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物理平面镜成像实验教学案例

一、引言

平面镜成像是光学中的基础现象，与日常生活联系紧密，也是学生建立空间观念、理解光的反射规律的重要载体。本教学案例旨在通过引导学生经历“提出问题—猜想假设—设计实验—进行实验—分析论证—交流评估”的科学探究过程，自主建构平面镜成像的规律，培养其实验操作能力、观察分析能力和科学探究精神。教学过程注重启发式引导，强调学生的主体地位，力求将抽象的光学原理转化为生动直观的实验体验。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.通过实验探究，能准确描述平面镜成像的特点（像的虚实、大小、位置关系）。

2.理解平面镜所成的像是虚像，能解释日常生活中平面镜成像的现象。

3.学会利用等效替代法确定像的位置，培养实验设计和操作技能。

（二）过程与方法

1.体验科学探究的一般过程，学习从生活现象中发现问题、提出猜想。

2.在实验设计与操作中，学习控制变量法和等效替代法的应用。

3.通过对实验现象的观察、数据的记录与分析，培养实事求是的科学态度和初步的分析概括能力。

（三）情感态度与价值观

1.通过探究活动，激发对物理学的好奇心和求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。

2.在合作与交流中，培养团队协作精神，敢于提出不同见解，并尊重他人的意见。

3.感受物理学在解决实际问题中的应用，体会科学探究的乐趣和成功的喜悦。

三、教学重难点

*教学重点：探究并总结平面镜成像的特点（像与物的大小关系、像与物到镜面的距离关系、像的虚实）。

*教学难点：

1.如何准确确定像的位置。

2.理解“等效替代法”在实验中的应用。

3.区分实像与虚像的概念。

四、实验器材准备

教师用：多媒体课件（包含生活中的平面镜成像现象图片、动画）、大号演示平面镜、玻璃板、相同的蜡烛两支、支架、直尺、白纸、火柴或打火机。

学生分组用（2-3人一组）：

*薄玻璃板一块（带支架或可竖直放置）

*相同的蜡烛两支（或其他相同的小物体，如棋子、小人模型）

*白纸一张（稍大，用于铺在水平桌面上记录位置）

*直尺一把

*铅笔、橡皮

*量角器（可选，用于深入探究）

*坐标纸（可选，方便记录位置）

五、教学过程

（一）创设情境，引入新课（约5分钟）

教师活动：

1.提问：“同学们，每天早上我们都会照镜子，镜子里的‘你’和真实的你有什么关系呢？”引导学生自由发言，初步描述平面镜成像的印象。

2.展示图片或播放短视频：如平静水面的倒影、舞蹈演员训练时的镜前练习、梳妆镜等，激发学生兴趣，引出课题——“平面镜成像”。

（二）提出问题，作出猜想（约8分钟）

教师活动：

1.基于学生的初步描述，引导学生提出更具体的问题：“关于平面镜所成的像，大家有哪些想知道的问题呢？”

2.梳理学生提出的问题，聚焦核心问题：

*像的大小与物体大小有什么关系？

*像的位置与物体的位置有什么关系？

*我们看到的像，是真实存在的吗？（即像的虚实）

3.鼓励学生对这些问题作出大胆的猜想。例如：“像可能和物体一样大”、“像离镜子的距离可能和物体离镜子的距离差不多”等，并将学生的猜想简要记录在黑板上。

学生活动：思考，积极提出问题，并对教师梳理出的核心问题进行猜想和讨论。

（三）设计实验，制定方案（约10分钟）

教师活动：

1.引导学生思考：“要验证我们的猜想，最直接的方法是什么？”（实验）

2.提问：“如果我们用平面镜来做实验，能看到像，但如何确定像的具体位置并测量呢？”（引导学生发现用平面镜无法直接确定像的位置和大小）

3.启发：“有没有什么办法可以让我们既能看到像，又能方便地找到像的位置呢？”（若学生无法想到，可提示：用透明的材料代替平面镜如何？）

4.介绍实验器材，重点说明用薄玻璃板代替平面镜的原因（既能成像，又能透光，便于确定像的位置），以及使用两支相同蜡烛的用意（便于比较像与物的大小）。

5.引导学生分组讨论，设计实验步骤：如何放置玻璃板？如何标记物体和像的位置？如何比较大小？如何测量距离？

6.师生共同完善实验方案，明确主要步骤和注意事项（如玻璃板要竖直放置，否则像与物无法重合；实验时眼睛应在物体一侧观察等）。

学生活动：分组讨论，设计实验方案，思考解决问题的办法，明确实验步骤和注意事项。

（四）进行实验，收集证据（约15分钟）

教师活动：

1.巡视指导，提醒学生注意安全（如使用蜡烛时），帮助学生解决实验中遇到的困难。

2.关注学生是否规范操作：玻璃板是否竖直；蜡烛是否完全相同；标记位置是否准确；测量是否规范。

3.鼓励学生将观察到的现象和测量的数据及时记录下来。

学生活动：

1.按照设计的方案进行实验：

*在水平