第3课时 光的折射 教学设计

第3课时光的折射一、教学任务分析光的折射是初中阶段物理教学中光学部分的重要内容之一。本课时，知识建立在光的直线传播规律和光的反射现象及规律的基础上，其研究方法建立在控制变量法和类比法的基础上。虽然光的折射现象在学生的日常生活中比较常见，但现代的学生受家庭和社会的影响，生活经历中感受较少，所以要在课堂上有限的时空内使学生知道光的折射规律，还存在一定困难。同时“光的折射”又是后续“凸透镜成像”知识的基础，因此设计好课堂的情景引入环节、引导好学生的探究实验显得尤为重要。结合鱼米之乡的特点，从叉鱼活动激发起学生的兴趣，激发学生学习的好奇心；让学生观察光线在玻璃的传播情况，进而概括出光的折射概念。利用光具盘进行探究光的折射规律的实验，用实验数据的分析与比对，得出折射角与入射角的大小关系；改变光线射入的介质来获得“不同介质对光线的偏折本领不同”的结论，并用实验来印证“光路可逆”的猜想。用上述环节完成光的折射规律探究的教学。最后应用光的折射的初步规律解释生活中常见的现象。本节内容的学习强调学生的主动参与，在实验、讨论、交流建立规律的过程中，感悟观察、对比、归纳的科学方法，体验合作学习的重要性。二、教学目标1.知识与技能（1）知道光的折射现象及其初步规律。（2）利用实验器材，学会观察现象和数据记录。2.过程与方法（1）经历探究折射角与入射角大小关系的过程，感受归纳实验现象和数据的科学方法。（2）经历对比不同介质对光的折射本领不同的过程，感受观察、对比与控制变量法的科学方法。3.情感、态度与价值观经历“叉鱼”、“潭看上去不深”、“水中的筷子弯折”等生活现象的分析过程，感悟物理与生活的联系，激发学习兴趣，领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感情。三、教学重点和难点重点：光的折射规律。难点：光的折射规律概念的建立过程。四、教学资源学生实验器材：激光笔（绿色）、玻璃砖、学生光具盘，（反馈小实验）。演示实验器材：演示器材1、演示器材2、演示器材3。多媒体材料：多媒体课件、图像等资料。五、教学设计思路本设计的内容包括光的折射现象、光的折射初步规律两部分内容。本设计的基本思路是：以叉鱼活动为情景，结合学生的动手体验活动，引导学生知道光的折射现象，进而对光的折射规律进行猜想和探究。在实验探究过程中，让学生体验并知道探究光的折射规律的方法，学会分析实验结果、归纳实验结论的方法，学会用所学知识来解释一些生活中的折射现象。本设计要突出的重点和突破的难点是光的折射规律的建立过程。方法是：首先通过教师演示实验并与光的反射定律的类比，师生共同讨论得出折射光线与入射光线、法线在同一平面上，以及折射光线与入射光线分居在法线两侧。其次通过学生小组实验探究、讨论、交流，归纳出折射角与入射角的关系。由于在小组实验中，学生经历了“改变入射角大小，折射角也随之会发生改变”、“以相同入射角射入不同介质，折射角大小不同”现象，再结合自制课件精心讲授，即可突破光的折射规律的建立过程这个难点。本设计通过对情景和学生体验活动作深入剖析，鼓励学生要善于思考，然后通过演示实验、生生交流和师生交流，得出光的折射概念，指导学生运用类比方法解决新背景条件下的物理问题。之后通过学生小组实验的探究、讨论、交流的过程，归纳出折射角与入射角的关系，感受分析、对比、归纳的方法，并体验合作学习的重要性。最后运用光的折射规律解释生活中的一些常见的物理现象，感受物理与生活的密切联系。完成本设计的内容需1课时。六、教学流程1.教学流程图光的折射初步规律光的折射初步规律活动III应用光的折射光的折射情景体验活动活动I演示实验活动II学生实验2.流程图说明情景学生体验叉鱼活动，观察斜插入水中的筷子在水面处弯折的现象，引入课题。活动I演示实验演示实验在水槽内竖直插入木板，当木板上小门向后转过一个角度时，在小门上不再能看到折射光线。师生分析讨论，得出折射光线与入射光线的位置关系。活动II学生实验学生实验组内讨论怎样才能比较水和玻璃对光的折射程度是否相同，确定实验方案，探究折射角与入射角的关系，并归纳结论。得出光的折射规律。说明：分组进行研究，感受团队合作，其中一组探究光从空气到玻璃或从玻璃到空气时的规律，另一组探究光从空气到水或从水到空气时的规律。然后组内讨论，共同归纳结论。活动III应用解释情景问题及生活中常见的“斜插入水中的筷子在水面处弯折”、“池水变浅”等现象。3.教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。第一环节，通过创设情景引入课题，介绍光的折射现象。第二环节，通过演示实验和学生实验，探究光的折射规律。第三环节，结合自制课件、运用光的折射规律解释常见现象。七、教案示例（一）引入1．学生体验叉鱼活动，观察斜插入水中的筷子在水面处弯折的现象，引出课题。2．学生经历光线在玻璃和水中的光路过程，根据观察的现象，概括归纳光的折射概念。（二）新课3．提出问题学生讨论、交流，提出对光的折射感兴趣的问题，如：折射现象中光如何传播？玻璃和水对光的折射程度相同吗？等。4．演示实验（1）在水槽内竖直插入木板，当木板上的小门跟木板在同一平面时，小门上可以看到折射光线，且折射光线与入射光线分居法线两侧；当小门向后转过一个角度时，在小门上不再能看到折射光线。（2）分析、讨论，得出折射光线与入射光线的位置关系，填写学生实验记录表。5．学生实验（1）分组讨论：根据给定的实验器材eq\o\ac(○,1)怎样比较折射角和入射角的关系；eq\o\ac(○,2)怎样比较水和玻璃对光的折射程度是否相同；eq\o\ac(○,3)确定实验方案：一小组探究光从空气到玻璃或从玻璃到空气时的规律，另一组探究光从空气到水或从水到空气时的规律。（2）实验探究：折射角与入射角的关系，填写学生实验记录表。（3）交流归纳：大组内同学交流，大组间交流并归纳结论，将学生实验记录表填写完整。（三）知识应用6．解释情景问题及“斜插入水中的筷子在水面处弯折”、“池水变浅”、“海市蜃楼”等现象。八、教学方案建议1.对于课前情景的创设，可以结合学校学生的特点进行，如：使用模拟鱼缸插鱼，水中铅笔向上弯折等，主要是为激发学习的兴趣，产生问题，引发学生的思考。2.通过学生在体验的活动中，逐步引出光的折射定义，并运用类比方法，引出光的折射中的几个物理名称，如：折射光线、折射角等。3.对于光的折射规律的探究，因为前面刚研究好光的反射定律，可以使用类比的方法来研究，既可以复习旧知识，又可以迁移学习新知识。光的折射定律探究可以先通过实验研究折射光线、入射光线和法线在同一平面的关系，然后逐步研究折射光线、入射光线分居在法线的两侧，最后可以适当发散一下来研究折射角与入射角的大小关系。4.对于光的折射在生活的应用，尝试多让学生运用课堂所学知识解释，并多联系生活实例，感受生活中处处都有物理。第3课时光的折射学习活动单班级：_____姓名:____日期:____活动1：体验活动观察到的现象：光线__________（垂直或倾斜）射入玻璃砖时，纸上光斑位置不改变；光线__________（垂直或倾斜）射入玻璃砖时，纸上光斑位置改变。活动2：学生实验光从空气射入__________________中折射光线与入射光线、法线的关系入射角折射角折射角与入射角的大小关系归纳实验结论：______________________________________________________________________________________________________________________________________。光从__________________射入空气中折射光线与入射光线、法线的关系入射角折射角折射角与入射角的大小关系归纳得出的初步结论：___________________________________________________________________________________________________活动3：规律归纳光的折射规律：_______________________________________________________________活动4：现象解释用光的折射规律解释“潭清疑水浅”的原因。作业：第3课时光的折射班级________________学号________________姓名________________【学习目标】1.知道光的折射现象；（A）2.知道光的折射规律。（A）【学习检测】1．当光从一种介质_____入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。2．光发生折射时，折射光线、入射光线、法线在________内；折射光线和入射光线分别位于________的两侧；当光从空气斜射入水或其他透明介质时，折射角________入射角；当光从水或其他透明介质斜射入空气时，折射角________入射角（选填“大于”或“小于”或“等于”）。当光垂直界面射入时，光的传播方向________（选填“发生偏折”或“不发生偏折”）。3．如图1所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中__________是法线，_________是界面，__________是入射光线，__________是反射光线，__________是折射光线，__________是入射角，__________是折射角。4．筷子斜插入盛水的碗中，在水面外斜着看去，在水中的那部分筷子变得向_______弯折；岸上的人看到水中的鱼的位置比实际位置偏________；水中的潜水员看岸上的路灯的位置比实际位置偏__________。5．如图2所示，属于光的折射现象的是（）图2图26．如图3所示，OA是光从水中斜射入空气时的一条反射光线，OA与水面间的夹角为60o。下列关于入射角α、折射角γ的说法中正确的是 （）图3A．α=60o、γ>60图3B．α=60o、γ<60oC．α=30o、γ>30oD．α=30o、γ<30o7．一束光线从空气斜射向水面，请在图4中画出反射光线和折射光线的大致方向，并标明入射角、反射角和折射角。图图5AABC图6图图4★8．如图5所示中，容器底有一探照灯S发出一束光线投射到MN木板上，在B点形成一光斑，当向容器中注水时，光斑B将移向（）A．B的上方B．B的下方C．B的左边D．B的右边★9．如图6所示，光斜射入空气、水、玻璃三种介质中的传播情况，则介质A、B、C分别是 （）A．空气、水、玻璃B．水、空气、玻璃；图7C．玻璃、水、空气D．水、玻璃、空气图7★10．如图7所示，一束光射向一块玻璃砖，画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹。★11．小王同学在研究光的折射规律时根据实验现象画出了如图8所示的（A）、（B）、（C）三图。请根据实验现象归纳得出初步结论。（1）分析比较图8（A）、（B）两图可知：__________________________________________。（2）分析比较图8（B）、（C）两图可知：________________________________________。（A）（A）（B）（C）图8★★12．请你阅读课本第35页“STS光的全反射”，以及阅读下面短文，并查阅“折射率”的概念，围绕两个问题开展讨论与交流：（1）“海市蜃楼”属于光的什么现象；（2）是什么原因形成“海市蜃楼”这一现象。海市蜃楼夏天，在平静无风的海面上，向远处望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中，古人不明白产生这种现象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙（即“蜃”）吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫“蜃景”。海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的。夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。从远处的山峰、船舶、楼台、人等反射的光线射向空中时，由于不断被大气层折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。在沙漠里也会看到蜃景。太阳光照在沙地上，接近沙面的热空气比上层空气的密度小，折射率也小。从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从沙面反射出来的一样。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而被引向前方，但总是可望而不可及。在炎热的夏天的柏油路面上，有时也能看到上述现象。贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层空气的折射率小，从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过的一样。说明：作业A：无★标识的题目，完成时间约为15