1、?光的反射定律?教學(xué)設(shè)計(jì)安徽省淮南第十中學(xué) 周玉同【教材分析】光的反射現(xiàn)象在日常生活和自然界中普遍存在，學(xué)習(xí)光的反射定律具有重要的實(shí)際意義。從本章的知識(shí)體系來(lái)看，?光的反射定律?是光學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的表達(dá)，也是本章知識(shí)的重點(diǎn)。本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)，既是學(xué)習(xí)光的直線傳播的延伸，又是理解平面鏡成像的根底，同時(shí)也是學(xué)習(xí)光的折射規(guī)律的根底，在光學(xué)中起到了承上啟下的作用。此外，探究光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)探究活動(dòng)、經(jīng)歷科學(xué)探究過程，開展科學(xué)探究能力起著不可無(wú)視的作用，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)的科學(xué)精神，學(xué)生通過科學(xué)探究過程來(lái)理解光的反射規(guī)律，進(jìn)而把物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去?！緦W(xué)情分析】學(xué)生對(duì)

2、光有比較豐富的感性認(rèn)識(shí)，在教學(xué)過程中要緊密結(jié)合日常生活中的光現(xiàn)象來(lái)建立光反射的物理概念，雖然光的反射學(xué)生有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，在第一節(jié)的學(xué)習(xí)中也已經(jīng)有一定的認(rèn)識(shí)，但本節(jié)內(nèi)容的難點(diǎn)是從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)出反射定律，反射定律是光學(xué)中的重要定律，是理解平面鏡、球面鏡作用的根底，也是本章的重點(diǎn)知識(shí)。教學(xué)中讓學(xué)生在掌握光的反射定律的根底上，能會(huì)應(yīng)用光的反射解決遇到的問題，并進(jìn)一步掌握科學(xué)的探究過程和方法?！窘虒W(xué)思想】?物理課程標(biāo)準(zhǔn)?指出：“科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。本節(jié)課是一堂比較典型的探究課,這節(jié)課應(yīng)“探究并知道光的反射定律,在教學(xué)設(shè)計(jì)中改變過去過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳承的傾向,將重點(diǎn)放在培養(yǎng)

3、學(xué)生的探究能力上,科學(xué)探究貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。1、在反射規(guī)律的探究過程中，通過給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題的情景，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生去討論、去猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生成為反射規(guī)律的“發(fā)現(xiàn)者，課堂的主人翁，使本節(jié)課的教學(xué)過程如同研究課題那樣去進(jìn)行。2、在整個(gè)教學(xué)過程中，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者、引導(dǎo)者和參與者。教學(xué)過程是師生交流、共同開展的互動(dòng)過程。當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，教師要和學(xué)生一起猜想、分析，從中點(diǎn)撥他們的思維。3、教學(xué)的真正目的是讓學(xué)生通過知識(shí)的探索去獲得研究、思維的方法，然后通過方法的獲得以及運(yùn)用方法探索、創(chuàng)造的過程，使學(xué)生具有樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)原理的科學(xué)精神。

4、因此，本節(jié)課將知識(shí)傳授給學(xué)生的同時(shí)，更教給學(xué)生一種研究問題的思維方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，到達(dá)教學(xué)的真正目的?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能：1知道光的反射現(xiàn)象及其應(yīng)用，理解“光的反射定律，會(huì)用光的反射定律解決一些簡(jiǎn)單的問題。2知道反射中光路是可逆的。3了解什么是鏡面反射，什么是漫反射。4了解物理的探究方法，從實(shí)驗(yàn)中概括物理規(guī)律。過程與方法：1感受科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過程，自主參與探究學(xué)習(xí)。2經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究光的反射規(guī)律的過程培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和研究問題的能力、動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力和歸納概括能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1從光的反射定律“簡(jiǎn)潔、對(duì)稱、和諧中領(lǐng)略物理學(xué)的美。2認(rèn)識(shí)交流和合作的重要性，培養(yǎng)學(xué)生相互

5、合作的意識(shí)。3在探究光的反射規(guī)律的過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與探究活動(dòng)。4培養(yǎng)學(xué)生密切聯(lián)系實(shí)際，提高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會(huì)的意識(shí)?！窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：光的反射定律是幾何光學(xué)中最重要的根本規(guī)律之一，是分析有關(guān)光的反射問題的主要依據(jù)，該規(guī)律的探究過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和探索精神，所以光的反射定律及其探究過程是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：1探究光的反射定律。 2鏡面反射和漫反射?！窘虒W(xué)方法】由于學(xué)生剛學(xué)完光的直線傳播，對(duì)光的現(xiàn)象已有一些簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)，針對(duì)素質(zhì)教育對(duì)學(xué)生能力的要求，本節(jié)采用實(shí)驗(yàn)探究、觀察分析、總結(jié)歸納、啟發(fā)式教學(xué)法。表達(dá)“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想。通

6、過實(shí)驗(yàn)演示、觀察分析、啟發(fā)比照、總結(jié)歸納得出規(guī)律。在課堂上通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和多媒體的模擬實(shí)驗(yàn)的觀察，使學(xué)生在頭腦中有清晰的表象，以具體生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)為根底掌握知識(shí)，而不是生硬地死記硬背，同時(shí)在觀察中培養(yǎng)能力，開展思維訓(xùn)練，重視知識(shí)的應(yīng)用，緊密聯(lián)系實(shí)際?！窘叹邷?zhǔn)備】反射定律演示儀、潛望鏡、幾何光學(xué)演示箱等?！窘虒W(xué)過程】教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課引入多媒體播放Flash動(dòng)畫，教師講解：一望無(wú)際的大海上，一艘體積龐大而又神秘?zé)o比的巨艇靜靜的臥在海底。偶爾，也會(huì)有一個(gè)圓圓的物體鉆出海面，像海蛇一樣四處搜尋，又迅速地消失。它就是潛艇的眼睛潛望鏡。出示自制的潛望鏡：你們

7、看老師帶來(lái)了什么？你們想不想看一看？請(qǐng)一名同學(xué)到老師這里來(lái)，蹲在講桌的下方，利用潛望鏡玩一個(gè)“猜猜看他是誰(shuí)的小游戲。潛望鏡為什么會(huì)具有這樣神奇的功能？它的內(nèi)部構(gòu)造又是怎樣的呢？要想揭開其中的奧秘，就請(qǐng)大家跟隨老師一起來(lái)學(xué)習(xí)本章的第二節(jié)：光的反射定律。學(xué)生觀察動(dòng)畫、興趣濃厚。舉手，爭(zhēng)著上臺(tái)做游戲，生生互動(dòng)。通過情景教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生的求知欲。此外，通過小游戲調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，活潑了課堂氣氛。成心吊起學(xué)生的胃口，設(shè)置懸念，將學(xué)生引人新課環(huán)節(jié)新課教學(xué)|光的反射現(xiàn)象演示：光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，當(dāng)光遇到另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上傳播方向發(fā)生改變。像這種光射到兩種介質(zhì)的分

8、界面上，改變傳播方向，又返回到原來(lái)介質(zhì)中的現(xiàn)象叫光的反射。同學(xué)們，光在發(fā)生反射時(shí)傳播路徑到底是怎樣的？你們看到了嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考：怎樣才能將光傳播過程中的路徑顯示出來(lái)？出示光屏將光發(fā)生反射時(shí)的傳播路徑顯示出來(lái)，現(xiàn)在大家看到了吧。那你們能具體的描述一下嗎？提供方案：用線條將光的傳播路徑畫出來(lái)如圖。現(xiàn)在可以了嗎？完善后，如圖：o入射光線A反射光線B為了表示光的傳播情況，物理學(xué)中通常用一條帶箭頭的直線，形象化地描述光的傳播路徑和方向，這樣的直線叫光線。明確：在反射現(xiàn)象中射向鏡面的光線叫入射光線(用AO表示)，被反射回原來(lái)介質(zhì)的光線叫反射光線用OB表示，其中入射光線與鏡面的交點(diǎn)叫入射點(diǎn)用O表示。引導(dǎo)學(xué)

9、生思考：如果改變?nèi)肷涔獾奈恢?，反射光?huì)向什么方向射出？ 待學(xué)生完成作圖后，老師向大家演示出反射光的實(shí)際位置。過渡：看來(lái)啊同學(xué)心目中反射光線的位置跟實(shí)際的還是有所差異的。實(shí)驗(yàn)中我們看到：改變?nèi)肷涔獾奈恢茫瓷涔庖矔?huì)隨之改變。我們?cè)鯓硬拍軠?zhǔn)確地找到反射光線呢？反射光線與入射光線的空間位置又是如何分布的呢？早在2000多年前，物理學(xué)家就開始研究光的反射，直到17世紀(jì)物理學(xué)家們找到了方法：從入射點(diǎn)O開始，作一條垂直于反射面的直線，叫做法線，用ON表示。法線No入射光線A反射光線B通過觀察亮斑位置的改變，感知光發(fā)生反射時(shí)傳播路徑的改變。仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)很難看到光傳播的路徑。積極思考顯示光路的方法：煙霧、光

10、屏學(xué)生七嘴八舌，用手比劃，可是很難將看到的現(xiàn)象描述出來(lái)。思考答復(fù)：不行，還要表示出光的傳播方向，加箭頭。積極思考，學(xué)生代表上臺(tái)將心目中的反射光線畫出來(lái)。理想化的光線來(lái)代替光束，由此得到入射光線和反射光線的概念。通過學(xué)生自己去畫反射光線，發(fā)現(xiàn)一系列的問題，這樣將課程推進(jìn)到探究光的反射規(guī)律這個(gè)環(huán)節(jié)。介紹簡(jiǎn)短的物理學(xué)史，滲透人文主義思想。 新課教學(xué)|光的反射規(guī)律新課教學(xué)|光的反射規(guī)律新課教學(xué)|光的反射規(guī)律引導(dǎo)：同學(xué)們，你們認(rèn)為光在發(fā)生反射時(shí)，入射光和反射光之間有什么關(guān)系呢？可能有哪些規(guī)律呢？學(xué)生的猜想中可能會(huì)提到角的概念，在此適時(shí)補(bǔ)充入射角、反射角的概念。入射光線與法線的夾角叫入射角；反射光線與法線

11、的夾角叫反射角。法線N 在黑板介紹這兩個(gè)概念，并且特別描出來(lái)，這兩個(gè)角都是與法線構(gòu)成的。入射光線o入射角反射角A反射光線B科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，怎樣?lái)檢驗(yàn)我們的猜想？下面就請(qǐng)同學(xué)們跟隨老師一起來(lái)發(fā)現(xiàn)規(guī)律吧。探究一、“三線的位置關(guān)系教師演示一：如圖，使白色硬紙板一半固定，轉(zhuǎn)動(dòng)白色硬紙板另一半。同學(xué)們仔細(xì)觀察，還能看到反射光線嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？提示：紙板沒有折過以前，是一個(gè)完整的平面，折轉(zhuǎn)后還是一個(gè)平面嗎？折轉(zhuǎn)前能看到反射光線，折轉(zhuǎn)后就不能，這個(gè)現(xiàn)象說明什么？結(jié)論一：反射光線與入射光線以及法線在同一平面上。教師邊講邊演示，指導(dǎo)學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)器材入射光線改變，反射光線也隨之改變。反射光線到

12、底隨入射光線做怎樣的變化呢？請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)起手來(lái)，去尋找答案吧。教師巡視，及時(shí)反響信息。在學(xué)生探究的根底上師生共同得出：結(jié)論二：反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)。過渡：剛剛有同學(xué)認(rèn)為兩個(gè)角的大小相等，你們同意他的看法嗎？能不能繼續(xù)探究，去發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律？探究實(shí)驗(yàn)二：“兩角間的光線教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行巡視和指導(dǎo)，及時(shí)肯定學(xué)生的成功，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅。將學(xué)生的數(shù)據(jù)投影出來(lái)，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明： 結(jié)論三: 反射角等于入射角。剛剛通過大家的努力，我們得到了光的反射定律，其內(nèi)容是：反射光線與入射光線以及法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。學(xué)生積極參與討論、思考，大膽合理猜想

13、光反射時(shí)可能遵循的規(guī)律：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)、反射光線和入射光線位于法線的兩側(cè)、反射光線和入射光線關(guān)于法線對(duì)稱、角相等得出結(jié)論：反射光線與入射光線以及法線在同一平面上。結(jié)合學(xué)習(xí)活動(dòng)單，同學(xué)們自己探究，進(jìn)一步尋找反射規(guī)律：入射光線向法線靠攏，反射光線也向法線靠攏；入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，反射光線也遠(yuǎn)離法線，并且入射光線、反射光線始終位于法線的兩側(cè)。特殊情況：當(dāng)光線垂直入射到反射面上時(shí)，“三線重合。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探究光的反射規(guī)律，并作好探究記錄,分析、歸納，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生代表利用黑板上“十二字的簡(jiǎn)單提示，完整總結(jié)出光的反射定律。猜想假設(shè)，鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索。在學(xué)生的猜想過程中，完成

14、“一點(diǎn)、“兩角和“三線的概念介紹，也為后續(xù)探究光的反射規(guī)律中做下鋪墊。學(xué)生在完成探究的過程中，不但能學(xué)到知識(shí)和探索的方法，體驗(yàn)到探索的樂趣，還能認(rèn)識(shí)到探索自然科學(xué)規(guī)律必須采取認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納能力。光的反射應(yīng)用實(shí)例過渡：在我們的身邊有很多地方用到了光的反射，你們知道都有哪些嗎？鼓勵(lì)肯定、給以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，師生共同評(píng)價(jià)。教師舉例：1、 單反相機(jī)投影原理圖。2、 現(xiàn)代建筑中，常用平面鏡改變光傳播的方向，例如： 播放動(dòng)畫：利用反射鏡反射太陽(yáng)光為室內(nèi)照明，而且光很柔和。再次出示潛望鏡：還記得這個(gè)潛望鏡嗎，你們想知道其中的奧秘嗎？課件展示潛望鏡原理。例題：月球離我們有多遠(yuǎn)，這是一個(gè)無(wú)法用

15、尺子測(cè)量的難題，但科學(xué)家們?cè)谠虑蛏戏胖昧艘惶追瓷涔獾难b置激光反射器，巧妙地利用光的反射原理解決了這個(gè)問題。他們?cè)诘厍蛏舷蜱R子發(fā)射激光，通過測(cè)出激光反射回來(lái)所用的時(shí)間，就能計(jì)算出月球與地球之間的距離了。同學(xué)們，如果要使光沿入射光的方向原路返回，你知道該怎樣發(fā)射激光嗎？用作圖的方法將你們的設(shè)計(jì)畫出來(lái)。拓展：如果兩塊平面鏡又該怎樣組合師生互動(dòng)做游戲。進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)三：讓一只激光筆發(fā)出的光斜射到平鏡面上，觀察到了反射光線；再拿另一只激光筆，使其發(fā)出的光逆著反射光線的方向射向鏡面，可以看到，反射光線將逆著原來(lái)入射光線的方向射出。這說明：在反射時(shí)，光路是可逆的。學(xué)生舉例：照鏡子、自行車尾燈、醫(yī)生的額鏡學(xué)生

16、設(shè)計(jì)，用量角器、三角板并作出光路圖。學(xué)生通過平面鏡也能觀察到老師。學(xué)生討論交流，嘗試現(xiàn)象。在當(dāng)前信息興旺的社會(huì)，幫助學(xué)生從不同的渠道了解知識(shí)，闊寬他們的眼界，翻開他們的思想?，F(xiàn)代建筑利用采光的新型裝備，符合低碳節(jié)能環(huán)保的時(shí)代潮流。揭開潛望鏡的神秘面紗，前后照應(yīng)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到利用光的反射重要性和實(shí)用性。由此也說明了探究光的反射規(guī)律的意義。表達(dá)從“生活走向物理，物理走向社會(huì)的新課程理念。通過情景游戲，體會(huì)其中蘊(yùn)含的物理知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析解決問題的能力。新課教學(xué)|鏡面反射和漫反射演示：手電筒發(fā)出一束光射向平面鏡，觀察到墻上有一塊亮斑，同樣是這束光，射向白紙上，卻看不到墻上有亮斑。引導(dǎo)

17、學(xué)生思考其中的原因。實(shí)驗(yàn)演示鏡面反射：一束平行光射在平面鏡上，反射光束仍然是平行的。在這一方向上的反射光就強(qiáng)，如果眼睛不在反射光束上，物體看上去就是暗的。演示漫反射：一束平行光射在外表凹凸不平的物體上，經(jīng)反射后，反射光射向各個(gè)方向，無(wú)論從哪個(gè)方向看物體都不會(huì)覺得很亮。說明：人們能從不同的方向看到這些本身不發(fā)光的物體，就是由于光射到這些物體上時(shí)發(fā)生了漫反射。投影鏡面反射和漫反射的區(qū)別與聯(lián)系：鏡面反射漫反射相同點(diǎn)都遵循光的反射定律不同點(diǎn)反射面不同平整光滑凹凸不平反射光的方向不同某一方向上有反射光束，其他方位沒有各個(gè)方向都有反射光，反射光不集中人的感覺不同迎著反射光看很耀眼，其他方位看不見，或不明顯

18、.各個(gè)方向都能看清物體學(xué)生仔細(xì)觀看、積極思考。教材中圖4-2-10學(xué)生動(dòng)手：用紙條模擬鏡面反射，體會(huì)平面鏡對(duì)平行光束的作用。課后完成教材中圖4-2-8的實(shí)驗(yàn)。感受兩種反射的不同。讓新課從探究過渡到鏡面反射和漫反射，這既讓學(xué)生聯(lián)系了光路圖的做法，又讓學(xué)生很直觀的看出鏡面反射和漫反射的各自特征。鏡面反射和漫反射的成因較抽象，通過實(shí)驗(yàn)演示，降低學(xué)生理解上的難度。家庭小實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)鏡面反射和漫反射有一個(gè)比較深刻的理解。課堂小結(jié)本節(jié)課我們研究了光的反射現(xiàn)象，對(duì)于光的反射定律要注意它的研究方法，注意用數(shù)學(xué)方法分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三線、兩角的關(guān)系，并在分析這些關(guān)系的根底上，逐步解釋它的物理本質(zhì)，形成物理概念，建立物理規(guī)律。這樣有助于加深對(duì)物理概念、物理規(guī)律建立過程的理解，這是研究物理問題的重要方法。小結(jié)本節(jié)課的所學(xué)、所知。通過學(xué)生的自我評(píng)價(jià)總結(jié)，培養(yǎng)