出：要同时观察到像和替身物体，必须要让物体通过镜面的反射光线和替身物射出的光线都能进入人眼。

b提问：我们看见跳棋子在平面镜内成的虚像是由于经跳棋子反射的光线进入人眼，怎样才能同时看见镜后的替身物呢？必须使平面镜后面的替身物射出的光线透过平面镜进入人眼。

c提问：那么现在镜后的替身物射出光线为什么没有透过平面镜进入人眼？那么怎么办？

学生思考、分析、讨论、归纳得出：替身物体被涂在平面镜后面的涂层挡住，光线无法透过平面镜。把涂在镜后的涂层刮掉，或者直接换成平滑的白玻璃做。

分析：课堂上教师把学习主动权教给学生，在教师精心的设问下，放手让他们发现“解决同时看到像和替身物体”的方法只有将平面镜换为白玻璃，既实现看到像，又能看到替身物体。在解决问题中培养学生创新意识和创新能力。

④探究选择点燃的蜡烛

a学生活动：拿出平滑的白玻璃，再选择器材试一试实验。

b提问：同学们实验过程中有没有困难和问题？像较弱，看不清。你有办法让物体所成的像明亮起来？学生讨论确定：为增强光的亮度（照度），用点燃的蜡烛做。

C提问：作为替身物的蜡烛（没点燃的）应移到什么位置上？

学生思考、分析、讨论、归纳得出：反复移动镜后没点燃蜡烛的位置，直到从不同位置看上去它与前面点燃蜡烛的像完全重合。

分析：探究活动中教师角色就是要重视引导，教给学生独立学习、研究、自行获取知识的方法。通过设问发现在实验中成像较弱，要使像明亮起来只有将跳棋子换为本身就是光源的蜡烛。这样才有利于培养学生学会自行选取合适器材进行自主探究的能力，起到了“授之以渔”的作用。

⑷进行实验，收集证据：

①学生活动：根据所选器材确实出像的位置。并根据实验结果分析总结得出平面镜成的虚像与物体的大小相等。

②提问：如何验证像与物到镜面的距离相等，它们的连线与镜面垂直？

学生小组思考、分析、讨论得出：把上面实验放在１６开白纸上做，只要记录两只蜡烛和玻璃的位置。改变两只蜡烛的位置，重做上述实验两次，用不同颜色的笔记录每次实验中两只蜡烛的位置。量出每次实验中两只蜡烛到玻璃板的距离。连接每次实验中两只蜡烛的位置，观察连线与镜面的关系。

分析：学生利用身边的器材进行实验，可以拉近物理与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，消除科学的神秘感；通过前面实验器材的合理选择，既突破本实验探究的重难点，得出平面镜成像特点的实验结论也显得水到渠成。

⑸交流与评估：

①学生活动：分析实验记录，得出本组实验结论，并将自己得出的结论在班上交流。

教师归纳得出实验结论：

a平面镜成正立等大的虚像；

b物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离；

c物像连线与镜面垂直。

②课后拓展：

a在使用蜡烛进行实验中发现存在有什么问题没有？你课后能不能进行相应的改进？

b如果需要验证“物像左右相反、物体距平面镜越远，像越小”等猜想是否正确？你怎样设计实验进行验证？

分析：在课堂内由于器材和课时的限制，很难保证探究的深度、广度，因此将课内探究和课外探究有机结合起来，课内探究为学生提供范例，把课堂上学到的方法用来探究一切他们感兴趣的问题，这对于培养他们探究的兴趣和能力都将取到一个很好的推动作用。

3、理论验证

教师活动：先组织学生根据“光的反射规律”，一起作图确定点光源在平面镜后虚像位置。使学生已有的光的反射规律的基础上,从理论上验证平面镜成像原理。求作点光源S在平面镜中成的像。教师重点强调点光源Ｓ在平面镜中的虚像S‘是反射光线向延长线所形成并能被肉眼观察到,但不能用光屏承接的像，加深对虚像的理解。

分析：应用光的反射规律，作出点光源在平面镜中所成的像，培养学生的作图技能，进一步巩固对平面镜成像特点的理解。这样就起到了承上启下的作用，既学习了新知，又巩固了已有的知识，更重要的是培养了学生分析能力，光学作图能力。

４、自主学习平面镜成像应用

学生看书自学平面镜在日常生活中的应用部分内容，小组讨论、理解日常生活中平面镜成像的应用。

分析：通过学生自主式学习方式，培养学生阅读能力和自学能力。

５、形成性练习

⑴雨过天晴的夜晚，猴子看见了天空中有月亮，在地面的积水中也有月亮，问此两个月亮之间相距_______________米(已知树高为3米，地球与月亮之间的距离为3.84×108米)

⑵下列说法中正确的是( 　　　)

A.树在水中的倒影是树的影子　　　　　　　　B.树在水中的倒影是树的虚像

C.物体通过小孔成的像是物体的影子　　　　　D.小孔成像是光反射形成的

⑶校医务室检查视力时，因房间太小而使用一个平面镜，让学生看视力表在平面镜中所成的像，视力表到镜子的距离为3米，如图所示。而体检要求人与视力表间的距离应为5米，则该同学所在位置距镜子的距离应为__________米

七、教学设计流程图

八、教学反思

上完课后，静心回顾本节课的设计思路和得与失。这节课我设计的基本思路是：引导学生经历“平面镜成像特点”的探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，领略物理学习的特点和魅力。本课的重点是：在“探究”和“设计”的过程上：“如何探究像与物是否等大”（实验目的）→怎样比较虚像与物的大小→找一个跟物体完全相等的物体（替代物）与像比较大小→怎样才能同时观察到像与替身物→把平面镜改为白玻璃（实验基本思想方法），难点是：通过对比小孔成像、树阴下的光斑和平面镜成像理解虚像。

本节课主要特点表现在以下几方面：

１．注重培养学生的自信心，每当学生对老师所设计的问题做出相应的回答时，我都能及时的给学生很真诚的评价。这种做法不仅能使学生受到鼓励，更重要的是能感受到老师的真诚。

２．通过平面镜成的像与小孔成像、树阴下的亮斑对比，说明实像是实际光线会聚，能用光屏接收到的像，而平面镜是不能承接的、不是实际光线会聚而成的虚像。

３．在教学过程中教师引导学生“在玩中学”，通过探究学习，有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，对学生思维的灵活性、深刻性和方向性进行训练，培养其发散思维能力。

本节课也存在不足之处：

1．在学生猜想平面镜成像特点的过程中教师应简要的进行板书。

2．设计中应增加“虚像不能承接在硬纸板上”的实验，加深学生对虚像的认识，为学好凸透镜成像打好基础，为理解“实像”和“虚像”的区别提供帮助。

3．这节课用时过长，在课堂上未能进行针对性的练习。

附随堂探究卷：

探究平面镜成像的规律

姓名________ 班级_________

一、观察你手中的平面镜，材料、结构、成像特点等方面你有什么发现？