全反射教學(xué)設(shè)計(jì)

1、全反射教學(xué)設(shè)計(jì) 、一教學(xué)分析（一）教材分析：全反射一節(jié)是高中物理人教版（選修3-4）第十三章的第七節(jié)內(nèi)容。本節(jié)屬于高中物理的幾何光學(xué)部分，是幾何光學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)之一。本節(jié)課的特點(diǎn)是概念多、現(xiàn)象多，與現(xiàn)代科技和實(shí)際生活結(jié)合的十分緊密。放在章末，有了光的折射與作幾何光路圖的基礎(chǔ)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和理論分析，更易被學(xué)生接受。全反射的學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和解釋生活中與現(xiàn)代科技中眾多的光學(xué)現(xiàn)象。（二）學(xué)情及學(xué)習(xí)方法的分析：高二的同學(xué)們經(jīng)過(guò)了一年多的高中學(xué)習(xí)，學(xué)生思維能力更加成熟，基本上完成了向理論思維的轉(zhuǎn)化，抽象邏輯思維占了優(yōu)勢(shì)地位。認(rèn)知活動(dòng)的自覺(jué)性明顯增強(qiáng)。觀察力、想象能力迅速發(fā)展，思維的目的性、方向性更明

2、確。之前對(duì)光的折射現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，作出幾何光路圖并非難事。全反射的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生無(wú)論是從實(shí)驗(yàn)分析還是理論分析，都會(huì)容易接受。物理教材中，對(duì)“全反射”一節(jié)的處理是在介紹光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)半圓型玻璃磚反射和折射實(shí)驗(yàn)的觀察得到全反射的條件，再進(jìn)一步介紹光導(dǎo)纖維的原理及在技術(shù)上的應(yīng)用來(lái)進(jìn)一步理解全反射的現(xiàn)象。在本節(jié)課的教學(xué)中我利用生活中的熟悉道具來(lái)引入新課，使學(xué)生產(chǎn)生興趣和疑問(wèn)。然后教師引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與理論分析，讓學(xué)生自己得到結(jié)論，在學(xué)中用、用中學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用多媒體輔助，節(jié)省時(shí)間，起到事半功倍的效果。二教學(xué)目標(biāo)本節(jié)課的重點(diǎn)是形成全反射的概念、掌握全反射現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，因此這

3、節(jié)課的設(shè)計(jì)思路有兩個(gè)，一是按照物理概念的形成過(guò)程進(jìn)行教學(xué)：直觀實(shí)驗(yàn)激發(fā)興趣引導(dǎo)學(xué)生探索經(jīng)過(guò)分析、比較通過(guò)概括形成概念鞏固深化。二是以實(shí)驗(yàn)為主線。通過(guò)兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的觀察、分析，揭示全反射的現(xiàn)象與產(chǎn)生條件。最后認(rèn)識(shí)生活中眾多的全反射現(xiàn)象，開(kāi)拓學(xué)生的視野。另外增加全反射探究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生間的討論、設(shè)計(jì)、動(dòng)手及合作，使學(xué)生對(duì)全反射概念的理解更加準(zhǔn)確、豐富和全面。根據(jù)教學(xué)大綱、教材內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知特征，擬定如下的教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1.認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。2.掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件。3.了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用。（二）過(guò)程與方法1.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)探究科學(xué)的方法-比較法2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)

4、生的鑒別能力、觀察能力、分析推理能力及創(chuàng)新思維能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生運(yùn)用全反射的知識(shí)進(jìn)行分析、解釋，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與討論主動(dòng)探究的興趣，培養(yǎng)邏輯思維能力及表述能力。2培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。3.通過(guò)全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣，了解物理知識(shí)與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系。三教學(xué)重點(diǎn)，難點(diǎn)（一）重點(diǎn)：掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件，折射角等于90°時(shí)的入射角叫做臨界角，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上時(shí)，如果入射角等于或大于臨界角就發(fā)生全反射現(xiàn)象（二）難點(diǎn)：全反射的應(yīng)用，對(duì)

5、全反射現(xiàn)象的解釋光導(dǎo)纖維是利用了全反射現(xiàn)象制成的；各種蜃景也是由于全反射的原因而呈現(xiàn)的自然現(xiàn)象。突破的方法：對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋，通過(guò)大屏幕展示演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得到全反射現(xiàn)象。光導(dǎo)纖維的工作原理，蜃景等就利用實(shí)物以及電腦大屏幕，播放大量的圖片，給學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)。這樣更容易理解全反射現(xiàn)象，也對(duì)應(yīng)用加深了記憶。多媒體素材的適時(shí)應(yīng)用可以起到事半功倍的效果。四教學(xué)方法和手段施教之功，貴在引導(dǎo)，重在轉(zhuǎn)化，妙在開(kāi)竅。在教法上采用探究式教學(xué)。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生的思維方向，從而順利實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)中的問(wèn)題解決。而親身經(jīng)歷探究活動(dòng)也是學(xué)生在學(xué)中用，在用中學(xué)，利于接受，

6、所以在學(xué)法上采?。河^察法、比較法、實(shí)驗(yàn)探索、小組協(xié)作。利用實(shí)驗(yàn)，多媒體展示幫助學(xué)生自主建構(gòu)。五教學(xué)儀器光學(xué)演示儀（由激光發(fā)生器、半圓形玻璃磚等組合），大燒杯，透明水槽，硬幣，自行車尾燈，2根小試管，光纖玩具手電筒。六教學(xué)過(guò)程（一）設(shè)置情境：提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生興趣。展示：光纖玩具手電筒同學(xué)們一定見(jiàn)過(guò)這個(gè)玩具手電筒，但是是不是想過(guò)這么細(xì)的纖維絲，光從一端射入，沿細(xì)絲傳播，從末端射出，而不是從中間透出光來(lái)？讓學(xué)生帶著這個(gè)疑問(wèn)開(kāi)始學(xué)習(xí)新的知識(shí)-全反射現(xiàn)象【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖：非智力因素可以促進(jìn)智力的發(fā)展，興趣可以激發(fā)觀察著的情感，增進(jìn)觀察力的敏銳度。按照皮亞杰的觀點(diǎn)，中學(xué)生心理發(fā)展水平處于具體的邏輯思維時(shí)期

7、向無(wú)限制的邏輯思維時(shí)期過(guò)度，其心理特征勢(shì)必對(duì)學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生影響。能激發(fā)興趣的情景，可以增加學(xué)習(xí)的動(dòng)力。用學(xué)生最熟悉的道具，更能夠引發(fā)學(xué)生思考。對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)增加興趣?！浚ǘ?shí)驗(yàn)探究：師生互動(dòng)，討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.實(shí)驗(yàn)探究（用實(shí)物投影儀，展示實(shí)驗(yàn)視頻于大屏幕上）演示實(shí)驗(yàn)：激光演示儀，半圓形玻璃磚實(shí)驗(yàn)1：（空氣射向玻璃）一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的直角邊A的圓心O。實(shí)驗(yàn)2：（玻璃射向空氣）一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面指向O。演示：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的入射角都從0°增大到90°的過(guò)程中，觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)并比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?！窘處熝菔緝杀閷?shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生分組討論后回答，

8、其它同學(xué)作補(bǔ)充?！俊窘虒W(xué)設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生認(rèn)真觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較兩實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，和鑒別能力，分析能力和表述能力。為了讓所有同學(xué)都能清晰的看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用實(shí)物投影儀，展示實(shí)驗(yàn)視頻于大屏幕上，這樣能有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望，以往坐在后排或側(cè)面的同學(xué)不容易觀察到講臺(tái)上的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。利用多媒體手段將現(xiàn)象放大，能充分展示給學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況?！刻骄拷Y(jié)論經(jīng)過(guò)學(xué)生討論與分析可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）光從玻璃射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角大于或等于某一個(gè)角度時(shí)，空氣中的折射角達(dá)到90°，折射光消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。反射光強(qiáng)度逐漸變大，折射光強(qiáng)度逐漸變小。（2）光從空氣射入玻璃時(shí)，

9、入射角變化過(guò)程中始終有反射光線和折射光線。反射光強(qiáng)度逐漸變大，折射光強(qiáng)度逐漸變小。教師總結(jié)：只有折射光沒(méi)有反射光的現(xiàn)象叫做全反射。光玻璃射入空氣就是發(fā)生了全反射。2.引思：?jiǎn)栴}：同學(xué)們覺(jué)得兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是什么？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)1是光從空氣射入玻璃不能發(fā)生全反射，實(shí)驗(yàn)2是光從玻璃射入空氣時(shí)入射角達(dá)到某個(gè)值可以發(fā)生全反射。教師：兩種介質(zhì)有什么不同？學(xué)生：空氣的折射率小，玻璃的折射率大。3.得出結(jié)論通過(guò)對(duì)以上現(xiàn)象的分析，提煉和總結(jié)，學(xué)生會(huì)得到：當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角達(dá)到某個(gè)值或大于這個(gè)值時(shí)，折射光消失，只剩下反射光的現(xiàn)象。叫做全反射現(xiàn)象。（三）師生總結(jié)探究成果1.光密介

10、質(zhì)和光疏介質(zhì)：折射率大的叫光密介質(zhì)，折射率小的叫光疏介質(zhì)?！窘處煼治鲞@兩個(gè)定義具有相對(duì)性】2.臨界角：光疏介質(zhì)中折射角等于90°時(shí)，光密介質(zhì)中對(duì)應(yīng)的入射角為臨界角。3產(chǎn)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角。（四）反饋練習(xí)1.光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是：（B）A光從玻璃射到分界面上，入射角足夠??；B光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大；C光從空氣射到分界面上，入射角足夠??；D光從空氣射到分界面上，入射角足夠大。2光從折射率為的介質(zhì)中以400入射角射到介質(zhì)與空氣的界面上，能發(fā)生全反射嗎？【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖：鞏固對(duì)全反射條件的理解，使認(rèn)知結(jié)構(gòu)中概念更加清

11、晰?！浚ㄎ澹┰谏钆c現(xiàn)代技術(shù)中的全反射現(xiàn)象1.自行車尾燈：用燈光來(lái)照射尾燈時(shí)，尾燈很亮，也是利用全反射現(xiàn)象制成的儀器?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生注意生活中的物理現(xiàn)象，用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋它，從而更好的利用它們?yōu)槿祟惙?wù)?！?.光導(dǎo)纖維：演示：光纖玩具手電筒看到了彎曲的玻璃絲能夠傳光。這是因?yàn)閺牟ＡЫz的一端射進(jìn)棒內(nèi)的光線，在細(xì)絲的內(nèi)壁多次發(fā)生全反射，沿著鋸齒形路線由另一端傳了出來(lái)，用光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)光纖通信，原理也是這樣。教師介紹光導(dǎo)纖維的相關(guān)知識(shí)通過(guò)大屏幕展示與光導(dǎo)纖維，光纖通信相關(guān)的一些生活中的應(yīng)用【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖：引課的纖維玩具手電筒作為光導(dǎo)纖維知識(shí)點(diǎn)的鋪墊，前后呼應(yīng)。這里把光導(dǎo)纖維的相關(guān)知識(shí)留到下次

12、課，本課只要求學(xué)生了解物理知識(shí)與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系?！?.蜃景：馬路蜃景海上蜃景：2005年5月19日至7月9日，蓬萊附近海面連續(xù)出現(xiàn)了4次海市蜃樓奇觀，是本世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)次數(shù)最多、規(guī)模最大、清晰度最高的一年。佛塔蜃景：在山東汶上縣寶相寺景區(qū)出現(xiàn)罕見(jiàn)的“佛塔蜃景”奇觀，人們從不同的角度觀看巍峨壯觀的太子靈蹤塔，在塔四周和上空中出現(xiàn)了太子靈蹤塔幻景，若隱若現(xiàn)，數(shù)千名汶上縣城居民和外地游客目睹了這一奇觀?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)計(jì)算機(jī)展示大量的生活中的，科技中的全反射現(xiàn)象的實(shí)例，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到科學(xué)來(lái)源于生活，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣，了解物理知識(shí)與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系?！浚┨骄客卣埂咎骄炕顒?dòng)，如課堂時(shí)間有限，可留作課后拓展】器材：水槽，燒杯，兩根小試管，水，硬幣同學(xué)們利用現(xiàn)有的這些器材，能否設(shè)計(jì)一些跟全反射現(xiàn)象有關(guān)的情境呢？【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、交流、分析、創(chuàng)新、和合作能力，加強(qiáng)對(duì)全反射現(xiàn)象的理解和應(yīng)用，留給學(xué)生發(fā)揮的余地?！浚ㄆ撸┱n堂總結(jié)（交與學(xué)生完成）（八）布置作業(yè)課后拓展1解釋自行車尾燈發(fā)生全發(fā)射的原理2搜集信息解釋蜃景的形成原因。【教學(xué)設(shè)計(jì)意圖：解釋自行車尾燈的工作原理，相當(dāng)于布置學(xué)生預(yù)習(xí)全反射棱鏡?！科哒n堂教學(xué)反饋及調(diào)整策略（一）做激光器，半圓玻璃磚實(shí)驗(yàn)時(shí)，講清垂直圓弧射入玻璃磚的光線不偏折，直接打在圓心處，此為玻璃射向空氣