全反射教学设计

1、全反射教学设计 、一教学分析（一）教材分析：全反射一节是高中物理人教版（选修3-4）第十三章的第七节内容。本节属于高中物理的几何光学部分，是几何光学的一个重点之一。本节课的特点是概念多、现象多，与现代科技和实际生活结合的十分紧密。放在章末，有了光的折射与作几何光路图的基础，通过演示实验和理论分析，更易被学生接受。全反射的学习可以帮助学生认识和解释生活中与现代科技中众多的光学现象。（二）学情及学习方法的分析：高二的同学们经过了一年多的高中学习，学生思维能力更加成熟，基本上完成了向理论思维的转化，抽象逻辑思维占了优势地位。认知活动的自觉性明显增强。观察力、想象能力迅速发展，思维的目的性、方向性更明

2、确。之前对光的折射现象的学习，作出几何光路图并非难事。全反射的学习过程中，学生无论是从实验分析还是理论分析，都会容易接受。物理教材中，对“全反射”一节的处理是在介绍光疏介质和光密介质的基础上，通过对半圆型玻璃砖反射和折射实验的观察得到全反射的条件，再进一步介绍光导纤维的原理及在技术上的应用来进一步理解全反射的现象。在本节课的教学中我利用生活中的熟悉道具来引入新课，使学生产生兴趣和疑问。然后教师引导学生实验探究与理论分析，让学生自己得到结论，在学中用、用中学。教学过程中，适当的应用多媒体辅助，节省时间，起到事半功倍的效果。二教学目标本节课的重点是形成全反射的概念、掌握全反射现象的产生条件，因此这

3、节课的设计思路有两个，一是按照物理概念的形成过程进行教学：直观实验激发兴趣引导学生探索经过分析、比较通过概括形成概念巩固深化。二是以实验为主线。通过两个演示实验的观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件。最后认识生活中众多的全反射现象，开拓学生的视野。另外增加全反射探究实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。根据教学大纲、教材内容和学生的认知特征，拟定如下的教学目标（一）知识与技能1.认识光的全反射现象。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。（二）过程与方法1.通过演示实验，学习探究科学的方法-比较法2.通过实验，培养学

4、生的鉴别能力、观察能力、分析推理能力及创新思维能力。（三）情感态度与价值观1.通过演示实验，让学生运用全反射的知识进行分析、解释，增强学生学习的积极性和主动性。调动学生积极参与讨论主动探究的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力。2培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。3.通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现代科技的密切关系。三教学重点，难点（一）重点：掌握临界角的概念和发生全反射的条件，折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象（二）难点：全反射的应用，对

5、全反射现象的解释光导纤维是利用了全反射现象制成的；各种蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象。突破的方法：对全反射现象的解释，通过大屏幕展示演示实验，引导学生分析总结，对比实验结论，得到全反射现象。光导纤维的工作原理，蜃景等就利用实物以及电脑大屏幕，播放大量的图片，给学生直观的认识。这样更容易理解全反射现象，也对应用加深了记忆。多媒体素材的适时应用可以起到事半功倍的效果。四教学方法和手段施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍。在教法上采用探究式教学。创设问题情境，引发学生的学习兴趣，引导学生的思维方向，从而顺利实现课堂教学中的问题解决。而亲身经历探究活动也是学生在学中用，在用中学，利于接受，

6、所以在学法上采取：观察法、比较法、实验探索、小组协作。利用实验，多媒体展示帮助学生自主建构。五教学仪器光学演示仪（由激光发生器、半圆形玻璃砖等组合），大烧杯，透明水槽，硬币，自行车尾灯，2根小试管，光纤玩具手电筒。六教学过程（一）设置情境：提出问题，激发学生兴趣。展示：光纤玩具手电筒同学们一定见过这个玩具手电筒，但是是不是想过这么细的纤维丝，光从一端射入，沿细丝传播，从末端射出，而不是从中间透出光来？让学生带着这个疑问开始学习新的知识-全反射现象【教学设计意图：非智力因素可以促进智力的发展，兴趣可以激发观察着的情感，增进观察力的敏锐度。按照皮亚杰的观点，中学生心理发展水平处于具体的逻辑思维时期

7、向无限制的逻辑思维时期过度，其心理特征势必对学习物理产生影响。能激发兴趣的情景，可以增加学习的动力。用学生最熟悉的道具，更能够引发学生思考。对新知识的学习增加兴趣。】（二）实验探究：师生互动，讨论实验现象。1.实验探究（用实物投影仪，展示实验视频于大屏幕上）演示实验：激光演示仪，半圆形玻璃砖实验1：（空气射向玻璃）一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的直角边a的圆心o。实验2：（玻璃射向空气）一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面指向o。演示：两个实验的入射角都从0°增大到90°的过程中，观察两个实验并比较两个实验现象的相同点和不同点。【教师演示两遍实验后，让学生分组讨论后回答，

8、其它同学作补充。】【教学设计意图：学生认真观察两个实验，比较两实验的相同点与不同点，这样有利于培养学生观察能力，和鉴别能力，分析能力和表述能力。为了让所有同学都能清晰的看到实验现象，用实物投影仪，展示实验视频于大屏幕上，这样能有效地激发学生的求知欲望，以往坐在后排或侧面的同学不容易观察到讲台上的演示实验现象。利用多媒体手段将现象放大，能充分展示给学生实验情况。】探究结论经过学生讨论与分析可以得到实验结论：（1）光从玻璃射入空气时，当入射角大于或等于某一个角度时，空气中的折射角达到90°，折射光消失，只剩下反射光的现象。反射光强度逐渐变大，折射光强度逐渐变小。（2）光从空气射入玻璃时，

9、入射角变化过程中始终有反射光线和折射光线。反射光强度逐渐变大，折射光强度逐渐变小。教师总结：只有折射光没有反射光的现象叫做全反射。光玻璃射入空气就是发生了全反射。2.引思：问题：同学们觉得两个实验现象不同的原因是什么？学生：实验1是光从空气射入玻璃不能发生全反射，实验2是光从玻璃射入空气时入射角达到某个值可以发生全反射。教师：两种介质有什么不同？学生：空气的折射率小，玻璃的折射率大。3.得出结论通过对以上现象的分析，提炼和总结，学生会得到：当光从折射率大的介质射向折射率小的介质时，当入射角达到某个值或大于这个值时，折射光消失，只剩下反射光的现象。叫做全反射现象。（三）师生总结探究成果1.光密介

10、质和光疏介质：折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。【教师分析这两个定义具有相对性】2.临界角：光疏介质中折射角等于90°时，光密介质中对应的入射角为临界角。3产生全反射的条件：光从光密介质光疏介质；入射角大于或等于临界角。（四）反馈练习1.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是：（b）a光从玻璃射到分界面上，入射角足够小；b光从玻璃射到分界面上，入射角足够大；c光从空气射到分界面上，入射角足够小；d光从空气射到分界面上，入射角足够大。2光从折射率为的介质中以400入射角射到介质与空气的界面上，能发生全反射吗？【教学设计意图：巩固对全反射条件的理解，使认知结构中概念更加清

11、晰。】（五）在生活与现代技术中的全反射现象1.自行车尾灯：用灯光来照射尾灯时，尾灯很亮，也是利用全反射现象制成的仪器。【教学设计意图：引导学生注意生活中的物理现象，用科学知识来解释它，从而更好的利用它们为人类服务。】2.光导纤维：演示：光纤玩具手电筒看到了弯曲的玻璃丝能够传光。这是因为从玻璃丝的一端射进棒内的光线，在细丝的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形路线由另一端传了出来，用光导纤维实现光纤通信，原理也是这样。教师介绍光导纤维的相关知识通过大屏幕展示与光导纤维，光纤通信相关的一些生活中的应用【教学设计意图：引课的纤维玩具手电筒作为光导纤维知识点的铺垫，前后呼应。这里把光导纤维的相关知识留到下次

12、课，本课只要求学生了解物理知识与现代科技的密切关系。】3.蜃景：马路蜃景海上蜃景：2005年5月19日至7月9日，蓬莱附近海面连续出现了4次海市蜃楼奇观，是本世纪以来出现次数最多、规模最大、清晰度最高的一年。佛塔蜃景：在山东汶上县宝相寺景区出现罕见的“佛塔蜃景”奇观，人们从不同的角度观看巍峨壮观的太子灵踪塔，在塔四周和上空中出现了太子灵踪塔幻景，若隐若现，数千名汶上县城居民和外地游客目睹了这一奇观。【教学设计意图：通过计算机展示大量的生活中的，科技中的全反射现象的实例，让学生充分认识到科学来源于生活，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯，了解物理知识与现代科技的密切关系。】（六）探究拓展【探究活动，如课堂时间有限，可留作课后拓展】器材：水槽，烧杯，两根小试管，水，硬币同学们利用现有的这些器材，能否设计一些跟全反射现象有关的情境呢？【教学设计意图：通过探究活动培养学生的动手、交流、分析、创新、和合作能力，加强对全反射现象的理解和应用，留给学生发挥的余地。】（七）课堂总结（交与学生完成）（八）布置作业课后拓展1解释自行车尾灯发生全发射的原理2搜集信息解释蜃景的形成原因。【教学设计意图：解释自行车尾灯的工作原理，相当于布置学生预习全反射棱镜。】七课堂教学反馈及调整策略（一）做激光器，半圆玻璃砖实验时，讲清垂直圆弧射入玻璃砖的光线不偏折，直接打在圆心处，此为玻璃射向空气