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1、光的全反射教学设计【教学时间】40min【教学类型】新课教学【教学对象】高二学生【教学教材】教科版高中物理选修34第四章第三节1.学习任务分析1.1 本节在教材中的地位和作用本节课选自教科版高中物理选修34第四章第三节的内容，属于高中几何光学部分。“全反射”现象在生活中常会遇到，本节从光的折射入手，在上节课所学的折射定律和测定玻璃折射率知识的基础上，进一步探讨了光发生全反射的条件以及相应的应用。而且本节课的内容与生活息息相关，与生产和科技应用联系紧密，它是实现课堂知识走向课外，走向社会的重要教学内容。所以，学好本节课内容不仅能增长知识，武装头脑；而且有非常重要的现实意义。1.2 2017年版普
2、通高中物理课程标准对本节的要求知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。2.学习者分析2.1知识基础学生已经具备了光的反射和折射等知识，能通过实验测定玻璃的折射率。2.2能力基础本节课的教学对象是高中理科生，他们具备一定的分析推理能力，数学几何分析能力。然而，学生独立探究问题的能力欠佳。 2.3心理特征高中生对自然界的一些光学现象知其然不知其所以然。因此，他们对大自然充满好奇心，具有较强的求知欲。3.教学目标3.1知识与技能（1） 能用自己的话表述出全反射现象和临界角的概念，掌握发生全反射的条件和临界角的计算。（2） 能自己独立编写一道关于全反射计
3、算或应用的习题。（3） 能够用自己的话解释实际生活中的全反射现象。3.2过程与方法（1） 通过探究学习，分析全反射现象，概括发生全反射的条件，掌握临界角的相关知识。从而，培养学生的实验分析、概括的能力。（2） 运用所学知识来解释自然现象，增加学生学习的兴趣，提高学生理论联系实际的能力。3.3情感态度与价值观（1） 通过运用物理规律分析自然现象，让学生领略自然界的奥妙，增强对大自然的热爱。（2） 通过介绍全反射在科技方面的应用，使学生更加爱科学，学科学，用科学。4.教学重难点4.1重点掌握全反射现象及发生条件和临界角的计算。4.2难点全反射的实际应用，临界角公式的理解。5.教法和学法5.1教法结
4、合本节课的特点和教学目标、教学重难点，采用了启发式教学法，结合演示实验法，问题教学法教学，使学生在体验知识构建的同时，也能掌握获取这些知识的方法，提高基本能力和综合素质。5.2学法在课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示分析，最后得出结论。学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑-猜想-实验-分析-结论”的研究方法。6.教学媒体和资源准备自制变脸亚克力箱一个，PPT课件、激光笔、自制光的全反射演示仪一套。7.教学流程图结束将物理知识与生活密切相连将本节课所学知识进行巩固课堂小结，巩固提升。开始创设情境，引入新课捕捉好奇心，激发学生的兴
5、趣使学生充分理解光疏介质和光密介质的相对性通过实验，让学生感知物理培养学生的团队意识，提高解决问题的能力。观察介质的折射率，深度思考新课学习，实验探究提升高度，互助研讨知识运用，回顾生活符号说明：开始结束符教师活动学生活动师生活动教学目的知识运用，回归生活提升高度，互助研讨8.教学过程 教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图创设情景，导入新课用自制的亚克力箱，演示变脸魔术。引出本节课的新课内容。首先向同学们讲解亚克力箱的构造，然后通过箱子底部的注射器向箱子隔层中注水，向同学们演示变脸效果。并提示同学们认真观察与思考。仔细观察观察老师的实验演示，并思考，为什么当老师通过注射器向箱中注水时，红
6、脸和蓝脸颜色会交换，这背后可能蕴含着怎样的物理知识。通过变脸魔术，既可以激发学生的学习兴趣和求知欲望，又能创意的引出新课。新课学习，实验探究类比学习类比比较人高矮的方法即两两比较的方法，强掉光疏介质与光密介质的相对性，讲解光疏介质与光密介质的概念。通过幻灯片展示姚明、邓超，王祖蓝图片，提问：1、 邓超和姚明比较，邓超是高个子还是矮个子？2、 邓超和王祖蓝比较，是高个子还是矮个子？学生回答后强调：比较事物一定要两两比较。然后用表格出示几种介质的折射率大小，让学生使用两两比较的方法比较介质折射率大小，讲授光疏介质和光密介质的概念，强调其相对对性。首先回答老师所提问题，然后使用两两比较的方法，对介质
7、折射率作比较，说出玻璃和水相比较，玻璃是光密介质，水是光疏介质。水和空气相比较，水是光密介质，空气是光疏介质。最后，学习光疏介质与光密介质的概念。1、将同学们熟悉的明星带到课堂中来既能体现物理教学的趣味性，使学生对该概念记忆深刻，又能拉近师生关系。2、通过类比学习，能使同学们更加深刻的理解光疏介质与光密介质的相对性。温故知新复习光的折射定律，以及光从空气射入玻璃时折射角和入射角的关系在幻灯片上展示出光由空气射半圆形玻璃砖的光路图。提问：1、 光由空气射向玻璃，上升一个层面是由什么介质射入什么介质。2、 此时入射角和折射角的关系是什么？3、 如果让光从光密介质射向光疏介质，上述关系会改变为什么？
8、4、 此时增大入射角折射角会有怎么样的变化？根据折射定律等知识回答：1、 光由空气射向玻璃是从光疏介质到光密介质。2、 此时入射角大于折射角3、变为折射角大于入射角4、增大入射角折射角会增大，由于折射角大于入射角，根据折射定律，折射角会先达到90度。1、为下一环节的实验探究奠定知识基础。2、培养学生的推理能力。3、培养学生的逆向思维能力。演示实验使用改进后的实验装置演示光从光密介质射向光疏介质，当入射角增大时所发生的现象，从而讲解演示光的全反射现象。使用准备的实验器材演示全反射实验。在演示实验前提出以下四个问题：1、当入射角增大时，折射角怎样变化2、当入射角增大时，折射光线和反射光线的强度怎么
9、样变化3、当折射角增加到90度时，有什么现象4、当折射角增加到90度时，继续增大入射角，有什么现象实验完成后讲解全反射定义。观察实验现象，思考，回答、所给问题。1、入射角增大，折射角也增大2、入射角增大，折射光线强度减弱，反射光线强度增强3、当折射角增加到90度，折射光线消失4、当折射角增加到90度时，继续增加入射角，仍然只有反射光线1、更加直观地为同学们演示光的全反射现象。2、培养学生的观察能力条件探究让学生分小组合作，探究全反射的发生条件。从刚才的实验以及全反射的定义可以知道，要发生全反射，需要2个条件：1、光从光密介质射向光疏介质。2、入射角达到一定角度。布置任务：1、测出光从玻璃到空气
10、，光恰好发生全反射的入射角。2、试一试使光由光密介质射向光疏介质，看能不能发生全反射现象。1、使用实验器材，分小组测量光从玻璃到空气，光恰好发生全反射的入射角2、使光由光密介质射向光疏介质，可以发现，无论怎样增大入射角，都不能观察全反射现象。1、增强学生的实验能力。2、提升学生解决问题的能力。3、增强学生的团队合作意识。临界角学习讲解临界角这一重要概念1、讲授：要发生全反射现象对入射角大小有一定的要求，我们把折射角为90时的入射角叫做临界角2、布置任务，根据折射定律，推导临界角公式。推导临界角公式：设光从某种折射率为n的介质设向空气或真空时的入射角恰好是临界角C，此时折射角r=90。由折射定律
11、sinC/sinr=1/n，因为sin90=1，则sinC=1/n。1、提高学生的分析推理能力。2、培养学生将数学知识与物理知识有机结合的能力。知识运用，回归生活光导纤维讲解光导纤维工作原理，探究内部工作光路图演示光在弯曲的有机玻璃管中的传播。由此来讲授光导纤维3。观察有机玻璃管中的光路、并思考光导纤维的工作原理。画出光在光导纤维中的传播光路图。采用放大法，使学生更直观的理解光导纤维的工作原理。也使学生进一步体会到了科技的魅力。全反射棱镜演示光从不同的部分入射时的现象，作出光路图。演示光在全反射棱镜中的传播实验31、斜边入射2、直角边入射举例：自行车尾灯、潜望镜。1、 观察全反射棱镜的结构。2
12、、 做出光在其中传播的光路图。斜边入射：直角边入射：使学生知道，全反射棱镜在生活中有着许多重要的运用，提升学习兴趣。提升高度，互助研讨变脸魔术揭秘基于全反射棱镜的知识，对变脸魔术进行揭秘。1、再次向同学们展示变脸用亚克力箱，并提示同学们，三角形容器中的液体是甘油，甘油的折射率和玻璃的差不多。2、引导同学变脸魔术的秘密与全反射棱镜有关，布置任务：作出变脸前后的光路图。在老师的引导下，组内合作交流作出变脸前后的光路图。变脸前变脸后1、提高学生理论联系实际的能力。2、使学生充分领略物理的学科魅力。课堂小结，巩固提升对本节课的核心知识进行总结。总结本节课所学知识：1、 全反射现象及其产生条件2、 在用
13、全反射知识解释时，特别注意是否满足2个条件全反射的应用跟着老师一起回忆对本节知识进行巩固9板书设计10预设效果本节课所采用的“变脸”实验，创新了实验教学模式。学生兴趣昂然的观看魔术，动手动脑的揭秘魔术，不仅可以加深对全反射棱镜的理解，也可以培养其实验探究能力，增强团队意识。全反射的演示实验没有采用传统教学中的半圆形玻璃方砖，而采用自制的亚克力环形盒子，红、绿激光笔，液溶胶等器材组合成了一套新的演示仪器，现象明显，便于观察，可以使学生对全反射现象有一个极其全面的认识。11.参考文献1.聂剑军.谢明生 依据全反射棱镜功能自制“变脸魔术”教具J - 物理通报 2013(12)2.杨燕婷.邵温怡.金戈.YANG Yan-ting.SHAO Wen-yi.JIN Ge 自制光的全反射演示仪J - 物理实验 2014(9)3.聂剑军 全反射系列创新实验设计方案期刊论文 - 中国教育技术装备 2013(35)好好学习 天天向上