Главная страница «Первого сентября» • Главная страница журнала «Физика» • Содержание №6/2007

Т.И.РАДЧЕНКО,
школа № 26, г. Владикавказ, Респ. Северная Осетия-Алания

План-конструктор

Материал для комбинированного урока на тему «Плоское зеркало». 8-й класс

Как правило, ни один урок по готовой разработке повторить полностью невозможно, ведь каждая cоздаётся с учётом конкретных обстоятельств и контингента учащихся. Готовясь к уроку, учитель подбирает значительно больше материала, чем он может использовать за 45 мин, и часть интересных заданий, сведений, эффектных и эффективных экспериментов остаётся «за кадром». Обмен педагогическими находками и методическими решениями может оказаться продуктивным – получится не «мой урок в моём классе с моими учениками», а некое общее информационное пространство, позволяющее выстраивать конструкцию собственного оригинального занятия. Главная особенность плана-конструктора – увеличение объёма предлагаемой информации, так что при заимствовании стержня занятия отдельные фрагменты могут переставляться и заменяться. Другими словами, автор предоставляет возможность индивидуализировать конкретное занятие, добавляя к своей методической разработке раздел «Дополнительные материалы» и легко осуществляя дифференциацию по разным классам, интересам и уровням подготовки. Его можно использовать при подготовке и обычного, и открытого урока, и внеклассного мероприятия в рамках Недели физики, и заключительного мероприятия, например, в системе дополнительного образования. Конечно, использовать план-конструктор проще, если есть компьютер. Если его нет, то можно ксерокопировать разрезные картинки или просто пронумеровать выбранные вопросы разным цветом для различных классов. В конце плана-конструктора даётся список литературы, а в тексте – ссылки на каждую позицию.

Привожу пример такого плана-конструктора (учебник [1]). На предлагаемом занятии необходимо ПОСТОЯННО, в течение всего урока, использовать наглядные пособия, карточки, тесты, книги, треугольники и т.п. Поэтому после каждого задания проставлены пометки: Д – ДЕМОНСТРАЦИЯ рисунков, моделей, таблиц; О – ОБОРУДОВАНИЕ для экспериментов, проведение опытов; П – дополнительные ПРИНАДЛЕЖНОСТИ (карточки с заданиями, треугольники и т.д.), У – дополнительные действия УЧИТЕЛЯ.

Цели урока: изучить принцип построения изображений в зеркалах на базе закона отражения света; развивать навыки решения логических задач и задач на построение; воспитывать интерес к изучаемому предмету.

Методы урока: вводная беседа, изучение нового материала и решение задач в процессе дидактических игр – разновариантных соревнований («Команда мальчиков – команда девочек», «Лучший ученик класса», «Лучшая ученица класса»).

Основной материал: закон отражения света, плоское зеркало.

Внутрипредметные связи: механика – абсолютно упругий удар (рисунок с мячом).

Межпредметные связи: геометрия – перпендикуляры и углы; литература – фрагмент из сказа Бажова и др.; биология – медицина.

Оформление доски: рисунки («Отражение от зеркала» расположить горизонтально), на доске таблица из двух колонок – «Мальчики», «Девочки» – для записи очков.

Оборудование: белый и цветной мел, два треугольника, кнопки, листы для письменных ответов, карточки с заданиями, сборники задач, плакаты по книге [2], комплект рисунков («Прямолинейное распространение света», «Отражение света», «Построение перпендикуляра»), модель «Отражение и преломление света», комплект иллюстраций «Зеркальные и рассеянные отражения» (отражения от гладких поверхностей – водных, полированных, отражение свечи, 5-кратное отражение); отражение с несовпадением правого и левого (часы в зеркале), перископы, калейдоскоп, зеркала (выпуклое, вогнутое и плоское), «рентгеновский» аппарат, дворцы миражей, фольга от шоколада, фара автомобильная, лампа, световоды, иллюстрации к сказкам «Таюткино зеркальце» и др.; кювета с подкрашенной водой и двумя зеркалами – на дне и сбоку, лазерная указка; призы.

Рис. 1–11

Ход урока

1. Организационный этап (цели и задачи): а) изучение изображений, даваемых зеркалами, с помощью закона отражения света; б) соревнование между девочками и мальчиками (заполняется таблица на доске, условные обозначения: «+» – 1 балл, «v» – 0,5 балла, «–» – 0 баллов); в) личное первенство (награда – призы).

2. Актуализация знаний

Д: Рис. 1; прямолинейное распространение света.

Д: Рис. 2; отражение света; модель.

Юный физик Габараев Сергей с моделью
Юный физик Габараев Сергей с моделью

Д: Рис. 3; перпендикуляр.

3. Решение задач на построение (на чертеже изображены отражающая поверхность и один луч, надо начертить второй).

П: 4 карточки.

П: 2 треугольника, 2 мелка.

4. Изучение нового материала

Плоское зеркало – плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Д: [1], рис. 133 «Свечи» (если экономить время) или опыт (можно с лампами).

Рассмотрим чертёж и повторим план построения по закону отражения.

Д: Чертёж по рис. 132, но зеркало расположено горизонтально [1].

Построим изображение в вертикальном зеркале (рис. 132 из [1]). К доске идут мальчик и девочка (примерно равные по успеваемости), выполняют построение.

У: Сделать 2 чертежа: зеркало и точку S.

П: 2 треугольника, 2 мелка.

Итоги (записи в тетрадях учащихся): «Изображение мнимое, расстояния от зеркала до предмета и до изображения равны … правое становится левым» (симметрия относительно плоскости).

Д: Рис. 4 «Часы» [2, рис. 99]. (Кто первым догадается?) Рис. 134 [1].

Устно докажем равенство расстояний (равенство треугольников). Кто желает? Дома сделать письменно упр. 31, № 1.

5. Работа с классом

Устройство перископа.

Д: Перископы.

Кто объяснит устройство прибора, якобы просвечивающего тела? Определите углы, под которым стоят зеркала.

Д: Рис. 5 [2, рис. 95].

Кто объяснит устройство «дворца миражей»?

Д: Рис. 6 а, б [2, рис. 107, 108].

Какую игрушку вы знаете, устроенную по этому принципу? (Ответ: калейдоскоп.)

Д: Калейдоскоп.

Объясните 5-кратный снимок

Д: Рис. 7 а, б [3, рис. 107, 108].

Волоконная оптика: как идёт свет внутри волокна? Примеры применения (медицина): исследование внутренних органов (рис. 8, а), восстановление просвета сосудов сердца путём введения в них от локтевого сустава специального устройства, дающего возможность и освещать операционное поле, и выжигать лазером атеросклеротические бляшки (рис. 8, б). (Учитель на доске чертит «волокно» и вызывает желающего закончить чертёж, т.е. показать ход лучей.)

У: Начертите «трубку» двумя линиями.

Д: Рис. 8 а, б.

Объясните чертёжи.

Д: Рис. 9, зеркальное и рассеянное отражение (из старого учебника «Физика-8»). Цветные иллюстрации: отражение в водоёмах, «лунная дорожка» и т.п. Отражение луча лазерной указки от помятой фольги у доски ( на доске получается «световой веер»).

Как полярники смогли дать сигнал самолёту? У них был шоколад в фольге, которая и была использована в качестве зеркала.

Д: Выпуклое, вогнутое зеркала.

– Каким является зеркало заднего вида в автомобиле?

– Какое зеркало описано в сказке «Таюткино зеркальце»?

Д: Рис. 10 и текст [4].

П: Задачники [5, 6].

Девочки и мальчики отвечают устно поочерёдно. В случае затруднения отвечает любой желающий. Начинаем с № 1298 (девочка), далее № 1300–1304, 1306, 1307 [5], 1533, 1535–538, 1541, 1542 [6].

Письменно одновременно выполняют на доске № 1313 [5] (№ 1548 [6]) – девочка; № 1315 [4] (№ 1549 [6]) – мальчик. Класс или следит за их работой, или делает первую задачу сразу.

Кто быстрее и правильнее? Девочка и мальчик решают на доске № 1316 [5] (№ 1551 [6]), а № 1317 [5] (№ 1552 [6]) можно рассмотреть дополнительно устно.

Девочки и мальчики отвечают устно поочерёдно: № 1318, 1320, 1322, 1323 [5] (№ 1553, 1555, 1557, 1558 [6]).

6. Итоги урока

Подсчёт очков у команд. Определение лучшей команды. Комментарии учителя. Выявление призёров – ученика и ученицы. Оценки за урок.

Дополнительный материал (блок обмена)

СКАЗКИ

– «Королевство кривых зеркал» (В.Губарев) [7]: Почему автор назвал главную героиню Оля? Совпадает ли полностью это имя с его изображением в зеркале? Как звали других персонажей? (Ответы: тётушка Аксал – ласка, Абаж – жаба, Анидаг – гадина, Гурд – друг, король Йагупоп – попугай, в фильме, и Куап Топсед – паук деспот, в книге.

– Назовите сказки, где упоминаются зеркала и зеркальные изображения (или «Отгадайте загадки» – на уроке, или «Сделайте рисунок» – на внеклассном мероприятии).

«Гадкий утёнок». Х.-К.Андерсен [7].

«И он опустился на воду и поплыл навстречу прекрасным лебедям, а лебеди, завидев его, замахали крыльями и поплыли прямо к нему.

– Убейте меня! – сказал гадкий утёнок и низко опустил голову.

И вдруг в чистой, как зеркало, воде он увидел своё собственное отражение. Он был уже не гадким тёмно-серым утёнком, а красивым белым лебедем!»

«Стойкий оловянный солдатик» Х.-К.Андерсен [7].

«На столе, где мальчик построил своих солдатиков, было много разных игрушек. Но лучше всех игрушек был картонный дворец. Через его окошки можно было заглянуть внутрь и увидеть все комнаты. Перед самым дворцом лежало круглое зеркальце. Оно было совсем как настоящее озеро, и вокруг этого зеркального озера стояли маленькие зелёные деревья. По озеру плавали восковые лебеди и, выгнув длинные шеи, любовались своим отражением».

«Снежная королева» Х.-К.Андерсен [7].

«Жил-был на свете злой-презлой тролль. Однажды ему удалось смастерить такое зеркало, в котором всё доброе и прекрасное уменьшалось до того, что его и разглядеть было невозможно, а всё негодное и безобразное, напротив, так и бросалось в глаза и становилось ещё хуже. Прекраснейшие леса и поля, отражаясь в этом зеркале, казались варёным шпинатом, а красивейшие из людей – отвратительными уродами: голова у них была там, где должны быть ноги, ноги – там, где голова, а туловища совсем не было… Все ученики тролля – у него была своя школа – рассказывали о зеркале, словно о каком-то чуде... (Ученики разбили зеркало. – Т.Р.) Человек с таким осколком в глазу начинал всё видеть вверх ногами, шиворот-навыворот, вкривь и вкось, в хорошем видел плохое, а плохое не отличал от хорошего, потому что каждый осколок кривого зеркала так же искажает всё то, что в нём отражается, как и всё зеркало. Иной осколок попадал человеку прямо в сердце, и это было страшнее всего: сердце превращалось от этого в кусок льда.

«Аленький цветочек». С.Т.Аскаков [7].

«Поклонилась ему в ноги дочь середняя и говорит: „Государь ты мой батюшка родимый! Не вози ты мне золотой и серебряной парчи, ни чёрных мехов соболя сибирского, ни ожерелья жемчуга бурмицкого, ни золота венца самоцветного, а привези ты мне туалет (зеркало со столиком. – Т.Р.) из хрусталю восточного, цельного, беспорочного, чтобы глядя в него, видела я всю красоту поднебесную и чтоб, смотрясь в него, я не старилась и красота б моя девичья прибавлялася”».

«Сказка о мёртвой царевне и о семи богатырях», А.С.Пушкин: «На девичник собираясь,//Вот царица, наряжаясь//Перед зеркальцем своим,//Перемолвилася с ним://„Я ль, скажи мне, всех милее,//Всех румяней и белее?”//Что же зеркальце в ответ?//„Ты прекрасна, спору нет;//Но царевна всех милее,//Всех румяней и белее”».

? С каким устройством можно сравнить это зеркало? (Ответ. С компьютером, подключённым к интернету.)

«Таюткино зеркальце», П.П.Бажов [4].

«Гаврило со стариком подбежали, видят – как зеркало в породу вдавлено, шатром глядит и до того человека большим кажет, что и признать нельзя…»

? Что это за зеркало? (Ответ. Вогнутое.)

«Всякому, конечно, любопытно. Прибежали, видят – верно, над забоем зеркало наклонилось, и кругом из породы явственно рама обозначилась, как руками высечена. Зеркало не доской, а чашей: в середине поглубже, а по краям на нет сошло. Кто поближе подойдёт, тот и шарахается сперва, а потом засмеётся. Зеркало-то, видишь, человека вовсе несообразно кажет. Нос с большой бугор, волос на усах, как дрова разбросали».

Легенда о Нарциссе [8].

Д: Рисунок цветка у воды. (греч. наркисс - греч. [наркисс] от оцепенение, онемение – оцепенение, онемение.)

Прекрасный юноша залюбовался своим отражением в воде, влюбился в него и умер от любви, а боги превратили его в цветок. Это сын речного бога Кефиса и наяды, нимфы вод, Лириопы. По другому мифу, Наркисс был наказан богами за то, что отверг любовь нимфы Эхо. (Происхождение эха также связано с законом отражения.)

В кавказских сказках есть такой сюжет: красавица берёт своё волшебное зеркало и, глядя в него, ищет по всей земле юношу – героя сказки.

– Где прятался юноша, чтобы не быть найденным? (Ответ. Чтобы отражения не было видно в зеркале, юноша всё время прятался с его обратной стороны.)

– Как бы вы объяснили поверье, что фантастические вампиры не дают отражения в зеркалах? (Ответ. Они нематериальны.)

КРОССВОРД

Кроссворд

1. Самый лучший точечный источник света. 2. Видимое излучение. 3. Единица угла. 4. Раздел физики, посвящённый изучению света. 5. Угол падения равен углу... 6. Линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света. 7. Геометрическая фигура, состоящая из точки и двух лучей, исходящих из этой точки.

Ответ. 1. Звезда. 2. Свет. 3. Градус. 4. Оптика. 5. Отражение. 6. Луч. 7. Угол.

Ключевое слово: зеркало.

КРОССВОРД НАОБОРОТ

Составьте вопросы к словам кроссворда.

Кроссворд наоборот

ФРОНТАЛЬНЫй ОПРОС

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

1. «Говорящая отрубленная голова».

Д: Рис. 11 [2, рис. 98].

2. В зависимости от угла между двумя зеркалами, число изображений n в зеркале может быть определено по формуле: n  = (360° – )/. Для углов: 90°, 60°, 45°, 30° число изображений соответственно 3, 5, 7, 11.

3. Изучая настенные росписи внутри египетских пирамид, учёные не обнаружили следов копоти от освещения какими-либо факелами. Как это можно объяснить? (Ответ. Древние египтяне освещали место работ с помощью системы зеркал.)

4. Легенда о том, как Архимед поджёг вражеские корабли с помощью зеркал.

5. Греческий миф: Персей отрубил голову Медузе-горгоне, глядя в свой щит, т.к. от её прямого взгляда он бы окаменел.

6. Как выглядели зеркала в древности? (Ответ. Отполированный металл, стоячая вода.)

7. Почему на зеркала телескопа металлическое покрытие наносится сверху, а на бытовые зеркала – с обратной стороны? (Ответ. При нанесении покрытия с обратной стороны стекла отражение происходит и от покрытия, и от передней поверхности стекла. Однако этот эффект не заметен, т.к. света много, а интенсивность отражения от стекла намного меньше, чем от покрытия. К тому же покрытие защищено стеклом от царапин, и зеркало служит долго. При наблюдении звёзд света мало, их наблюдают с помощью чувствительных к свету приборов, так что эффект двойного отражения был бы значителен (изображения звёзд начали бы двоиться).

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. В одной плоскости с падающим лучом лежат:

А) отражённый луч;

Б) перпендикуляр к границе раздела двух сред, проведённый в точку падения луча;

В) граница раздела двух сред.

2. Угол падения луча на зеркало равен 60°. Чему равен угол между отражённым лучом и зеркалом?

А) 30°; Б) 60°; В) 90°; Г) 120°.

3. Выберите, на каком из предложенных рисунков показано правильное изображение ёлки в зеркале? (3–4 рисунка.)

4. В каком приборе для проведения наблюдений используются две отражающие плоскости?

А) Микроскоп; Б) перископ; В) телескоп.

5. Мама стоит перед плоским зеркалом на расстоянии 0,5 м. Чему будет равно расстояние между мамой и её изображением, если она отойдёт от зеркала на 1,5 м дальше?

А) 1 м; Б) 2 м; В) 3 м; Г) 4 м.

ЗАДАЧИ

1. Соревнование двух учеников.

У: Дать по 2 чертежа.

1.1. На рисунке изображены падающий и отражённый от зеркала лучи. Найдите построением положение зеркала [9].

1.2. К вам в руки попал рисунок, часть которого была повреждена. На нём остались только падающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред. Восстановите рисунок.

1.3. Постройте изображение предмета (прямой или дугообразной стрелки) в плоском зеркале.

1.4. Нарисуйте изображение нескольких букв в плоском зеркале.

2. (Необходимы указания и помощь учителя.)

2.1. Какого размера необходимо взять вертикальное зеркало и на какой высоте его расположить, если человек хочет увидеть себя в полный рост? При построении высотой лба можно пренебречь.

2.2. Условия аналогичны задаче 2.1, но человек хочет увидеть своё изображение до пояса.

2.3. Чему будет равен угол отражения при повороте зеркала на 30°, если первоначально угол падения был равен 45°? (60°).

2.4. Высота Солнца над горизонтом 70°. Как нужно расположить плоское зеркало на краю вертикального колодца, чтобы осветить его дно солнечными лучами? (80°.)

КАРТОЧКИ [9]

Уровень 1

1. Какое расстояние (в метрах) от изображения до зеркала и до человека, если сам человек находится в 55 см от зеркала?

2. Угол между падающим и отражённым лучами равен нулю. Что это означает? Сделайте чертёж.

Уровень 2

1. Вычислите изменение расстояния (в сантиметрах) от изображения человека в зеркале до самого человека, если человек подойдёт к зеркалу на 0,3 м; отодвинется на 20 мм.

2. Угол между зеркалом и падающим лучом равен 25°. Определите угол отражения. Сделайте чертёж.

Уровень 3

1. С какой скоростью (м/с) будет удаляться человек от собственного изображения в плоском зеркале, если от зеркала он уходит со скоростью 60 м/мин?

2. Как изменится угол между падающим и отражённым лучами, если первоначально угол отражения был 30°, а затем угол падения увеличили на 5°? Сделайте чертёж. Отметьте углы. Как изменится угол между отражённым лучом и поверхностью зеркала?

Ответы: 1.1: 1,1 м; 1.2: лучи перпендикулярны отражающей поверхности; 2.1: 60 см, 4 см; 2.2: 65°; 3.1: 2 м/с; 3.2: увеличится на 10°; уменьшится на 5°.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИИ

1. Итоговый эксперимент: отражение луча лазерной указки от зеркал, находящихся в кювете с подкрашенной водой, или традиционные эксперименты на оптической шайбе.

Вопрос об уголковых отражателях (упр. 31, № 4).

2. В автомобильных фарах рассмотреть: щиток, лампу с зеркалом и её торец с покрытием.

3. Отражатель фонарика.

4. Модель для изучения законов отражения и преломления света: на листе А4 верхняя часть – белая (это воздух), а нижняя – голубая (это вода или отражающая поверхность). На границе раздела двух сред в средней точке, из которой проведён перпендикуляр к этой границе (это точка падения), с помощью плоской спирали из проволоки прикрепляются два картонных луча. Стрелка на падающем луче направлена в точку падения, на отражённом (и/или преломлённом) – в обратную сторону. С помощью этой модели легко показать, что оба луча и перпендикуляр должны лежать в одной плоскости; изменяя углы, можно обсуждать правильность их соотношений, продемонстрировать обратимость «световых» лучей.

Литература

1. Пёрышкин А.В. Физика-8. – М.: Дрофа, 2002.

2. Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1. – М.: Наука, 1976.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 2. – М.: Наука, 1976.

4. Бажов П.П. Уральские сказы. – М.: Детская литература, 1989.

5. Лукашик В.И. Сборник задач по физике-7–8. – М.: Просвещение, 1994.

6. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике-7–9. – М.: Просвещение, 2001.

7. Граббе Т., Любарская А. По дорогам сказки. – М.: Детская литература, 1973.

8. Ботвинник М.Н., Коган М.А., Рабинович М.Б., Селецкий Б.П. – Мифологический словарь. – Л.: Учпедгиз, 1961.

9. Шевцов В.А. Дидактический материал по физике: Разрезные карточки для индивидуальной работы. 8 кл. – Волгоград: Учитель, 2003.