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關(guān)于高中光的折射教學(xué)設(shè)計(jì)
光的折射是重要的光學(xué)現(xiàn)象，是理解透鏡成像的基礎(chǔ)，同時(shí)又是解釋日常生活中許多光現(xiàn) 象的基礎(chǔ)。光的折射現(xiàn)象學(xué)生比較熟悉，也比較感興趣，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的分析，培養(yǎng)學(xué)生密切聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋一些自然現(xiàn)象的習(xí)慣和能力，更重要的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高科學(xué)素質(zhì)。本節(jié)教材讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象和初步規(guī)律，是為以后的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行充分準(zhǔn)備。
與光的直線傳播和光的反射相比，學(xué)生對(duì)光的折射的生活積累和感性認(rèn)識(shí)要少得多，“叉魚”“看彩虹”不要說(shuō)是城鎮(zhèn)學(xué)生，連鄉(xiāng)村學(xué)生見(jiàn)過(guò)的也不多，“折射斷筷”在小學(xué)看見(jiàn)老師做過(guò)，“海市蜃樓”少數(shù)學(xué)生從一些媒體上有所耳聞，因此在折射現(xiàn)象的呈現(xiàn)環(huán)節(jié)必須充分、直觀，以引發(fā)學(xué)生的疑惑，激發(fā)探究的欲望。由于學(xué)生學(xué)習(xí)物理的時(shí)間不長(zhǎng)，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是一種很好的鍛煉，在這一階段需學(xué)生主動(dòng)探究。
在本節(jié)課的教學(xué)中改為探究實(shí)驗(yàn)，這樣做有以 下四點(diǎn)好處：
(1)更有利于學(xué)生對(duì)折射定律的理解和掌握。
(2)培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力，讓他們感受到觀察在物理實(shí)驗(yàn)中的重要性，為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
(3)讓學(xué)生真正應(yīng)用自主、合作探究的方法進(jìn)行研究、學(xué)習(xí)(學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些書本上沒(méi)有提到的規(guī)律，這有助于學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng))，而不是單純?yōu)榱俗寣W(xué)生掌握探究的方法而探究。
( 4)既讓學(xué)生知道如何開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，又讓學(xué)生體驗(yàn)物理探究的樂(lè)趣和成功的喜悅，從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望。
知識(shí)與技能
1.知道光的折射現(xiàn)象，理解光的折射定律。
2.知道光在發(fā)生折射時(shí)，光路的可逆性。
3.學(xué)會(huì)畫折射光路圖。
4.學(xué)會(huì)用光的折射定律解釋生活中的自然現(xiàn)象。
過(guò)程與方法
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、認(rèn)識(shí)折射現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生初步觀察的能力。
2.使學(xué)生進(jìn)一步了解科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生初步的探究能力。
3.由觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手，通過(guò)教師引導(dǎo)，幫助學(xué)生分析、概括出相應(yīng)結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，訓(xùn)練學(xué)生的分析、概括能力。
4.體驗(yàn)由折射引起的錯(cuò)覺(jué)。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)用光的折射定律解釋自然現(xiàn)象，體會(huì)到物理學(xué)在生活中無(wú)處不在，奧妙無(wú)窮，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、探索自然的興趣。逐步領(lǐng)略折射現(xiàn)象的美妙，獲得對(duì)自然現(xiàn)象的熱愛(ài)、親近的感覺(jué)。
2.有與他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的見(jiàn)解。
3.在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)
1.探究并了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)的偏折規(guī)律。
2.使學(xué)生進(jìn)一步了解科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生初步的探究能力。
教學(xué)難點(diǎn)
1.了解光在發(fā)生折射時(shí)，光路的可逆性。
2.利用光折射定律解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
課時(shí)安排
1課時(shí)
課前準(zhǔn)備
玻璃磚、激光筆、水槽、水、圓表盤、碗兩只、硬幣、實(shí)物投影儀、多媒體計(jì)算機(jī)。
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
情景導(dǎo)入
播放“空盆現(xiàn)硬幣”視頻(放在杯底剛好看不見(jiàn)的硬幣，加上水后又會(huì)看得見(jiàn))，引導(dǎo)學(xué)生思考：
思考問(wèn)題：我們 如何看到物體?光的傳播路線是否改變?
演示：取一根筷子，讓學(xué)生看是直的。將筷子斜放入水中，再讓學(xué)生觀察筷子有什么變化。
問(wèn)題：筷子為何折斷了?
提出：光從空氣斜射入水(兩種介質(zhì))，光的傳播路徑改變，引出折射的概念。
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。
視頻導(dǎo)入
同學(xué)們可能都聽(tīng)過(guò)“后羿射日”的神話故事：天空中出現(xiàn)了十個(gè)太陽(yáng)，后羿力大無(wú)比，射掉了九個(gè)太陽(yáng)，剩下現(xiàn)在的一個(gè)太陽(yáng)，使溫度適宜人們居住。但是20XX年7月26日樂(lè)山的天空中卻又同時(shí)出現(xiàn)了三個(gè)太陽(yáng)，你相信嗎?
播放“三日同輝”的視頻資料。
問(wèn)題：斜插入水中的筷子水中部分有什么變化?
引導(dǎo)學(xué)生分析：上述現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，光的傳播路線是否發(fā)生改變?引入新課：光的折射。
實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入
演示魔術(shù)：空碗出財(cái)寶(放在杯底剛好看不見(jiàn)的硬幣，加上水后又會(huì)看得見(jiàn))
組織學(xué)生活動(dòng)：叉魚比賽。
問(wèn)題：同學(xué)們想探究這其中的奧秘嗎?導(dǎo)入新課。
點(diǎn)評(píng)：通過(guò)生動(dòng)有趣的活動(dòng)達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。
預(yù)測(cè)：同學(xué)們會(huì)感到無(wú)比驚奇，可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。
推進(jìn)新課
一、光的折射
問(wèn)題引入：?jiǎn)栴}一：展示視頻“海市蜃樓”，它們是怎樣形成的?
問(wèn)題二：放大鏡為什么能起放大作用?
問(wèn)題三：前面學(xué)了平面鏡成像的例子，如水中倒影，是由于光從空氣射向水面，又反射回到空氣中，進(jìn)入人眼形成的像。但水中倒影比物體本身更暗淡，為什么呢?
1.教師演示下圖(可往水中加點(diǎn)墨水或牛奶，增強(qiáng)可視性)，要求學(xué)生填空。
出示小黑板內(nèi)容(亦可以課件呈現(xiàn))。
現(xiàn)象：①光的傳播方向在水面發(fā)生突變。
�、谕瑫r(shí)出現(xiàn)反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象。
�、廴肷涔饩�分解為反射光線和折射光 線(進(jìn)入人眼的是反射光線，弱于入射光線，故看起來(lái)偏暗)。
2.相關(guān)名稱
�、僖稽c(diǎn)：點(diǎn)O為入射點(diǎn)(又為反射點(diǎn)、折射點(diǎn))。
�、诙o助線：法線NN′分界面?水面?MM′相互垂直
�、廴饩�AO叫入射光線OB叫 光線OC叫 光線
�、苋侨肷浣菫� 與法線NN′的夾角反射角為 與法線NN′的夾角二角關(guān)系為：相等折射角為 與法線NN′的夾角
實(shí)驗(yàn)探究：光的折射規(guī)律
以下方案任選一個(gè)：
方案一：用玻璃磚探究光的折射特點(diǎn)。
(1)器材：激光光源、玻璃磚、量角器、直尺。
(2)要求學(xué)生帶著下列問(wèn)題去觀察：
�、俟獾膫鞑シ较蚋淖儐�(若不改變，光路應(yīng)為什么方向)?
②與入射光線相比，折射光線是偏離還是靠近法線?
�、凼谷肷浣窃龃螅瑒t折射角如何變化?入射角減小呢?
�、馨l(fā)散、深化提問(wèn)：上面講的是光從空氣進(jìn)入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢?
即時(shí)練習(xí)畫光路圖：
由教師引導(dǎo)學(xué)生仿照光的反射定律，總結(jié)出光的折射定律。
(1)三線關(guān)系：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)(三線共面);折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)(法線居中)。
(2)兩角關(guān)系：光從空氣斜射入玻璃或其他介質(zhì)時(shí)，折射光線靠近法線折射，折射角小于入射角。
(3)因果關(guān)系：當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大，當(dāng)入射角減小時(shí)，折射角也減小。當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)時(shí)，傳播方向不變。(折射角隨入射角同方向變化。)
通過(guò)體驗(yàn)由折射引起的錯(cuò)覺(jué)，認(rèn)識(shí)光路的可逆性在折射現(xiàn)象中的存在。
出示裝有一條小魚的大燒杯，讓學(xué)生進(jìn)行觀察與操作。
從側(cè)面和上面觀察魚，對(duì)比魚的大小的不同。
結(jié)論：從側(cè)面看，魚更大(原因以后再講)。
讓學(xué)生用鉛筆模仿貓去“刺”魚。
結(jié)論：魚看起來(lái)的位置比實(shí)際位置更淺，是虛像(可討論問(wèn)題：“眼見(jiàn)”一定“為實(shí)”嗎)。
提出問(wèn)題：為什么會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象?
討論交流：折射現(xiàn)象中光路的可逆性。
討論導(dǎo)引：
導(dǎo)引一：人透過(guò)空氣看樹(shù)木，是樹(shù)木反射的光從樹(shù)木沿直線進(jìn)入人眼。
導(dǎo)引二：人通過(guò)水面看岸邊樹(shù)木，光從樹(shù)木到水面發(fā)生反射，進(jìn)入人眼。但人還是習(xí)慣地以為光是從水中樹(shù)木的倒影處沿直線進(jìn)入人眼的。
即：我們總是依照光射來(lái)的直線方向去判斷光源的位置。
眼看魚，光從魚處反射進(jìn)入人眼，即光從水到空氣中發(fā)生折射(與實(shí)驗(yàn)探究的光從空氣進(jìn)入水中的折射的情況相反)。
出示小黑板：對(duì)比
光路方向 空氣→水 二者相反光路可逆 水→空氣
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