《光的折射定律》教學設計淮安市車橋中學趙國亞（223221）一、 教材分析1、 教材的地位和作用本課時是高中物理選修3-4光學部分第一節(jié)，是建立在初中基礎上的。光的折射是重要的光學現(xiàn)象，同時又是解決日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎。光的折射現(xiàn)象學生比較熟悉，也比較感興趣，通過對現(xiàn)象的分析，培養(yǎng)學生密切聯(lián)系實際，運用科學知識來解釋一些自然現(xiàn)象的習慣和能力，更重要是利用已有的初中知識的基礎上，探究折射定律的定量關系的方法，更是激發(fā)學生學習興趣，提高科學素質(zhì)，讓學生掌握了科學研究的一般性方法。2、 教學目標根據(jù)全面提高學生素質(zhì)的總體目標與教學大綱的要求和本節(jié)教材內(nèi)容及學生已有的認識基礎，我確定本節(jié)的學習目標如下：（1） 知識目標：a、 知道光的折射現(xiàn)象及折射光線和折射角；b、 探究出光的折射規(guī)律中的入射角和折射角的定量關系c、 能夠用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象以及一些定量的計算。（2） 能力目標：通過演示實驗，指導學生觀察現(xiàn)象，引導學生自己分析、歸納規(guī)律，培養(yǎng)學生的觀察、分析、歸納能力。引導學生動手做實驗，培養(yǎng)學生的動手能力及通過實驗研究問題的習慣。（3） 情感目標：培養(yǎng)學生學習物理的興趣和探究科學問題的一般性的方法。（4） 德育目標：通過對日常光現(xiàn)象的分析，破除迷信，熱愛科學，進行唯物主義教育。3、 難點和重點根據(jù)新修訂的教學大綱的要求，及教材內(nèi)容和學生學習的實際確定：（1） 重點：光的折射規(guī)律的定量關系探究；光路可逆。（2） 難點：光線進入不同介質(zhì)中，折射角和入射角的的定量關系；用光的折射解釋自然現(xiàn)象。（3） 關鍵：對入射角和折射角的確定。二、 選用的教具及設備1、 選擇教具依據(jù)豐富的教學用具及設備，提高了訓練密度及廣度，使教學過程從枯燥到有趣，從抽象到形象。進行課堂演示實驗并利用計算機多媒體輔助教學，不僅提供了大量的教學信息，使學生在生動形象的環(huán)境中，得以迅速理解和掌握物理規(guī)律。激發(fā)學生們的學習興趣，調(diào)動他們的主動性、積極性、創(chuàng)造性，從而達到提高課堂教學效率的目地。2、教具：光的折射演示儀；碗；適量的水；筷子；office辦公軟件，多媒體課件；錄像剪輯。三、 教材處理對日常光的折射現(xiàn)象學生有豐富的感性認識，以現(xiàn)象引入新課，學生學習目標明確，興趣濃厚。光的折射規(guī)律的認識，宜先提出問題及研究方法，通過學生猜想，對照演示實驗的觀察，輔以多媒體模擬演示，學生思維清晰、準確，有利于規(guī)律的總結(jié)歸納，并注意理論聯(lián)系實際，重視知識的應用，讓學生遵循認識的規(guī)律：從實踐到理論，又從理論到實踐。達到掌握知識、提高能力，從而提高課堂效率。四、 教法、學法1、 教法根據(jù)教學內(nèi)容的上下承接關系，學生已有的初中基礎知識，對光的現(xiàn)象已有一些簡單的認識，對光學研究中的一些物理量已有初步的了解，如入射角、法線等。針對素質(zhì)教育對學生能力的要求，本節(jié)采用觀察分析、啟發(fā)式教學法。體現(xiàn)“學生為主體，教師為主導”的教學思想。通過實驗演示、觀察分析、啟發(fā)對比、總結(jié)歸納得出規(guī)律。在課堂上通過教師的引導，讓學生進行演示實驗和計算機的模擬實驗的觀察，使學生在頭腦中有清晰的表象，以具體生動的感性認識為基礎掌握知識，而不是生硬地死記硬背，同時在觀察中培養(yǎng)能力，開展思維訓練重視知識的應用，理論緊密聯(lián)系實際。2、 學法學生是教學活動主體，要使學生從“學會”轉(zhuǎn)化成“會學”，教師在教學中要注意學生學法的指導，根據(jù)本節(jié)的內(nèi)容特征，教師在做好演示實驗時，引導學生如何去觀察實驗？并由他們總結(jié)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，同時注意學生的非智力因素：自信心、毅力、興趣、動機等培養(yǎng)，通過于勢、眼神、表情等形體語言來激發(fā)學生的積極性。使學生通過觀察總結(jié)規(guī)律，聯(lián)系實際、運用規(guī)律解決問題。本節(jié)采用觀察、對比、分析的學習方法，引導學生獲取知識，通過思考討論，總結(jié)歸納出光的折射規(guī)律，應用折射規(guī)律解釋一些自然現(xiàn)象，培養(yǎng)學生愛科學、用科學，提高學生的學習興趣。五、 教學過程【課堂教學】一、 復習提問：光在均勻介質(zhì)中如何傳播？什么是光的反射定律？二、 新課引入：【演示一】：在碗中放入硬幣，放在一定的高度讓學生剛好看不到碗底的硬幣，再倒入適量的水，請同學觀察實驗現(xiàn)象。（錄像重放）【演示二】：在碗中倒入適量的水，斜插入一根直筷子，讓學生側(cè)面斜視觀察現(xiàn)象。請學生思考這是為什么？三、 新課教學：1、光的折射現(xiàn)象【演示三】：

光的折射，讓一束光線從空氣中斜射入玻璃中。（錄像演示）學生可觀察到進入玻璃中的光線在界面處改變原來的傳播方向，這種現(xiàn)象叫光的折射。特別強調(diào)：折射光線和折射角。2、研究光從空氣進入水中的物理規(guī)律〖提出問題〗：折射光線、入射光線和法線三者之間有什么關系？折射角和入射角的大小關系如何？隨著入射角的變化，折射角如何變化？當入射光線垂直于水面入射時，折射光線的方向如何？讓學生帶著問題觀察演示實驗。【演示四】：利用光的折射儀演示：光線斜射入水中；讓入射角先發(fā)生變化；光線垂直射水中教師引導學生觀察實驗，并思考規(guī)律，得出結(jié)論。折射光線、入射光線和法線在同一平面上（三線共面）；折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)；（光線從空氣斜射水中）折射角小于入射角，折射光線向法線偏折。光線垂直射入水面時，傳播方向不改變。［教師補充］:如果光從空氣進入玻璃、水晶等透明物質(zhì)時，折射情況與上述相同。提出問題：折射現(xiàn)象中，折射角和入射角有什么定量關系？【學生探究】（1） 讓學生作出猜想：學生一：入射角和折射角成正比學生二：入射角和折射角的平方成正比提示學生，角度之間還會有什么關系呢？學生三：入射角的正切和折射角的正切成正比學生四：入射角的正弦和折射角的正弦成正比（2） 引導學生設計實驗方案A、引導三個學生實驗做演示實驗：一個學生利用利用光的折射儀演示入射角（采用特殊角），另一個學生讀出折射角，第三個學生在設計好的電子表格中輸入相應的數(shù)據(jù)。（如表格所示）入射角入相應的數(shù)據(jù)。（如表格所示）入射角i（°）折射角r（°）i/rsini/sinr106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11.671.517038.61.811.508040.61.971.51B、 引導學生分析出幾個猜想的正誤。利用電子表格中和公式計算出i/r、sini/sinrC、 通過分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n來表示這個比例常數(shù)，就有sini-—=n.RE 這就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律.【演示五】如果使光線逆著原來的折射光線到界面上，折射光線就逆著原來的入射光線射出，這就是說，在折射現(xiàn)象中光路也是可逆的.(在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的)【學生自學】引導學生自學折射率，帶著以下問題：折射定律中的比值n和什么有關系？什么是相對折射率，是由什么決定的？什么是絕對折射率，是由什么決定的？絕對折射率和光速等有什么關系？引導學生回答并總結(jié)：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n，但是對不同的介質(zhì)來說，這個常數(shù)n是不同的.這個常數(shù)n跟兩種介質(zhì)有關系，是一個反映介質(zhì)的光學性質(zhì)的物理量，我們把它叫做介質(zhì)的相對折射率.相對折射率在高中不作要求.光從真空射入某種介質(zhì)時的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對折射率，也簡稱為某種介質(zhì)的折射率。又因為空氣的絕對折射率為1.00028，在近似計算中認為空氣和真空相同，故有時光從空氣射入某種介質(zhì)時的折射率當作絕對折射率進行計算.折射率的定義式為量度式.折射率無單位，任何介質(zhì)的折射率不能小于1。介質(zhì)的折射率與光速的關系.理論和實驗的研究都證明：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度之比n=c/v.【解決問題】問題1：演示一中，原來碗底的硬幣看不見，倒入水后卻能看到硬幣？［學生分小組討論，代表回答］問題2：能否利用這個現(xiàn)象測量水的折射率？［學生分小組討論，代表回答］問題3：如果可以測量，需要測哪些量，如何獲取這些量？［學生分小組討論，代表回答］【小組競賽】根據(jù)學生的討論，老師利用多媒體展示出如下習題要求學生準確快速計算，小組進行比賽：某校開展研究性學習，某研究小組根據(jù)光學知識，設計了一個測液體折射率的儀器。如圖，在一個圓盤上，過其圓心0作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在半徑0A上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的

法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2。同學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值。(1)若/AOF=30°，OP3與OC之間的夾角為30°，貝UP3處刻的折射率的值。圖中P3、P4那一處對應的折射率大？做AO的延長線交圓周于K，K處對應的折射率為答案：(1答案：(1)1.73(2)P4(3)1【課堂小結(jié)】提問：今天這節(jié)課，我們一些學習了什么？［小組代表發(fā)言，老師作補充：從知識方面和方法方面總結(jié)，詳細見板書設計］【板書設計】光的折射1、 折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中