高中物理教科版高中4 光的折射光的全反射教學(xué)設(shè)計

1、教科版選修3-4光的全反射教學(xué)設(shè)計瀘縣二中實驗學(xué)校 曾誠【教材分析】“全反射”是人教版高中物理教材選修3-4第十三章第七節(jié)的內(nèi)容，是幾何光學(xué)的一個重要知識點。本節(jié)課的內(nèi)容涉及直線傳播、反射、折射的知識，從本質(zhì)上進一步理解和應(yīng)用折射定律和折射率，讓學(xué)生有效體會和熟練應(yīng)用光路可逆知識解決光的傳播問題。所以全反射既是新知識的學(xué)習(xí)，又是對前面所學(xué)知識的鞏固和深化。同時，全反射現(xiàn)象與生活和現(xiàn)代科技聯(lián)系緊密，實現(xiàn)了課堂知識走向課外、走向生產(chǎn)、走向科技，所以學(xué)習(xí)這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義?！窘虒W(xué)目標】知識與技能1、理解光的全反射；2、掌握臨界角的概念、表達式和發(fā)生全反射的條件；3、了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用。過

2、程與方法1、通過觀察演示實驗，理解光的全反射現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力；2、通過理論計算和實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力；3、通過對現(xiàn)代科技中全反射現(xiàn)象應(yīng)用的解釋和自然界中全反射現(xiàn)象的討論，培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象分析本質(zhì)的能力和分析推理能力。情感、態(tài)度與價值觀1、在問題解決過程中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與求知的欲望；2、通過介紹全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，幫助學(xué)生了解物理知識與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生探究生活問題、探索真理的理念;3、讓學(xué)生發(fā)掘大自然中的物理現(xiàn)象，領(lǐng)略物理之美；體會生活中處處蘊含物理知識，物理就在身邊，從而進一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣?！局仉y點】1、重點：臨界角的概念及表達式、

3、全反射的條件、全反射的應(yīng)用；2、難點：全反射的條件、全反射的應(yīng)用。【教法學(xué)法】2、教學(xué)方法設(shè)問法：設(shè)置障礙問題引發(fā)認知沖突，調(diào)動學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)；2、演示實驗：真實呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象，有充分的可信度，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察分析現(xiàn)象，視覺沖擊加深理解；3、講授、討論結(jié)合教師講授結(jié)合學(xué)生討論，幫助內(nèi)化新知識。【教學(xué)儀器】水箱缸、硬幣、玻璃杯，半圓形玻璃磚、激光筆、光具盤、多媒體課件【教學(xué)過程】導(dǎo)學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖實驗導(dǎo)入趣味實驗：消失的硬幣，兩枚硬幣（一塊五毛各一）放在水槽底部，透明玻璃杯倒扣入水中，蓋住五毛的，發(fā)現(xiàn)“杯中”五毛銀幣消失變成了1塊的硬幣為什么五毛銀幣消失？杯中出現(xiàn)

4、一元硬幣？學(xué)習(xí)了今天的知識也許就能發(fā)現(xiàn)原因?qū)W生觀察，驚呼指出質(zhì)疑溫習(xí)與新課有關(guān)的知識，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)作鋪墊；問題障礙引發(fā)認知沖突，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動機；培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗和已有知識提出猜想的能力。知識復(fù)習(xí)設(shè)問，回顧上節(jié)內(nèi)容：1.分別畫出光從空氣中射入玻璃和玻璃中折入空氣的光路圖，比較入射角與折射角的大小關(guān)系2.介質(zhì)的折射率反映了什么物理意義？寫出涉及折射率的個相關(guān)公式。學(xué)生上臺展示作圖，回答對應(yīng)問題回顧基礎(chǔ)知識，加深入射角折射角的大小關(guān)系認識，理解折射率與材料有關(guān)，引出對光疏，光密介質(zhì)的概念，為后面的理論計算做鋪墊引導(dǎo)學(xué)生理解概念設(shè)問：折射率與什么因素有關(guān)？根據(jù)介質(zhì)折射率不同，如何對介質(zhì)進行分類

5、？例題1：（多選）下列說法正確的是：A.因為水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介質(zhì)。B.因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)。C.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大。D.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小。自行閱讀教材回答相應(yīng)問題，理解光密介質(zhì)光疏介質(zhì)的概念，根據(jù)教材資料區(qū)分各種介質(zhì)的折射率通過問題引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀教材自學(xué)，歸納基本概念，通過簡單的例題理解概念的內(nèi)涵設(shè)計情景，發(fā)現(xiàn)問題設(shè)問：1.玻璃和空氣相比，誰是光疏介質(zhì)誰是光密介質(zhì)？2. 根據(jù)公式分析，當入射角從0逐漸增大過程中，反射角和折射角怎樣變化？3.一束光從玻璃射入空氣，已知玻璃的折射率為，當入射角為45時

6、,折射角為多大？4.如果繼續(xù)增大入射角（如入射角增大到為60），折射角有多大呢？學(xué)生獨立思考，作圖，計算，回答問題通過計算，發(fā)現(xiàn)已知玻璃的折射率為當入射角為45時，折射角已經(jīng)90，再繼續(xù)增大入射角，計算出的正弦結(jié)果大于1，無解，從而引發(fā)思考？折射光線發(fā)生什么變化？實驗演示，引出知識重點實驗操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察當光從玻璃磚內(nèi)射入空氣，當入射角超過某個值，折射光線消失，只有反射光線，總結(jié)全反射現(xiàn)象的概念，臨界角的概念，發(fā)生的條件。例題2：光在某種介質(zhì)中傳播的速度為108m/s,光從此介質(zhì)射入空氣中的臨界角為（ ）A15 B30 C45 D60例題3：一束激光從空氣射到厚度均勻的平行玻璃磚表面上，如圖

7、所示(0 i 90）（1）請判斷光在AB表面能否發(fā)生全反射？光在CD表面能否發(fā)生全反射？為什么？學(xué)生觀察現(xiàn)象，總結(jié)全反射現(xiàn)象的概念，根據(jù)概念自然發(fā)現(xiàn)有一個特殊的臨界角，歸納發(fā)生全反射的條件通過實驗，說明之前計算的無解在物理上的意義是折射光線消失，發(fā)生全反射，自然的引出重點內(nèi)容，并總結(jié)發(fā)生條件，在根據(jù)例題進一步理解臨界角的計算方法和全反射的條件，自然引出下一內(nèi)容。知識在生活中的運用承接例題繼續(xù)追問：（2）如圖所示，又一束激光射到AD界面上，光有可能在AB表面發(fā)生全反射嗎？（3）如果玻璃磚足夠長，且新光線在界面發(fā)生了全反射，光線以后會怎樣傳播？引出全反射的實際應(yīng)用“光導(dǎo)纖維”，并進行實物展示 學(xué)生

8、作圖，思考通過練習(xí)的擴展，自然理解光纖的原理。培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力，幫助學(xué)生了解物理知識與現(xiàn)代科技的密切關(guān)系，關(guān)注現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展；小組討論解決問題展示課前實驗的模型圖，組織小組討論，嘗試解釋五毛硬幣“消失”原因?qū)W生小組討論，嘗試解釋現(xiàn)象：五毛硬幣的光線在水面全反射一元硬幣在玻璃杯表面發(fā)生全反射首位呼應(yīng)，利用知識嘗試解決問題課堂總結(jié)根據(jù)板書總結(jié)知識，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課后擴展，了解全反射棱鏡，海市蜃樓等現(xiàn)象的原理課后交流討論海市蜃樓形成原理。建構(gòu)完整的知識系統(tǒng)；【板書設(shè)計】 光的全反射 光密介質(zhì)光疏介質(zhì)全反射1.定義：。2.臨界角： Sin C=1/n3.全反射條件：光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)入射角等于或大于臨界角【教學(xué)反省】1、注重啟發(fā)式教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的主體性。通過設(shè)置問題障礙引發(fā)學(xué)生認知沖突，導(dǎo)入新課學(xué)習(xí)，然后由學(xué)生分組進行科學(xué)探究活動，自主地進行實驗研究。通過精心設(shè)計的啟發(fā)性的問題，從學(xué)生已有的認知結(jié)構(gòu)出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生的思考，使學(xué)生始終處于積極思考探索的學(xué)習(xí)活動中完成對全反射的相關(guān)知識的建構(gòu)。2、物理知識來源于生活，最終又服務(wù)于生活。本節(jié)課在學(xué)習(xí)物理原理后，讓學(xué)生了解全反射在現(xiàn)代科技和現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，引