1、光的全反射教学设计教学设计说明根据新课程理念，一切为了每一位学生的发展，在课堂教学改革中，我坚持以学生的发展为 本，努力营造民主、平等、和谐、互动的师生关系，调整课堂教学的教学方式和学习方式，让学生以学为乐，真正成为学习的主人，从而促进学生全面发展， 个性发展，可持续性发展。 教材分析光的全反射是新课程高中物理选修 3-4第13章第2节的内容，这一节是学生在学习了 光的反射（初中）、光的折射（高中）之后编写的，是反射和折射的交汇点。全反射现象的研究， 既是反射和折射知识的巩固与深化， 又为后继学习作了铺垫。 全反射现象与人们的日常生活 以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重
2、要的现实意义。任务分析利用“信息加工过程理论”来研究全反射现象。在学生原有的知识（光的反射和光的折射）的基础上，以“探究式”的教学形式充分调动学生的积极性和主动性，突出教学的重点，突破教学的难点。对象分析（一）学习者的准备状态：学生是教学过程中的主体， 这个时期的学生经过了一年高中物理学习，已经掌握光的反射定律和光的折射定律。学生的年龄为18岁左右，具有较强的观察现象和提出问题的能力，提出猜想和假设的能力，并进行独立实验设计、收集、信息处理的能力。最大限度的使学生的好奇心和求知欲得到满足和张扬。但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、 分析、和推理常常表现
3、出一定 的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。（二）学习者的学习风格：该时期的学生表面上独立，但又缺乏刻苦钻研、持之以恒的精神。容易满足于观察到的表面现象。（三）学习者的动机：学生对实验现象的兴趣高于对实验内容的兴趣，对实验的研究不能很深入，真正能做到带着问题来实验的学生不多。教学目标根据以上的分析，体现新课程理念，我确定本节课的教学目标如下：（一）知识与技能目标1 .理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了 解全反射的应用。2 .培养学生观察、分析、解决问题的能力。（二
4、）过程与方法目标1 .用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。2 .启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。（三）情感态度与价值观目标3 .培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。4 .感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。5 .进行爱国主义教育。教学重点和难点由教材分析、任务分析、学生分析和教学目标，我确定本节课的教学重点和教学难点如下：6 、教学重点：临界角的概念及全反射条件7 、教学难点：全反射现象的应用和对全反射现象的解释。教学用具全反射现象演示仪，半圆柱透明玻璃，弯曲的细玻璃棒，光导纤维，接线板，光源，激光笔、 多媒体课
5、件和图片等。教学过程根据教材特点和考纲要求， 本节内容科普较浓。 教学方法适合于采用直观、感性的实验归纳。将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。这就要求教师课前精心准备多媒体课件，并使演示实验效果最佳。 充分发挥教师的主导作用。课堂上，尽可能多的留给学生参 与教学的思维空间。恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析， 最后得出结论。 学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了 “设疑一一猜想一一实验一一分析结论”的探究方法。（一）教学流程图回扣教学分析现象，推倒公式 （二）教学内容1 .创设实验情景，导入课题学生猜测：光束从弯折的玻璃棒端面射入，光线将沿什么方向射出？演示
6、结论：光线沿弯折的玻璃棒射出，这又是为什么？引入全反射。（设计意图：创设情境，光线在弯折的玻璃棒中传光，培养学生观察、思维能力，让现象与学生已有的生活经验发生冲突，激发学生探索物理知识的兴趣。）2 .新课教学（1）全反射现象按如图1所示，让一束白光从半圆形玻璃砖的弧面沿半径射到AB面的0点，逆时针（以O为轴）旋转玻璃。引导学生观察：开始使入射角为 0度，不断增大入射角，注意观察反射光线、折射光线的角度、强度将 如何变化。当反射角增大到使折射光线临近玻璃砖的某一角度，注意观察所发生的现象。设疑：如果入射角变大，反射光线和折射光线可能怎么变化呢？引导学生猜想:A.反射光，折射光全部消失。B.反射光
7、消失，只有折射光线。C.折射光线消失，只有反射光 线。（设计意图：以教师的演示来展示光的反射与折射现象，引导学生带着问题观察，通过教师的适当点拔与引导，培养学生的观察能力、质疑能力、创新能力。）讨论推理：第一种假设是不合理的，因为光传播的是能量，若反射光线折射光线全部消失显然违反能量 守恒观点。第二种假设也不能成立，在学习反射定律时，知道，不论透明还是不透明物体都要反射一部 分射到它表面的光，所以必定有反射光线存在。第三种假设有可能存在。（设计意图：充分调动学生的积极性来参与讨论，使得师生之间、生生之间的合作得到进一步的加强，不断提高学生的合作、探究意识与能力。）继续增大入射角，注意观察折射光
8、线、反射光线将发生将发生什么现象。演示实验：激光束射向半玻璃转，观察反射、折射现象。实验验证：增大入射角，观察反射光线和折射光线。分析总结：随着入射角逐渐增大，折射角也逐渐增大，但折射角总是大于入射角。同时还观察到，折射光线越来越暗，越来越接近90,当入射角增大到一定值时折射光线消失，只剩下入射光线、反射光线。继续增大入射角时，仍然观察不到折射光线。师生互动：引导学生描述现象，归纳全反射现象的定义。通过实验我们观察到第三种假设在一个特定的 条件下是可能成立的，象这种只有反射光线而折射光线消失的现象是全反射现象。（设计意图：通过对三个实验现象的观察、 猜想以及推理，对光的全反射现象有了感性的认
9、识，又能清晰的了解整个过程， 在教师的引导下来描述现象， 这个要求恰好在学生的“最近 发展区”，既能调动学生和积极性， 以不会要求太高，在一定程度上可以培养学生的分析能 力、思维概括能力和创新意识。）（2）临界角实验分析：定义：光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于900时的入射角，叫做临界角.用字母C表 示.临界角是指光由光密介质射向光疏介质时，发生全反射现象时的最小入射角 ，是发生全反射的临界状态.当光由光密介质射入光疏介质时 若入射角iC,则发生全反射形象，只有反射，没有折射光线 临界角的计算：当光由某种介质射入真空或空气时：=,=。（设计意图：这一段是本节课的第一个亮点。把信息与整节课
10、有机的整合，通过动画模拟，把光的全反射现象重现出来，特别是在入射角达到某一个值时的视觉停留，把学生实验中不易观察到的现象重现出来，易于学生概念的形成。）（3）发生全反射的条件引导探究：如果让一束白光按如图课本 13.2 -1所示射到半圆形玻璃砖 AB面的。点，逆时针旋转玻璃 醇（入射点O不变），直到入射角达到900时，在这一过程中，会发生全反射现象吗？先让学 生通过小组画图分析，共同探究在这种情况下能发生全反射现象吗？ 让小组代言人发布小组讨论结果。演示刚才讨论的实验现象。（设计意图：这一段是本节课的二个亮点。学生规纳出全反射现象之后紧接着就让学生来探 究发生全反射现象的条件，学生马上就能体验
11、到知识的作用，心里有了一定的满足感，更能调动学生积极探究的兴趣与激情。强调以学生为中心，学生通过自主探究，获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的第一步，培养和锻练学生的信息加工、信息分析能力和思维的流畅表达能力。）分析归纳：引导学生总结发生全反射的条件，并定义光密介质和光疏介质。a.引导学生总结任意两种介质相比较，我们把折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。举例说明光密介质和光疏介质是相对的。b.引导学生总结光从光疏介质射向光密介质不会发生全反射，光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于或等于临界角，会发生全反射。得出全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质，入射角大于
12、或等于临界角。师生互动：全反射现象是在特定条件下光的传播在两种介质界面上发生的特殊现象，在自然界中却是常见的光学现象。 例如玻璃中的气泡看起来特别明亮， 神秘的海市蜃楼都是 由光的全反射现象产生的。 物理学的研究给予我们解释自然现象方法， 同时也启迪人们应用物理规律来改造自然， 造福人类。医学上被广泛应用的光导纤维窥镜就是用全反射原理制成 的。多媒体演示：海市蜃景图片。(设计意图：这一段是本节课的第三个亮点。把信息与整节课有机的整合，通过动画模拟，把光的全反射现象重现出来，特别是在反射光线与折射光线能量变化方面，把实际实验中不易观察到的现象重现出来，变不明显为可见，变抽象为直观，形象生动，有利
13、于讲清概念，有助于学生理解和记忆，培养学生分析问题、解决问题和抽象思维的能力。在此过程中还渗 透科学家探索科学实验的缠观察、一丝不苟的钻研精神。)(4)光导纤维用光导纤维应用演示器演示光导纤维传光、传声音、传图象的现象。让学生观察，讨论实验现象，然后引导学生选学内容“光导纤维”，并解释实验现象。回扣课前实验，举例。(设计意图：回扣课前实验，解释全反射现象在实际光纤的应用，通过教师的板书光路图， 为学生规范全反射光路，以及临界角的简单计算，让学生在全反射的条件与临界角概念上更 深一层的理解，掌握得更牢固。)(5)小结：通过本节课的学习，你有哪些收获？通过提问方式引导学生小结本节主要知识及学习活动
14、，学到了哪些方法和思想收获，养成学习一一总结一一学习的良好学习习惯，发挥自我评价的作用， 培养学生的语言表达能力，归纳概括能力。 作业设计 课本 P53(2) (3)。为什么草叶上的露珠在阳光下晶莹透亮？教学评析与反思(一)本节课的教学设计能体现新课程理念，以培养和发展能力为着眼点， 以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。(二)能将教师的实验演示和创设 “探究式”教学模式相结合。抓住知识的产生过程， 积极引导 学生主动探究，让学生参与观察、分析、讨论、假设、验证、归纳等活动，使学生在获得知 识的同时，也获得了掌握这些知识的方法。通过师生的双边活动，充分调动学生的积极性， 使学生主动地和教师、教材、同学进行信息交流，形成了一种和谐、积极参与的教学气氛， 加强信息技术与物理教学的整合，逐步完善以教师使用信息技术为主的演示型的教学模式。
