第第頁人教版（2024）八年級上冊物理第四章光現(xiàn)象第1節(jié)光的直線傳播教案《光的直線傳播》教案學科初中物理年級冊別八年級上冊共1課時教材人教版義務教育教科書·物理八年級上冊授課類型新授課第1課時教材分析教材分析

本節(jié)內容是“第四章光現(xiàn)象”的起始課，是學生系統(tǒng)學習光學知識的基礎。教材通過生活中的常見現(xiàn)象引入光源概念，借助實驗探究光在同種均勻介質中沿直線傳播的規(guī)律，并結合實際應用（如激光引導、小孔成像）深化理解。同時，教材拓展了光速與“光年”等時空觀念，為后續(xù)學習折射、反射奠定基礎。該節(jié)內容體現(xiàn)了從現(xiàn)象到本質、從實驗到理論的科學思維路徑，符合新課標“觀察現(xiàn)實世界，思考現(xiàn)實世界，表達現(xiàn)實世界”的教學目標。

學情分析

八年級學生已具備一定的物理感知能力和抽象思維能力，對光有直觀認識，但缺乏系統(tǒng)性科學解釋。他們能說出太陽、燈泡等發(fā)光物體，卻難以區(qū)分“光源”與“反光體”。部分學生受日常經驗影響，認為光會轉彎或彎曲傳播。通過情境創(chuàng)設和動手實驗，可有效激發(fā)興趣，突破認知誤區(qū)。教師需設計真實問題鏈，引導學生經歷“提出猜想—實驗驗證—歸納結論—遷移應用”的完整探究過程，發(fā)展科學探究能力。課時教學目標物理觀念

1.能識別并列舉生活中常見的光源，理解光源的本質是自身發(fā)光的物體。

2.掌握光在同種均勻介質中沿直線傳播的基本規(guī)律，并能用光線模型描述光的傳播路徑。

科學思維

1.能基于實驗現(xiàn)象提出“光是否沿直線傳播”的假設，并設計對比實驗進行驗證。

2.能運用光的直線傳播原理解釋影子形成、小孔成像、激光引導等自然與技術現(xiàn)象。

科學探究

1.能獨立完成“光在水和玻璃中傳播”的演示實驗，觀察并記錄光路變化，得出合理結論。

2.能合作開展“小孔成像”實驗，繪制光路圖，分析成像特點，提升實驗設計與數(shù)據(jù)處理能力。

科學態(tài)度與責任

1.能關注光速極快的事實，體會宇宙信息傳遞的延遲性，增強對“光年”單位的科學認知。

2.能認識到人類觀測宇宙即是在回望過去，激發(fā)探索宇宙奧秘的好奇心與責任感。教學重點、難點重點

1.理解光源的概念，能準確判斷哪些物體是光源。

2.掌握光在同種均勻介質中沿直線傳播的規(guī)律，并能用光線模型進行描述。

難點

1.理解“同種均勻介質”這一前提條件，避免將光的直線傳播泛化至所有情況。

2.運用光的直線傳播原理解釋小孔成像的倒立實像成因，建立空間想象與光路圖之間的聯(lián)系。教學方法與準備教學方法

議題式教學法、情境探究法、合作探究法、講授法

教具準備

激光筆、牛奶、水槽、玻璃磚、小孔成像裝置、投影儀、PPT課件教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動情境導入，點燃求知之火

【5分鐘】一、創(chuàng)設“宇宙信使”故事線：穿越光年，看見過去（一）、播放視頻片段：夜空星空與地球日出

1.教師播放一段融合銀河系星軌、流星劃過、城市燈火漸亮的短視頻，配以低沉旁白：“你有沒有想過，當你抬頭仰望星空時，看到的不是‘現(xiàn)在’的星星，而是它們幾十、幾百甚至幾萬年前的樣子？那束照亮你眼睛的光，可能已經走了十幾年、幾十年……今天，我們將化身‘光的偵探’，揭開光的秘密?！?/p>

2.引導學生思考：為什么我們先看到閃電后聽到雷聲？這說明了什么？

3.出示問題卡片：“如果牛郎星和織女星相距16光年，那么我們現(xiàn)在看到的是它們多少年前的樣子？”

4.激發(fā)疑問：光是如何穿越浩瀚宇宙，一路不偏不倚地到達地球的？它的傳播路徑是什么樣的？

5.展示教材圖4.1-1：太陽、螢火蟲、水母、LED燈，提問：“這些物體有什么共同點？它們?yōu)楹文茏屛覀儭匆姟?？?/p>

6.學生討論后，教師總結：它們都是“光源”，即能夠自行發(fā)光的物體。而像月亮、鏡子這樣的物體，只是反射光，不能稱為光源。

7.板書課題：光的直線傳播

8.提出核心任務：作為“光的偵探”，我們要解開三個謎題——①光怎么走？②它為什么不會拐彎？③它到底有多快？

二、實驗探究：光的行蹤大揭秘（一）、分組實驗：光在空氣中是否沿直線傳播

1.教師展示圖4.1-2：清晨薄霧中穿過樹叢的光束呈直線狀，提問：“這說明了什么？”

2.演示實驗：在教室關閉燈光后，使用激光筆照射空氣，讓學生觀察光束軌跡。

3.引導學生記錄現(xiàn)象：光束清晰可見，且為一條直線上升或前進，無彎曲。

4.提問：“如果光不是直線傳播，會出現(xiàn)什么情況？”

5.學生猜想：若光彎曲，光束會散亂，無法聚焦；若光折返，則會出現(xiàn)重影。

6.教師強調：這初步表明，光在空氣中可能是沿直線傳播的。

7.進一步追問：“那么在水中、玻璃中呢？會不會也一樣？”

8.分組任務發(fā)布：每組領取一套實驗器材——水槽、牛奶、激光筆、玻璃磚。

9.明確實驗步驟：向水槽中加入少量牛奶，攪拌均勻形成微小乳濁液，模擬“透明介質”；用激光筆從一側射入水中，觀察光在水中的傳播路徑。

10.同樣操作：將激光筆射入玻璃磚內部，觀察其傳播軌跡。

11.教師巡視指導，提醒學生注意安全，不要直視激光。

12.實驗結束后，各組匯報結果：

-“我們發(fā)現(xiàn)光在水中也是直的！”

-“玻璃中光也是一條直線，沒有偏折?！?/p>

13.總結：無論是空氣、水還是玻璃，只要介質是“同種且均勻”的，光就沿直線傳播。

14.引出“光線”概念：為了方便表示光的傳播路徑，我們用一條帶箭頭的直線來表示，這就是“光線”。

15.在黑板上畫出三條不同方向的光線，標注箭頭方向，說明其代表光的傳播方向。

16.舉例強化：電影放映機射向銀幕的光束、汽車前燈的光柱，都是直線傳播的體現(xiàn)。

17.介紹“隧道掘進”案例：工人利用激光束引導掘進機，確保隧道方向精準，防止偏離。

18.布置挑戰(zhàn)任務：請同學們嘗試用光線模型解釋“為什么激光可以引導隧道方向”？1.觀看視頻，感受宇宙的遙遠與神秘。

2.思考閃電與雷聲的時間差，初步感知光速遠大于聲速。

3.對比圖4.1-1中的物體，判斷哪些是光源。

4.小組討論并回答教師提出的問題。

5.參與實驗，觀察光在空氣、水、玻璃中的傳播路徑。

6.記錄實驗現(xiàn)象，分享小組發(fā)現(xiàn)。評價任務光源識別：☆☆☆

實驗觀察：☆☆☆

模型構建：☆☆☆設計意圖以“宇宙信使”為敘事主線，將抽象的光速與光年概念具象化，激發(fā)學生對“光如何傳播”的深層好奇。通過真實情境引入，激活已有經驗，建立“光來自過去”的科學觀念。實驗環(huán)節(jié)采用“三步驗證法”（空氣→水→玻璃），層層遞進，幫助學生建構“同種均勻介質中光沿直線傳播”的核心規(guī)律。借助“光線”模型，實現(xiàn)從現(xiàn)象到符號的抽象躍遷，培養(yǎng)建模意識。探究深化，破解成像之謎

【15分鐘】一、動手實踐：小孔成像實驗（一）、組裝小孔成像裝置

1.教師分發(fā)材料包：空罐、塑料膜、橡皮筋、蠟燭、打火機。

2.指導學生按圖4.1-6步驟操作：在空罐底部中央打一個小孔（直徑約1mm），用半透明塑料膜蒙住口部，用橡皮筋固定。

3.強調關鍵細節(jié)：小孔必須足夠小，否則無法成清晰像；塑料膜要平整，不能有褶皺。

4.將裝置的小孔正對點燃的蠟燭，調整距離，觀察薄膜上的成像。

5.教師巡視，幫助學生解決安裝困難，如小孔過大、膜未繃緊等問題。

6.提問：“你看到了什么？像是正的還是倒的？大小如何？”

7.學生回答：“是一個倒立的火焰像，比原來的蠟燭小?！?/p>

8.進一步提問：“當蠟燭靠近小孔時，像變大還是變?。俊?/p>

9.學生實驗發(fā)現(xiàn)：蠟燭越近，像越大；蠟燭越遠，像越小。

10.教師引導總結：小孔成像特點是倒立、縮小的實像，且像的大小隨物距改變而變化。

二、光路分析：畫出光的“足跡”（一）、繪制光路圖，揭示成像原理

1.教師投影圖4.1-7，展示燭焰頂部發(fā)出的光穿過小孔后，到達薄膜下端；燭焰底部發(fā)出的光穿過小孔后，到達薄膜上端。

2.提問：“為什么像會是倒立的？”

3.引導學生思考：光只能沿直線傳播，不能繞過小孔，因此上下位置互換。

4.指導學生在練習本上用鉛筆畫出兩條典型光線：從燭焰頂端到薄膜下端，從燭焰底端到薄膜上端。

5.標注光線起點、終點、小孔位置，用箭頭表示傳播方向。

6.教師示范畫圖，強調線條要直、箭頭要準、比例要協(xié)調。

7.學生模仿繪制，完成后同桌互評。

8.展示優(yōu)秀作品，點評優(yōu)點：線條清晰、方向正確、邏輯嚴密。

9.提問：“如果小孔變大，會發(fā)生什么？”

10.學生猜想：像會模糊，出現(xiàn)多個重疊影像。

11.教師驗證：更換大孔模板，再次實驗，證實猜想。

12.總結：小孔越小，成像越清晰；大孔則導致光路交叉，成像模糊。

13.引出結論：小孔成像的本質是光的直線傳播導致的投影效應。

14.聯(lián)系生活：古代“針孔相機”就是利用這一原理拍攝照片，現(xiàn)代照相機鏡頭則是由無數(shù)小孔組成，控制進光量與聚焦。

15.拓展思考：你能用光的直線傳播解釋“手影游戲”嗎？

16.布置任務：課后完成“手影游戲”視頻錄制，用光路圖說明影子形成原理。1.按要求組裝小孔成像裝置，注意小孔大小與膜的平整度。

2.觀察并記錄薄膜上所成的像的特征（倒立、縮小、清晰）。

3.改變物距，觀察像的變化，記錄數(shù)據(jù)。

4.在練習本上繪制光路圖，用光線連接燭焰與像的位置。

5.與同伴交流繪圖思路，互相檢查錯誤。評價任務實驗操作：☆☆☆

繪圖能力：☆☆☆

原理解釋：☆☆☆設計意圖通過“小孔成像”這一經典實驗，將抽象的“光沿直線傳播”轉化為可視化的成像現(xiàn)象，實現(xiàn)從“現(xiàn)象觀察”到“原理推導”的飛躍。引導學生主動繪制光路圖，建立“光從物體出發(fā)→穿過小孔→到達屏幕”的空間邏輯鏈，發(fā)展空間想象力與科學推理能力。通過“問題驅動+動手實踐+圖示表達”三位一體的教學策略，突破“倒立實像成因”這一教學難點，落實“科學探究”與“科學思維”素養(yǎng)目標。知識升華，探秘光速極限

【10分鐘】一、探究光速：速度之王的真相（一）、對比聲音與光的傳播速度

1.教師提問：“打雷時，我們?yōu)槭裁纯偸窍瓤匆婇W電，后聽到雷聲？”

2.學生回答：“因為光傳播得比聲音快?！?/p>

3.教師補充：聲音在空氣中傳播速度約為340m/s，而光在真空中可達3×10?m/s，是聲音的約100萬倍。

4.提問：“如果光速只有340m/s，世界會變成什么樣？”

5.學生想象：白天看不到太陽，夜晚看不見星光，電視信號延遲嚴重。

5.教師總結：光速極快，使我們幾乎感覺不到傳播時間，這是現(xiàn)代通信、航天導航的基礎。

二、理解“光年”：時間與空間的橋梁（一）、定義與計算：什么是光年？

1.教師講解：“光年”不是時間單位，而是距離單位，表示光在真空中1年所走的距離。

2.計算過程展示：

-1秒光速=3×10?m

-1分鐘=60秒→1.8×101?m

-1小時=3600秒→1.08×101?m

-1天=86400秒→2.592×101?m

-1年≈365天→9.4608×101?m≈9.46×1012km

3.強調：1光年=9.46×1012km，是一個極其龐大的數(shù)值。

4.出示問題卡片：“牛郎星與織女星相距16光年，它們之間的距離是多少千米？”

5.學生計算：16×9.46×1012=1.5136×101?km

6.教師點評：“這個數(shù)字太大，無法用普通單位表示，所以才用‘光年’。”

7.進一步提問：“我們現(xiàn)在看到的比鄰星的光，是它多少年前發(fā)出的？”

8.學生回答：“4.2年前?！?/p>

9.教師總結：我們看到的宇宙，是它的“歷史檔案”。每一次抬頭仰望，都是在閱讀宇宙的過去。

10.播放一段天文科普短片：展示仙女星系、大麥哲倫云的光傳播時間，引發(fā)學生對宇宙演化的思考。

11.提問：“今天看到的大麥哲倫云的光，是它什么時候發(fā)出的？那時人類處于哪個階段？”

12.學生討論：16萬年前，人類還處于舊石器時代，尚未學會用火或制造工具。

13.教師總結：光是宇宙的“使者”，它不僅傳遞信息，更承載著時間的重量。1.對比聲音與光的速度差異，理解光速極快。

2.參與光年計算，體驗巨大距離的表達方式。

3.思考“我們看到的是過去”的哲學意義。

4.討論宇宙觀測與人類進化的關系。評價任務速度理解：☆☆☆

單位應用：☆☆☆

科學感悟：☆☆☆設計意圖將“光速”與“光年”作為本節(jié)課的情感升華點，超越單純的知識傳授，引導學生建立宏觀時空觀。通過具體數(shù)值計算，讓學生直觀感受“光年”的尺度之大；通過“我們看到的是過去”這一深刻命題，激發(fā)學生對宇宙、時間與生命意義的哲思。此環(huán)節(jié)呼應“科學態(tài)度與責任”目標，培養(yǎng)學生尊重自然、敬畏宇宙的科學精神。課堂小結，構建知識網(wǎng)絡

【5分鐘】一、思維導圖回顧：光的旅程（一）、師生共同構建知識框架

1.教師引導學生回憶本節(jié)課的核心內容，逐步板書：

-光源：自身發(fā)光的物體（太陽、燈、螢火蟲）

-傳播規(guī)律：同種均勻介質中沿直線傳播

-表示方法：光線（帶箭頭的直線）

-應用實例：激光引導、小孔成像、影子形成

-傳播速度：c=3×10?m/s，真空中最快

-時間單位：光年=光1年走的距離

2.使用彩色粉筆標注關鍵詞，形成清晰的思維導圖。

3.提問：“如果介質不均勻，比如空氣密度不同，光還會直線傳播嗎？”

4.學生回答：“可能彎曲，如海市蜃樓?！?/p>

5.教師補充：這是下一節(jié)課要研究的內容——光的折射。

6.強調本節(jié)重點：必須在“同種均勻介質”前提下，光才沿直線傳播。

7.回顧核心問題：光怎么走？為什么不會拐彎？它到底有多快？

8.學生齊聲回答：

-光沿直線傳播

-因為光在同種均勻介質中不發(fā)生偏折

-光速極快，約3億米/秒

9.教師總結：今天我們完成了“光的偵探”第一案——光的直線傳播。下一站，我們將追蹤光的“轉彎”秘密——折射現(xiàn)象！1.跟隨教師梳理知識脈絡，參與思維導圖構建。

2.回答教師提問，鞏固核心概念。

3.齊聲回答總結問題，強化記憶。評價任務知識整合：☆☆☆

概念準確：☆☆☆

語言表達：☆☆☆設計意圖通過“偵探破案”式的小結，將零散知識點串聯(lián)成完整邏輯鏈條，幫助學生形成結構化認知。采用“問題回溯+集體回應”方式，增強課堂儀式感與參與感。預告下節(jié)課內容，實現(xiàn)承上啟下的教學銜接，激發(fā)持續(xù)學習興趣。拓展延伸，挑戰(zhàn)自我

【5分鐘】一、完成練習與應用：實戰(zhàn)檢驗（一）、分層任務布置

1.教師投影教材第92頁“練習與應用”題目，逐題解析：

①做一做手影游戲（圖4.1-9），用光的直線傳播知識解釋影子是怎樣形成的。

-引導語：影子是光被不透明物體擋住后，在背光面形成的暗區(qū)。

-畫圖示意：光源→物體→屏幕，中間無光區(qū)域即為影子。

-學生在練習本上畫出光路圖，標注光源、物體、影子位置。

②“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉，請根據(jù)光的直線傳播知識畫圖說明為什么“坐井觀天，所見甚小”。

-提問：青蛙的眼睛在井底，能看到多大的天空？

-指導學生畫出從井口邊緣發(fā)出的光線，進入青蛙眼睛的范圍。

-說明：由于光沿直線傳播，只有從井口方向來的光才能進入，視野受限。

-畫圖對比：井深越大，可見天空越小。

③舉出一些例子，說明光的直線傳播在生活中的應用。

-學生舉例：激光準直、瞄準射擊、排隊對齊、皮影戲、木匠用線拉直等。

-教師補充：日食月食、影子游戲、攝影定焦。

④太陽發(fā)出的光，大約要經過8分鐘才能到達地球。請你估算太陽到地球的距離。

-計算：8分鐘=480秒

-距離=速度×時間=3×10?m/s×480s=1.44×1011m

-換算：1.44×10?km

-問題延伸：如果一輛賽車以500km/h的速度跑完這段距離，需要多久？

-計算：時間=距離÷速度=1.44×10?km÷500km/h=288,000小時≈12,000天≈33年

-結論：光只需8分鐘，車卻要33年，凸顯光速之快。

⑤比較光在玻璃、水、空氣中傳播速度的大小，并由此猜想光在固體、液體、氣體中傳播速度的大小關系。

-學生討論：空氣中最快，水中次之，玻璃最慢。

-猜想：固體>液體>氣體

-查閱資料驗證：正確。

2.教師強調：科學猜想需通過實驗或查閱資料驗證，不能僅憑直覺。

3.布置課后任務：

-用手機拍攝一段“手影游戲”視頻，配上文字說明光的直線傳播原理。

-查找“海市蜃樓”成因，嘗試用光的折射原理解釋。1.完成課本練習題，獨立思考并作答。

2.畫圖說明影子與井底觀天原理。

3.舉例生活中的光直線傳播應用。

4.進行速度與距離計算，感受光速優(yōu)勢。評價任務應用能力：☆☆☆

計算準確：☆☆☆

拓展思維：☆☆☆設計意圖通過“練習與應用”環(huán)節(jié)，實現(xiàn)從知識理解到實際應用的轉化。題目設置由淺入深，涵蓋解釋、作圖、計算、猜想與驗證等多個維度，全面檢測學生的學習成效。鼓勵學生走出課堂，用手機記錄生活中的物理現(xiàn)象，培養(yǎng)“用物理眼光看世界”的習慣，落實“數(shù)字化學習與創(chuàng)新”素養(yǎng)。作業(yè)設計一、基礎鞏固：我是光的解釋員

1.請寫出三種常見的光源，并說明它們?yōu)槭裁茨馨l(fā)光。（提示：太陽靠核聚變，LED燈靠電致發(fā)光，螢火蟲靠生物發(fā)光）

2.用“光線”模型畫出以下情景的光路圖：

（1）陽光透過樹葉縫隙照射地面，形成光斑。

（2）小明用手電筒照墻，墻上出現(xiàn)一個圓形光斑。

3.判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”：

（1）月亮是光源。（）

（2）光在水中傳播時一定沿直線傳播。（）

（3）光年是時間單位。（）

（4）小孔成像成的是正立的實像。（）

4.請簡述“井底之蛙，所見甚小”的原因，并畫出示意圖。

二、能力提升：光速計算達人

1.光在真空中的速度為3×10?m/s，地球到月球的距離約為3.8×10?m。請問光從地球到月球需要多長時間？

2.一束激光從地球發(fā)射，經月球表面反射后返回地球，共耗時2.56秒。請計算地球與月球之間的平均距離。

3.一輛高鐵以300km/h的速度勻速行駛，若它以光速飛行，需要多