【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023） 6.2 光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用 同步教案（表格式）

第第頁(yè)【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023）6.2光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用同步教案（表格式）主題六光現(xiàn)象及其應(yīng)用

第二節(jié)光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第二節(jié)光的全反射現(xiàn)象的應(yīng)用

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)1學(xué)時(shí)

教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生學(xué)習(xí)光線在全反射棱鏡、光纖中的傳播原理，知道全反射棱鏡和光纖在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

學(xué)情分析由于學(xué)生以前沒有接觸過有關(guān)全反射棱鏡和光纖的內(nèi)容，因此會(huì)有一定的理解難度。老師教學(xué)時(shí)，要通過圖示、動(dòng)畫，或?qū)嵨镎故镜确绞?，讓學(xué)生增加相關(guān)感性認(rèn)識(shí)，理解其工作原理，克服這一難點(diǎn)。

教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)全反射棱鏡、光纖等概念，形成全反射棱鏡可讓光通過全反射改變方向后射出、光纖可讓光通過全反射在內(nèi)部傳播等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡、光纖等光學(xué)儀器的成像原理等。

2．了解建構(gòu)全反射棱鏡、光纖物理模型的方法。練習(xí)在生產(chǎn)生活中運(yùn)用全反射規(guī)律解決實(shí)際問題，發(fā)展質(zhì)疑創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。

3．通過觀察光在玻璃棒中的傳播實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)光纖工作原理的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察等核心素養(yǎng)。通過對(duì)全反射實(shí)驗(yàn)的觀察與討論，提高技術(shù)運(yùn)用、探究設(shè)計(jì)等能力。

4．通過對(duì)全反射現(xiàn)象應(yīng)用實(shí)例的討論，增強(qiáng)合作交流的核心素養(yǎng)。了解我國(guó)“鵲橋號(hào)”中繼通信衛(wèi)星、光纖通信網(wǎng)絡(luò)、海底光纜建設(shè)等方面取得的偉大成就，增強(qiáng)民族自豪感和科技傳承的責(zé)任感。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)全反射棱鏡模型，了解光纖的工作原理。

教學(xué)難點(diǎn)了解全反射棱鏡在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，了解光纖的工作原理。

教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶和愛國(guó)主義教育。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、直徑6mm被彎折的玻璃棒（可由化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的攪拌棒制成，通過酒精噴燈加熱，彎曲成曲率不同的各種形狀）若干根、小激光燈1個(gè)、白紙1張、小刀1把等等。

課堂實(shí)施

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

課前準(zhǔn)備1.什么是全反射棱鏡？2.全反射棱鏡的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？3.什么是角反射器？其主要特點(diǎn)是什么？4.生活中哪些地方利用了角反射器？5.什么是光纖？其主要工作原理是什么？6.光纖有哪些優(yōu)點(diǎn)？7.光纖主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？1.安排學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對(duì)性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時(shí)給予指導(dǎo)。對(duì)教材和教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實(shí)施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：在夜間公園、廣場(chǎng)、夜市等場(chǎng)所經(jīng)?？梢钥吹揭环N兒童玩具稱為“滿天星”，如圖所示，它由一個(gè)發(fā)光系統(tǒng)和幾百根塑料絲組成。啟動(dòng)開關(guān)后，它一面發(fā)出不同色彩的光，一面不停地旋轉(zhuǎn)，就像滿天星斗一樣，令人浮想聯(lián)翩。展示圖片、提問：這種玩具是如何傳導(dǎo)光的？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

新課教學(xué)能夠發(fā)生全反射的棱鏡叫全反射棱鏡。最常見的全反射棱鏡是橫截面為等腰直角三角形的三棱鏡。等腰直角三角形ABC表示一個(gè)棱鏡的橫截面，它的兩個(gè)直角邊AB和BC分別表示棱鏡上兩個(gè)互相垂直的側(cè)面。如果光線垂直地射到AB面上，就會(huì)沿原方向射入棱鏡，射到AC面上。由于入射角（45°）大于光從玻璃射入空氣的臨界角（32°～42°），因此光會(huì)在AC面上發(fā)生全反射，沿著垂直于BC的方向從棱鏡射出，如圖所示。如果光垂直地射到AC面上，射入棱鏡后，會(huì)先后在BC面和AB面上發(fā)生兩次全反射，最后沿著與入射時(shí)相反的方向從AC面上射出。展示圖片、講解觀看、傾聽、理解讓學(xué)生建構(gòu)全反射棱鏡模型，了解其工作原理。

由于經(jīng)過全反射棱鏡反射的光幾乎沒有能量損失，因此，在光學(xué)儀器（如潛望鏡、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等）中，常用全反射棱鏡來(lái)代替平面鏡，改變光的傳播方向。如圖所示是全反射棱鏡應(yīng)用在潛望鏡里的光路圖。望遠(yuǎn)鏡為了獲得較大的放大倍數(shù)，鏡筒要很長(zhǎng)，但使用全反射棱鏡，就能夠縮短鏡筒的長(zhǎng)度，如圖所示。展示圖片、講述觀看、傾聽讓學(xué)生了解全反射棱鏡的實(shí)際應(yīng)用。

【應(yīng)用與拓展】角反射器角反射器是一種由三個(gè)相互垂直的平面組成的能反射光等電磁波的裝置。其中一種反射光的角反射器由石英直角錐棱鏡組成，結(jié)構(gòu)如圖所示，其特點(diǎn)是：無(wú)論光從哪一個(gè)方向射入正面圓形通光孔，都能經(jīng)兩次或三次反射，逆著原方向反射回去。我國(guó)“鵲橋號(hào)”中繼通信衛(wèi)星、自行車的尾部、輪條上、道路安全道釘、路障警示牌、車輛輪廓標(biāo)志等。展示圖片、講述傾聽讓學(xué)生了解角反射器及其實(shí)際應(yīng)用。

1966年7月，華裔科學(xué)家高錕首先提出光纖可以用于通信傳輸?shù)脑O(shè)想，后來(lái)因此獲得2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，被譽(yù)為“光纖之父”。光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，其傳遞信息利用的就是光的全反射原理。講述傾聽?zhēng)蛯W(xué)生了解光纖的發(fā)明和工作原理。

演示實(shí)驗(yàn)：觀察光在玻璃棒中的傳播用激光燈照射彎折成各種形狀的玻璃棒（圖）的一端，在一張白色紙片上挖一個(gè)圓孔，使其恰好能套在玻璃棒上。將紙片沿著玻璃棒移動(dòng)，觀察激光在玻璃棒的不同位置的泄漏情況。進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生合作學(xué)習(xí)。提問：激光最容易從玻璃棒的哪個(gè)位置泄漏出來(lái)？如何防止？觀看實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)、合作學(xué)習(xí)、回答：從曲率大的位置。玻璃棒不能有曲率較大的彎折或減小其直徑。通過模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生增加有關(guān)光纖傳光特點(diǎn)的感性認(rèn)識(shí)。

應(yīng)用最廣的光纖是用純度極高的石英拉制成直徑約10μm的纖芯，纖芯的外側(cè)包裹著折射率更小的包層。在纖芯中傳播的光會(huì)在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，使得光在光纖中沿纖芯傳播，如圖所示。展示圖片、講解傾聽、理解讓學(xué)生了解光纖的結(jié)構(gòu)和傳光原理。

兒童玩具“滿天星”的傳光原理就跟光纖一樣，不同色彩的光從數(shù)百根塑料絲的一端射入，在塑料絲的內(nèi)壁發(fā)生多次全反射，沿著鋸齒形路線穿過塑料絲，從另一端射出，形成數(shù)百個(gè)明亮的發(fā)光點(diǎn)。回應(yīng)“情境與問題”中的問題。傾聽、理解讓學(xué)生了解用光纖傳光原理解釋生活中的現(xiàn)象。

載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端輸入，就可以沿著光纖傳輸?shù)角Ю镏獾牧硪欢?，?shí)現(xiàn)光纖通信。光纖通信具有容量大、損耗低、抗電磁干擾性能強(qiáng)、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。一根光纖的傳輸能力理論值為1000億路電話，而一根光纜中可以包括幾十根甚至上千根光纖，如圖所示，其通信容量之大就更加驚人了。展示圖片、講述傾聽了解光纖的主要優(yōu)點(diǎn)。

【行為與責(zé)任】通信光纜是國(guó)家通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著國(guó)內(nèi)、國(guó)際通信任務(wù)。光纜主要由玻璃纖維組成，對(duì)于個(gè)人無(wú)任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但通信光纜一旦受損，修復(fù)的成本是很大的，會(huì)給國(guó)家?guī)?lái)巨大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。故意損害和盜竊通信光纜都是違法犯罪行為，將會(huì)被追究刑事責(zé)任。每位公民都有責(zé)任和義務(wù)注意保護(hù)通信光纜。講述傾聽、記憶讓學(xué)生增強(qiáng)保衛(wèi)國(guó)防的責(zé)任感。

醫(yī)學(xué)上用光纖制成內(nèi)窺鏡，如圖所示，用來(lái)檢查人體胃、腸、氣管、肺等器官的內(nèi)部。實(shí)際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖：一組用來(lái)把光傳送到人體內(nèi)，用于照亮人體組織器官；另一組用來(lái)把光傳送出來(lái)，可供醫(yī)生用眼直接觀察，或把光信號(hào)通過攝像機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)，放大呈現(xiàn)到顯示器上，便于醫(yī)生觀察、抓拍圖像和錄像等。講述傾聽讓學(xué)生了解光纖在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，全球進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的5G時(shí)代，我國(guó)對(duì)大容量、超高速和超長(zhǎng)距的通信網(wǎng)絡(luò)有了更為迫切的需求，光纖寬帶互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)連接入我國(guó)的大多數(shù)家庭。截至2023年9月末，我國(guó)光纜線路總長(zhǎng)度已達(dá)5000萬(wàn)千米，每天9億多網(wǎng)民產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)流動(dòng)在光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)上。講述傾聽讓學(xué)生了解光纖與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。

【技術(shù)·中國(guó)】我國(guó)的海底光纜目前我國(guó)在光纜斷點(diǎn)查找和機(jī)器人海底作業(yè)等方面的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，為建設(shè)21世紀(jì)的數(shù)字絲綢之路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、答疑自主學(xué)習(xí)、質(zhì)疑讓學(xué)生了解我國(guó)近年來(lái)在海底光纜方面的建設(shè)成就，增強(qiáng)家國(guó)情懷。

自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了全反射棱鏡、光纖模型，了解了其工作原理及應(yīng)用，受到了愛國(guó)主義教育等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。

課后提升書面作業(yè)

實(shí)踐活動(dòng)

板書設(shè)計(jì)略。

評(píng)價(jià)反饋本節(jié)課堂上學(xué)生回答問題得到的分?jǐn)?shù)、批改學(xué)生作業(yè)后將評(píng)語(yǔ)及時(shí)反饋給學(xué)生。

教學(xué)反思反思本節(jié)