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2019-2020年高二物理《光的全反射》教案 一、教材分析 《全反射》是高中物理選修3-4的必修內容，這一節(jié)是在學生學習了光的反射、光的折射之后編寫的，是反射和折射的交匯點。本節(jié)就從光的折射入手，探討了光發(fā)生全反射的條件，以及相關應用。全反射現(xiàn)象與人們的日常生活以及現(xiàn)代科學技術的發(fā)展緊密相關，所以，學習這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義。 二、教學目標 1．知識目標： （1）理解光密介質、光疏介質的概念及全反射現(xiàn)象；掌握臨界角的概念和全反射條件；了解全反射的應用。 （2）培養(yǎng)學生觀察、分析、解決問題的能力。 2．能力目標： （1）用實驗的方法，通過討論、分析過程，用準確的語言歸納全反射現(xiàn)象；培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。 （2）啟發(fā)學生積極思維，鍛煉學生的語言表達能力。 3．情感、態(tài)度和價值觀目標： （1）培養(yǎng)學生學習物理的興趣，進行科學態(tài)度、科學方法教育。 （2）感悟物理學研究中理論與實踐的辨證關系。 三、教學重點難點 重點：臨界角的概念及全反射條件 難點：全反射現(xiàn)象的應用 四、學情分析 學生是教學過程中的主體，這個時期的學生學習了物理一、二冊的教材，已經逐步體會出教材的思想，但是大多數(shù)學生的抽象思維和空間想象能力還比較低，對物理現(xiàn)象和知識的理解、判斷、分析、和推理常常表現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、和表面性，這就要求在教學過程中合理安排、指導和引導學生突出重點、突破難點，提高學生分析、歸納、及抽象思維能力。 五、教學方法 1、教學方法采用直觀、感性的實驗和視頻，將演示實驗與多媒體的模擬分析有機的結合起來。課堂上，盡可能多的留給學生參與教學的思維空間。恰當?shù)脑O疑，引導學生猜想，再通過演示和多媒體分析，最后得出結論。學生既實現(xiàn)了從感性知識到理性知識的飛躍，又體會到了“設疑----猜想----實驗----分析----結論”的研究方法 2、學案導學：見后面的學案 3、新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測 六、課前準備 1．學生的學習準備：結合學案預習本節(jié)內容。了解基本概念，初步認識全反射的實驗現(xiàn)象。 2．教師的教學準備：教具的準備，學案的準備 七、課時安排：1課時 八、教學過程 1、預習檢查 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 2、創(chuàng)設實驗情景，導入課題 演示：將光亮鐵球出示給學生看，在陽光下很刺眼，將光亮鐵球夾在試管夾上，放在點燃蠟燭上熏黑，將試管夾和鐵球置于燭焰的內焰進行熏制，一定要全部熏黑，再讓學生觀察．然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中，現(xiàn)象發(fā)生了，放在水中的鐵球變得比在陽光下更亮．好奇的學生誤認為是水泡掉了鐵球上黑色物，當老師把試管夾從水中取出時，發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故，再將其再放入水中時，出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣，學生大惑不解，讓學生帶著這個疑問開始學習新的知識——全反射現(xiàn)象 3、合作探究，精講點撥 （1）光密介質、光疏介質 任意兩種介質相比較，我們把折射率小的介質叫光疏介質，折射率大的介質叫光密介質。 舉例說明光密介質和光疏介質是相對的。 （2）全反射現(xiàn)象 演示實驗：激光束射向半玻璃磚，觀察反射、折射現(xiàn)象。 設疑：如果入射角變大，反射光線和折射光線可能怎么變化呢？ 學生猜想： ①反射光，折射光全部消失。 ②反射光消失，只有折射光線。 ③折射光線消失，只有反射光線。 討論推理：第一種假設是不合理的，因為光傳播的是能量，若反射光線折射光線全部消失顯然違反能量守恒觀點。 第二種假設也不能成立，在學習反射定律時，知道，不論透明還是不透明物體都要反射一部分射到它表面的光，所以必定有反射光線存在。 第三種假設有可能存在。 實驗驗證：轉動光具盤，增大入射角，觀察反射光線和折射光線。 分析總結：隨著入射角逐漸增大，折射角也逐漸增大，但折射角總是大于入射角。同時還觀察到，折射光線越來越暗，越來越接近90o，當入射角增大到一定值時折射光線消失，只剩下入射光線、反射光線。繼續(xù)增大入射角時，仍然觀察不到折射光線。 師生互動：通過實驗我們觀察到第三種假設在一個特定的條件下是可能成立的，象這種只有反射光線而折射光線消失的現(xiàn)象是全反射現(xiàn)象。 （3）臨界角 實驗分析：要發(fā)生全反射現(xiàn)象對入射角大小有一定的要求，我們把折射角為90時的入射角叫做臨界角。 學生推導：設光從某種折射率為n的介質設向空氣或真空時的入射角恰好是臨界角C，此時的折射角r=90。由折射定律sinC/sinr=1/n，因為sin90=1，則sinC=1/n。 （4）全反射條件 演示實驗：觀察光從空氣射向玻璃和光從玻璃射向空氣時能否發(fā)生全反射，發(fā)生全反射的條件。 分析歸納：光從光疏介質射向光密介質不會發(fā)生全反射，光從光密介質射向光疏介質時，當入射角大于或等于臨界角，會發(fā)生全反射。 得出結論：全反射的條件：光從光密介質射向光疏介質，入射角大于或等于臨界角。 師生互動：全反射現(xiàn)象是在特定條件下光的傳播在兩種介質界面上發(fā)生的特殊現(xiàn)象，在自然界中卻是常見的光學現(xiàn)象。例如玻璃中的氣泡看起來特別明亮，神秘的海市蜃樓都是由光的全反射現(xiàn)象產生的。物理學的研究給予我們解釋自然現(xiàn)象方法，同時也啟迪人們應用物理規(guī)律來改造自然，造福人類。醫(yī)學上被廣泛應用的光導纖維窺鏡就是用全反射原理制成的。 （5）光導纖維 播放醫(yī)生利用光導纖維檢測病人身體的視頻。（讓學生知道物理與生活聯(lián)系很緊密，提高學生學習的興趣）光導纖維是利用什么原理？ 演示實驗：觀察光導纖維對光的作用，結合所觀看視頻。 學生介紹：學生通過課前查閱有關資料，介紹光導纖維。 多媒體：介紹光纖通訊，進行愛國主義教育。 4、反思總結，當堂檢測 教師組織學生反思本節(jié)課的內容，并總結學到的知識。利用學案進行當堂檢測，引導學生構建知識框架并反饋學習情況。 5、發(fā)導學案，布置預習 九、板書設計 全反射 一、 光密介質： 光疏介質： 二、全反射 1、現(xiàn)象 2、臨界角 3、發(fā)生條件 三、光導纖維 十、教學反思 本課的設計采用了課前下發(fā)預習學案，學生預習本節(jié)內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。 本節(jié)課的教學設計體現(xiàn)了新課程理念，以培養(yǎng)和發(fā)展能力為著眼點，以掌握物理研究方法和物理思維方法為依據(jù)。本節(jié)主要知識內容是全反射現(xiàn)象和全反射條件。靈活運用推理假設，實驗驗證，分析歸納，比較等方法教學，使學生在獲得知識的同時，也獲得了掌握這些知識的方法，可以說這是一節(jié)內容豐富的方法教育課。通過師生的雙邊活動，充分調動學生的積極性，使學生主動地和教師、教材、同學進行信息交流，形成了一種和諧、積極參與的教學氣氛。