桂林中学黎建吾老师教学设计和说课稿《全反射》.doc

课题：全反射单 位：桂林中学设计者：黎 建 吾Email：教学内容高中物理第三册第十九章光的传播第三节 全反射教学目标知识与技能（1）理解光的全反射现象；（2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件；（3）了解全反射现象的应用过程与方法通过动手实验和观察老师的演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力；通过观察演示实验引起学生的好奇心，培养学生自我设计和改进实验的意识情感、态度、价值观（1）渗透学生爱科学的教育，培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯。（2）生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它，达到爱科学，爱生活的目标。（3）学习更多的知识才是摆脱愚昧的有效方法（4）通过对光纤的了解，使学生爱护和自觉保护光纤通信设备。教学重点、难点1掌握临界角的概念和发生全反射的条件， 2全反射的应用，对全反射现象的解释（如光导纤维、自行车的尾灯、蜃景等）教具1火机（1个），圆底烧瓶（1个），抽气打气两用气筒，香烟两支，液体牛奶一瓶，激光笔（28支），光导纤维（1根），导游小扩音器，自制直观全反射演示仪器（28套）,多媒体电脑，实物投影仪，（VCM）仿真数字物理实验室系统， 太阳能电池板（1块），mp3播放器(1个)，反光平面镜三面。教学设计思路框图：复习折射定律，得出光密介质和光疏介质全反射现象和条件现象解释进一步理解全反射全反射由一个光纤传声实验引入新课学生分组探究实验教师vcm仿真演示教学过程设计教学环节教学内容主要教育目标引入新课实验2.5由mp3音乐播放器或话筒音量控制的光源太阳能电池板反光镜2反光镜1利用光波传递信息，第一种方式，原理如图示，第二种直接用光纤将信号光源和太阳能板连接起来：比较用反光镜和用光纤通信的优缺点，引出光纤为什么能无损失传播光的问题，进入新课通过对比实验得出光纤是一种传递信息的良好通道，同时使学生产生了新的问题，激发学生去学习新知来解释这个新问题。板书全反射标题板书用实验复习折射定律并开始新内容2按图示方式做两次实验，得出光密介质和光疏介质定义光密介质（水）光疏介质（空气）使学生回忆旧知识，并发展出新知识，得出光密介质和光疏介质定义。板书20光疏介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质。光密介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质；光疏介质和光密介质是相对的例如：水、空气和玻璃三种物质相比较，水对空气来说是光密介质，而水对玻璃来说是光疏介质。使学生通过复习生成新的知识演示30大家注意到光从光疏介质传到光密介质，入射角大于折射角，当增大入射角的过程中，入射角先达到90，但是当光从光密介质射到光疏介质时，入射角小于折射角，当入射角不断增大时，折射光线先达到90与界面已经平行，如果再增加入射角，折射光线该何去何从呢？让学生观察教师演示实验，思考由旧知识派生出的新问题学生回答全反射给学生自己提出全反射概念，有一个初步猜想引导进入实验20要想清楚地得出这个结论，我们该怎么做，简单猜想完就结束了吗？使学生思考用什么方法来验证学生分组探究实验7发给自制全反射演示仪，仪器中已经配好牛奶、烟雾交代学生按数据表格完成实验附：学生实验采集数据表格(仅留格式，详见后面附表)光从水中射向空气问题序号入射角是否看到折射光线是否看到反射光线光路图10230让学生亲身体验实验的乐趣和发现的喜悦，并完成规律提取学生展示叙述3（请一组同学来小结实验结果，得到什么规律）当入射角小于某个角度时，有折射光线，也有反射光线，当入射角大于等于某个角度时，就没有了折射光线，只剩下反射光线，这种现象称为“全反射现象”通过学生实验和自我小结，明晰规律教师叙述20在上面叙述中，该同学提到的“某个角度”是发生全反射和不发生全反射的一个边界，如果给这个角度一个名称，应叫什么角，用什么符号表示？从学生回答中提出新问题学生回答临界角C使学生在学习中生成新知教师叙述30对于不同的介质，临界角到底是多少呢，如何求出。问题层层相扣仿真演示通过VCM仿真实验软件演示不同入射角发生的折射情况使学生有清晰知识结构回答加引导3折射角等于90时对应的入射角就是临界角。根据折射定率和光路可逆原理，有，可得，所以重点内容，强调并清晰推导，使学生掌握提问10通过做实验和小结实验，大家能否将发生全反射的条件总结出来？促使学生思考回答1从光密介质射到光疏介质的界面上，入射角等于或大于临界角这两个条件都是必要条件，两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件使学生自己得出结果应用解释1，2前面提到的光纤通信是如何达到的，为什么光能自动无损失的传播到另一端？如上图示，光缆由内芯光纤（n大）和外套（n小）组成，光从光纤一头入射，其入射角很大，已经超过了全反射临界角，所以光就在光纤内经过多次全反射，最后从另外一头射出，携带着信息的光就可顺利送到目的地，经过解码器的解析，就可以知道所发送过来的信息。回应前面的设疑光纤应用介绍光缆通信在我国已有30年的发展历史，起步较早，光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受各界青睐，发展非常迅速，目前在各大、中、小城市的主要街道基本覆盖，这也是我们每个家庭能快速上网的原因，它造福了人类。而发达国家对光纤的应用更是普及。虽然其作用巨大，但材料并不昂贵，不像铜铝电缆，所以也请大家自觉宣传光缆的材料组成，保护光缆不被盗窃变卖。（举个例子说明）通过补充介绍光纤应用，达到情感态度价值观目标应用例题在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6的倒立圆锥里如图，为什么？解：由临界公式和水的折射率n=1.33，可求出临界角C:,设圆锥角顶角为，则=2C=97.6通过作图和计算，提升能力，靠近高考要求小结11. 全反射的条件是什么？从光密介质射到光疏介质的界面上，入射角等于或大于临界角这两个条件都是必要条件，两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件2全反射的应用在实际生活中是非常多的在用全反射的知识解释时，特别要注意是否满足两个条件回答这类问题要注意逻辑推理，一般是依据条件,要叙述清楚，根据要给充分，结论要简明3临界角是几何光学中一个非常重要的概念，但在高中阶段不深入讨论临界角的情况给学生一个完整的知识结构，以便解释一些常见现象应用解释2，炎热的夏天，有时候发现柏油马路上好像有积水，可以反射马路上方的物体，但车驶过，却发现车轮没有留下任何水的痕迹，这是怎么回事解释：柏油马路因路面颜色深，夏天在灼热的阳光下吸收能力强，所以在路面上空形成上层的空气冷、密度大，而下层空气热、密度小的分布特征。当远处物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射。这时，人要是逆着反射光线看去，就会看到蜃景。 明显区别于例1，用一样的知识解决不一样的现象应用解释3海市蜃楼 假使在我们的东方地平线下有一艘轮船，一般情况下是看不到它的。如果由于这时空气下密上稀的差异太大了，来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层，并在上层发生全反射，又折回到下层密的气层中来；经过这样弯曲的线路，最后投入我们的眼中，我们就能看到它的像。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多，所以叫做上现蜃景。应用全反射知识，解释另一类很神奇的现象，达到情感态度价值观目标板书设计（此处内容较全，较细，在ppt和黑板板书中精简，详见ppt）19.3 全反射一、两种介质光疏介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质。光密介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质；光疏介质和光密介质是相对的例如：水、空气和玻璃三种物质相比较，水对空气来说是光密介质，而水对玻璃来说是光疏介质。二、全反射1、临界角：当光从光密介质射向光疏介质时，折射角达到90，折射光完全消失，此时的入射角称为临界角。2、全反射：光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，折射角大于等于90，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射。3. 全反射的条件：从光密介质射向光疏介质入射角大于或等于临界角，两个条件缺一不可三、应用举例1、2. 3.、通过板书，让学生可以有清晰的知识轮廓和结构，可以让学生有充分时间作笔记。作业完成附表剩下的练习学生实验附表及练习光从水中射向空气,半圆容器内装水，上方为空气，入射光线、法线、界面已作出，请将折射光线和反射光线作出。小结实验：通过完成实验，得出什么结论实验序号入射角是否看到折射光线是否看到反射光线光路图10界面法线半圆柱水柱界面法线半圆柱水柱230340界面法线半圆柱水柱445界面法线半圆柱水柱界面法线半圆柱水柱550660界面法线半圆柱水柱770界面法线半圆柱水柱课堂练习1. 利用全反射知识，通过作光路图，解释光纤通信原理。2.在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6的倒立圆锥里如图，为什么？2. 炎热的夏天，有时候发现马路上好像有水，可以反射马路上方的物体，但车驶过，却发现车轮没有留下任何水的痕迹，这是怎么回事？3. 请用全反射知识，解释海市蜃楼奇观是如何形成的？作业：光从折射率为的介质中以40的入射角射到介质与空气的界面上时，能够发生全反射吗？（请作图、计算说明）全反射说课稿一、说教材“全反射”是人教版全日制普通高级中学物理第三册“光的传播”一章的第三节内容. “全反射”是全章教重要内容之一,具有承上启下的作用.承上通过本节内容总结性的应用直线传播、反射、折射知识,进一步从本质上理解和应用折射定律,有效体会和熟练应用光路可逆解决光的传播问题;启下可指导性地研究和学习“棱镜”内容.同时,本节内容与生产和科技应用联系紧密,是实现课堂知识学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容.高考对光的传播的考查也体现在本节,以全面考查光传播中的临界、范围、光路作图等问题. 现行教材对本章内容的处理较简洁,主要是基于初中已较系统地学习过,而现在的学习对象又是高三学生。二、说学法针对高三学生心理特点、学习习惯以及教材处理方式，在本节课中，充分尊重人的认知心理发展特征，采用激趣、产生目标和动力、主动探究、获知的基本过程，使学生轻松接受知识，应用知识。所设定的实验趣味性强，台阶低，使不同层次学生“愿学”，“能学”。三、说教法及教学过程鉴于上述教材特点和学生特点，笔者认为,在教学中不能简单地处理“全反射”,必须通过扎实的教学手段和环节,但也不能让学生过多去探究和查阅资料，所以在实验器材准备上，我做了较多工作，力求能在前面的折射定律基础上，用显而易见的自制实验器材和简单的操作方法，产生出新的问题，生成新的知识，解决学生认知难点，重在让学生从观察对比实验中得出规律，所以设计了如下教学过程.我的教学设计思路框图已经在教学设计上打出，为方便浏览，附上思路设计框图：复习折射定律，得出光密介质和光疏介质定义全反射现象和条件现象解释进一步理解全反射全反射由一个光纤传声实验引入新课学生分组探究实验教师vcm仿真演示1. 课堂开始，用一光纤通信实验引入新课，引出第一个问题：光为什么能在玻璃纤维中无损失、准确传播。树立靶子，使学生产生学习兴趣和动力。2. 进而用圆底烧瓶进行演示实验（这个烧瓶装有少量牛奶和烟雾的溶液，其光路非常明显）温习折射知识，得出光密介质和光疏介质定义，并引出第二个问题：光从光密介质射向光疏介质时不断增大入射角会产生什么现象？本实验直观，不用借助黑暗环境便可清晰观察，有观赏性和知识性，将学生引入探索之路。3. 发给学生自制实验器材，通过实验得出上面问题提出的现象，并记录实验数据，总结规律并请部分小组进行实验结果的汇报，达到学生会想、会学、会说的效果，真正在学生头脑中生成新知，沉淀知识。本学生实验环节是本节课的重点，让学生亲身体验，得出规律，并表达出来，达到尊重学生认知规律的目标。4. 由于学生的总结可能还是不够清晰和全面，教师师通过仿真实验软件，再次系统地给全体学生理清思路，达到“学必清”，“学必精”的效果。5. 最后通过几道练习，达到学以致用的效果第一题：解释光纤通信问题，准确找出光密介质和光疏介质，作光路图，深人理解全反射，本题回应上课之初的设疑。第二题：完成课本上的“鱼看岸景”例题，准确画出光路图，并进行分析、计算，靠近 、高考要求的能力。第三题：（备用）完成“马路反光”问题，画出光路图。第四题：（备用）解释海市蜃楼和沙漠蜃景问题6. 小结本节内容。使学生构建起完整的知识结构。五、说板书板书在这里分两部分，一部分是ppt展示部分，这部分在展示一些辅助图片后给出，较详细，另一部分是黑板上的板书，是真正的板书，将最主要的定义、概念、叙述写出，本节课板书主要是下面这些：三 全反射一、两种介质光疏介质：相对而言， v较大的介质