4.3 平面镜成像 教学设计-2025-2026学年人教版八年级上册物理

课题 4.3平面镜成像 学情 分析 前概念：照镜子对学生而言是最平常不过的事情，学生知道照镜子其实就是平面镜能成像，其原因是光在平面镜上发生了反射。但学生对照镜子也有一些常见的认识误区，例如：感觉镜子里的像比物体要小；物体离镜子越远，所成的像越小；像成在镜子的表面上。 兴趣点：平面镜成的像明明看上去变小了，但却说和原物体一样大，有什么办法证明。 突破口：引导学生自主选择合适的方法和实验材料探索平面镜成像规律，并利用反射模型解释平面镜成像的规律。 教学 目标 【科学观念】 1. 通过对平面镜成像规律的探索，概述平面镜成像的特点。 2. 通过运用光线模型、光的反射模型绘制平面镜成像的光路图，理解平面镜成像的原理和虚像的含义。 【科学思维】 1. 能运用通过运用光线模型和光的反射模型解释平面镜成像现象及虚像的含义。 2. 能在探索平面镜成像规律的过程中提出有价值的方法，选择合适的材料解决问题。 3. 能分析实验数据归纳出平面镜成像的规律。 【探究实践】 1. 能够基于观察经验提出平面镜成像特点的假设，并能自主设计实验寻找证据检验假设 2. 能基于证据修正自己的假设，形成较为完善的结论 【态度责任】 1. 乐于还原科学家的思考过程，乐于合作与交流，善于通过小组合作共同解决科学问题。 2. 尊重实验事实，愿意基于证据修正自己原有的观点。 教学 重难点 【教学重点】通过实验探究总结平面镜成像的特点；通过运用光线模型、光的反射模型绘制平面镜成像的光路图，从而理解平面镜成像的原理和虚像的含义。 【教学难点】能在探索平面镜成像规律的过程中提出有价值的方法，选择合适的材料解决问题 教学 方法 合作交流法、探究实践法 教学 准备 平面镜、玻璃板、白纸、刻度尺、各类标志物、手电筒 板书 设计 教学 反思 1.学生光学实验包的器材不好用，建议用学校实验室提供的套装，不用蜡烛，标志物可用手电补光。 2.学生的原有观念认为像的位置就在平面镜上，要学生充分暴露前概念。针对这一前概念，要让学生自行设计实验，证据收集+推理论证。 主备老师的教学过程设计 自备老师的二次备课 【新课导入】 我们已经探索了光反射的规律，探究中我们使用了平面镜。我们在平面镜里还可以看到你自己，这就是你在平面里的像。 1.提出问题 我们在平面镜里的像和我们一模一样，而且还会跟着我们一起动。对这个现象，你有哪些问题？ 学生问题预设： 问题1：平面镜成的像在镜子上还是镜子后？ 问题2：像的大小和物体的大小存在什么关系？ …… 设计意图：探究活动的目的是解决心中的疑问，所以这个过程需要引发学生提出自己真正的困惑，这样在后续的探究过程中，学生才会有充分的主动性去探索，来满足好奇心。而非给出实验步骤，学生操作一遍。学生要成为“编剧和导演”而非“演员”甚至是“观众”。 【任务一】探究平面镜所成像的位置 2.建立假设 根据你平日的观察，你认为像在哪里？提出你的假设，并说明这样假设的理由 学生假设预设： 假设1：像成在镜子上。这就像图片印在书上一样 假设2：像成在镜子后面。因为当我们靠近镜子，镜子里的像看起来也在靠近镜子。 3.收集证据检验假设 探索导引： 提供平面镜、标志物，请尝试找到平面镜里的像的位置。如果能找到像的位置，说明你的具体方法；如果无法找到像的位置，说明像的位置被找到的标准。 预设：学生在实际操作中容易观察到当标志物远离或者靠近平面镜时，标志物的像也在远离或者靠近平面镜，这与“像一直在平面镜上”矛盾，可推翻假设一。 问题引导1：检验假设二，你遇到了什么困难？如何解决？ 预设：标志物的像看起来是在镜子后面的某个地方，可是来到镜子的后面，就看不到了，想要找到像的位置，只能在镜子前面看，但镜子是不透明的，在镜子前面看不到后面的物体。 概念讲解：虚像——在像的位置放一张白纸，纸上看不到像，说明没有真实的光线到达像的位置，为虚像。 问题：有没有一种镜子，既可以成像，也可以看到镜子后面的物体？ 课堂讨论：例如贴了膜的汽车玻璃（学生讨论后如果还是想不到，可以教师直接呈现照片） 教师出示半透明玻璃+讲述：这里有一块茶色玻璃，类似汽车玻璃，既可以成像，也可以看到镜子后面的物体。 设计意图：引导学生自己想到解决问题要找一种透明的玻璃板，相比于先给学生透明玻璃板实验，再问学生为什么要用这种玻璃板，这种方式更加能够培养学生的科学素养和思维能力。从知识掌握的角度看，自己想到的也比老师告知的要更加深刻。 探索活动：将一块茶色玻璃板竖立在桌面上，镜前放置一个标志物，看看玻璃板后有没有标志物的像？ 问题：你认为像在哪里？给你一个笔盖作为标志物，你能找到像的位置吗？ 找到像的方法：学生取一个笔盖或者其他物体，在玻璃板后面移动，发现可以将笔盖移到和标志物的像同一个位置。再到玻璃板后面，笔盖的位置就是像的位置。 设计意图：引导学生在实践中提出有价值的方法，选择合适的材料解决像的定位问题。 教师引导：如何避免偶然性？ 学生回答预设：为了避免偶然性，多次改变标志物的位置，用笔盖定位像的位置，玻璃板下方垫一张白纸，在白纸上记录，发现像都在玻璃板后面。 结论1：平面镜成的像在镜子后面，而且是虚像。 问题引导2： 标志物离玻璃越近，像离玻璃也越近，是否标志物离玻璃的距离和像离玻璃的距离存在一定的联系？ 学生假设预设：标志物离玻璃的距离和像离玻璃的距离可能相等。 问题引导3： 为了研究距离关系，我们需要定量的数据。有什么方法可以记录物体到玻璃板、像到玻璃板的距离数据？ 学生回答预设：用白纸。在桌子上垫一张白纸，用笔在纸上记录玻璃、标志物、像的位置。 探索过程预设：学生在画像的位置时容易想到，如果把笔盖换成和标志物一样的物体，像的位置会找的更精准。 教师引导讨论：如何确定像和玻璃后的标志物重合？换几个不同的角度看一看，如果都重合，说明确实重合。 教师指出：这里用了等效替代法。 实验操作：多次变动标志物的位置，记录多组数据，进行比较分析 数据处理一： 用直线把每次实验中将物和像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。 标志物到平面镜的距离 标志物的像到平面镜的距离 第1次 第2次 第3次 结论2：像与物到平面镜的距离相等，标志物所成像的位置和标志物的位置关于平面镜对称。 【任务二】探索平面镜成的像的大小与物体的大小的关系 学生回答预设 观点：所成的像的大小与物体的大小相等。 证据：标志物的像和玻璃后的标志物能重合 推理论证：因为玻璃前的标志物和玻璃后的标志物等大，玻璃前标志物的像和玻璃后的标志物等大，所以玻璃前的标志物和玻璃前标志物的像等大。 结论3：平面镜所成像的大小与物体大小相等。 思考与讨论：平面镜成的像显然是正立的，那么物和像左右位置相同吗？ 预设：学生通过实验观察容易发现物和像的左右相反。 总结：平面镜成像的规律 （1）正立的虚像 （2）像与物相对平面镜具有对称性，即：像的大小与物体的大小相等，像与物体到平面镜的距离相等，像与物连线跟镜面垂直。 学情评价： 提供两支相同形状的可磁吸在黑板上的笔套（或磁吸的黑板檫）。画一条线表示平面镜，笔套A表示物，笔套B表示A的像，由学生来摆放B的位置，检测学生对“像与物关于平面镜对称”的理解。 学生答题预设： 设计意图： 教师提供学习支架，引导学生通过一系列的探索活动去自主发现问题，思考有价值的方法，选择合适材料，逐步解决问题，以培养学生的探究实践能力。在这个过程中，教师不仅要确保学习支架的有效性和适应性，还要适时给予反馈和指导，避免学生陷入迷茫或偏离探究方向。同时鼓励学生之间的交流与合作，共同探索问题的多种解决方案。 小结： 作图原理：平面镜所成的像与物相对平面镜具有对称性。 【任务三】运用通过运用光线模型和光的反射模型解释平面镜成像现象及虚像的含义 资料卡： 1. 平面镜后面并没有蜡烛，但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛，这和光的反射有关。 2. 人能看到物体是因为有光进入人的眼睛。蜡烛火焰向四处发光，一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛。 3. 人的大脑总感觉光是沿直线传播的。因为一般情况下光都是沿直线传播的，人的感知中就会记住这个事情。而一旦光不沿直线传播了，例如发生了折射或反射（哪怕是人已经知道光沿直线传播），但是人的感知没变，会误认为光还是沿直线传播的，从而形成错觉。 学生解答预设： 【科学阅读拓展】凸面镜和凹面镜 1 学科网（北京）股份有限公司 $