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“全反射”教学设计
教学设计思路:本节课是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十三章第二节全反射内容,通过前六节内容的学习,学生已经具备了光的反射和折射的基本知识,为本节课的学习作了很好的铺垫,关键在于如何引发学生的浓厚兴趣;从教材编排来看,从引入全反射到光纤通信,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,显而易见教材意图贯穿“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念,因此这节课我的主要教学思路有两个,一是在尊重教材的基础上充分挖掘教材资源,合理补充课外资源,如彩色喷泉、光纤之父—高某某、塑料光纤等,并且重新进行组合,在把握住重点知识全反射概念教学的基础上,就全反射的应用方面进行拓展,开启学生的创新意识,开拓学生的视野;二是以实验为主线,安排了以下七个学生分组实验和演示实验:神奇的“银色”小试管实验(魔术表演—水中藏豆)、半圆柱形玻璃砖全反射探究实验、水流导光演示实验、弯曲玻璃棒导光实验、光导纤维传像传声演示实验、塑料光纤灯演示、全反射棱镜演示实验,这样设计目的是让学生从枯燥的知识学习上升到积极热情的探究学习,从传统的无题不成课的课堂教学模式上升到创新思维的培养和知识的创新应用上来,落实“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。
一、教学目标
1.知识与技能目标
(1)知道光密介质、光疏介质的概念,认识光的全反射现象;初步掌握临界角的概念和全反射条件;了解全反射的应用。
(2)通过实验,培养学生的观察能力、分析归纳综合能力。
2.过程与方法目标
让学生参与实验过程,通过观察、讨论、分析,归纳全反射现象,体验“从生活走向物理”的过程,让学生学习从生活现象抽象出物理规律的科学方法,从而进行科学态度、科学方法教育
3.情感态度与价值观目标
(1)经历科学探究的过程,体验成功的喜悦,培养学生学习物理的兴趣;通过了解全反射的应用,体验“从物理走向社会”的过程,感受物理知识在技术、社会领域的应用价值。
(2)认识光纤技术对社会经济生活的重大影响,通过介绍光纤之父高某某以及新兴的塑料光纤的迅猛发展,激发学生热爱科学的强烈情感,培养学生的创新意识。
二、教学重点、难点
全反射及发生全反射的条件,由全反射及折射率的定义推导临界角公式是本节的重点,也是难点。
三、教学资源:多媒体教学设备,烧杯,小试管,豆子,科学计算器,激光笔,半圆柱形玻璃砖,塑料瓶,弯曲的玻璃棒,光导纤维应用演示器,塑料光纤装饰灯,全反射棱镜。
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五、教学过程
主要教学过程
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
资源使用
一、魔术表演
“水中藏豆”
在一空试管内放上3、4粒豆子,开口向上,将其倾斜放入一个盛满清水的烧杯,从烧杯正上方观察,豆子不见了,谓之“水中藏豆”
老师先进行魔术表演,引发学生的浓厚兴趣,再向试管内加水做实验,而后组织学生进行实验,导入新课
分组进行实验,观察,叙述现象
(不仅豆子不见了,而且试管浸入水中的那部分非常明亮,好像镀了一层银色)
烧杯
试管,
豆子
投影仪
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二、理论探究提出猜想
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三、实验探究验证猜想
已知半圆形玻璃砖的折射率为1.5,当光线从玻璃分别以30度和60度入射角射向空气时,完成折射和反射光路
组织并参与学生的探究过程,启发学生思考:60度时按照计算结果折射光线不存在,提出猜想:光是否全部被反射了?
让两名学生上讲台板演,其他同学各自独立计算并作图。他们会发现60度时,折射角不存在,它们一定会产生疑问,折射光线到哪去了?提出猜想。
科学计算器
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用激光笔和半圆形玻璃砖进行课本图13.7-1全反射现象实验
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教师组织学生进行实验,用激光笔和半圆形玻璃砖演示课本图13.7-1全反射现象,让学生说一说观察到的现象并且得到结论
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分组实验,观察入射角从0逐渐增大的过程中,反射光线和入射光线的变化,发现全反射现象,并总结规律。
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多媒体教学设备,激光笔,半圆柱形玻璃砖
四、全反射现象归纳总结
全反射现象以及发生发生全反射现象的条件
指定两名同学阐述上述实验现象,让其他同学进一步补充完整
小组选派代表归纳总结上述实验现象,不足之处其他同学可进一步补充说明,归纳总结出什么是全反射现象及其发生的条件。
视频
五、临界角公式推导
当光从某种介质射向空气或真空时,发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系。
启发学生根据折射率定义和光路可逆推导临界角公式。
在老师的启发引导下进行思考、讨论和推导
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六、魔术揭秘“银色”小试管之谜
用全反射知识解释小试管实验现象
到此,教师指出刚开始所做的小试管实验现象,现在大家可以理解和解释了。
学生相互讨论、解释小试管之谜
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七、全反射现象应用举例
1.水流导光实验
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彩色喷泉
演示水流导光实验,让学生解释并启发学生联想到彩色喷泉。视频展示彩色喷泉图片
观察水流导光实验,尝试解释并设想应用,联想到生活中的应用之一——彩色喷泉,观看图片
图片视频
2.弯曲玻璃棒导光实验,光纤原理,简介光纤之父—高某某,内窥镜,光纤通信,光纤传像及传声演示
演示弯曲玻璃管某某,指导学生会解释该现象,直接指出这就是光导纤维导光的原理,简介光纤之父—高某某,进行光纤传像及传声演示
观察演示实验,用全反射解释该现象,听高某某的光纤故事,感受高某某的创新思维对社会的巨大贡献,看光缆图片,观察光导纤维应用演示
弯曲玻璃棒,激光笔,视频图片,光导纤维应用演示器,图片视频
3.简介新兴塑料光纤技术
受玻璃纤维的启示,现在出现了新的塑料光纤产业—光纤灯饰,展示部分光纤灯,同时启发学生知识的真正价值在于创造性地应用,你的创意可以为你和社会带来财富。
观看图片,体会别人的创意带来的社会效益和经济效益
图片视频
4.全反射棱镜及应用
展示全反射棱镜及其全反射过程,简介潜望镜和双筒望远镜原理
用全反射棱镜观察物体,体会两种全反射光路
激光笔
全反射棱镜
小结
光疏介质和光密介质,全反射,临界角
发生全反射的条件
全反射的应用
布置作业
1.课本P72??2,3,6
2.白天走在马路上,有时你会突然发现前方的一段马路非常明亮,好像有水一样,留心观察这一现象,看能否用全反射知识解释该现象
3.查找海市蜃楼的有关资料,试用全反射知识解释之
4.利用网络资源了解更多关于全反射在社会生活方面的应用
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