2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案4新人教版选修3-4

PAGE1-1.整体设计思路（教学设计的思路与学习价值分析）依据物理概念的形成过程，以试验现象探讨为主线进行教学:直观感受→引导学生探究、质疑→经过分析形成假设→学生探究性试验验证猜想→通过概括形成概念→深化学问加以应用。通过学生间的探讨、动手、合作及归纳，使学生对全反射的概念和条件的理解更加精确、丰富和全面。最终通过全反射的应用，实现学问延长，开拓学生的视野，浸润科学推理论证的科学思维，培育提出问题、说明、沟通和合作的科学探究实力，渗透科学看法和社会责任的核心素养。2.目标设计（指向学生素养发展的目标设计）通过VR体验和试验，激发学习物理的爱好，养成良好的科学看法；通过理论探究和试验探究，相识光的全反射现象，理解全反射的条件和临界角的概念，培育科学推理、科学论证的科学思维，培育视察、分析、解决问题的实力；通过30°和60°的量化过程，巩固折射定律，渗透量变引起质变的辩证思想，建立不同问题间的联系与差异。通过解决逻辑困惑的过程，渗透质疑创新的科学思维，提出问题、收集证据、沟通评估的科学探究精神，润透学科本质和科学看法。通过说明生活中的现象，理解临界角的概念并能定量应用；初步了解光纤的工作原理，开阔视野，紧密联系现代科技和社会问题，渗透社会责任；3.学习内容分析（教学内容及内容结构分析，重点难点分析）“全反射”是人教版中学物理新课标教材《选修3-4》第十三章《光》第2节的内容，这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。本节从光的折射入手，在直线传播、反射、折射学问的基础上，进一步理解和应用折射定律和折射率，探讨了光发生全反射的条件以及相应的应用。全反射现象探讨，既是对反射和折射学问的巩固与深化，又为下一节“几种光具对光路的限制作用试验”的学习作了铺垫。全反射现象及发生全反射的条件是本章的重点，也是本节的重点。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，体现了课堂学问与生产、科技的紧密联系，是实现课堂学问学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容，体现STS思想。所以，学习这部分学问有着重要的现实意义。1、重点：（1）全反射条件；（2）临界角的概念及其应用。2、难点：临界条件时的光路图及应用。4.学情分析（学生现状与需求分析）1.学问层面：在初中学生已经初步了解光的反射和折射现象，而且通过本章第一课时的学习，可以定量的运用折射定律和折射率解决一些问题。2.实力层面：我校高二学生具有很好的学习理解实力，能通过视察从情境中提取信息，将信息与学习过的学问进行对应。能将内化的学问应用到比较熟识的物理情境中解决问题。在老师的引导下敢于探究。3.学生的思维障碍学生对物理现象和学问的理解、推断、分析和推理经常表现出肯定的主观性、片面性和表面性，分析解决问题偏于感性，运用几何学问解决物理问题较为困难。4.教学策略：通过直观、感性的演示试验和学生试验，理性的假设猜想和科学推理，实现从感性认识到理性相识的飞跃，通过“设疑→猜想→试验→分析→结论→应用”的探讨过程突破重难点。通过画光路图的方式帮助理性的分析解决问题。5.教与学的过程设计（课堂教与学的每个步骤的情境任务及其意图分析）教学环节老师为主的活动学生为主的活动设计意图环节一：现象情境导入新课【美景观赏】彩帘水幕喷泉夜景【演示试验】模拟彩帘水幕试验—水流导光。引发思索：光为什么会沿弯曲的水流传播？光的传播过程？观赏美景视察试验思索问题激发学习爱好，学生体会到物理与美的有机结合。体会“原来美可以如此简洁。”为相识光导纤维做铺垫。现象激发疑问:“光的传播过程?环节二：学问回顾假设猜想【学问巩固】一束光从空气中斜射到与玻璃的分界面处，入射角与折射角相比，哪个角较大？若已知玻璃的折射率为1.5，入射角为30°和60°，如何求此时的折射角？【制造逻辑困惑】光再从玻璃斜射到与空气的分界面处，入射角为30°和60°，求出对应的折射角？【引发猜想】当光从玻璃斜射入空气，入射角为60°时折射角的正弦值大于1，可能是什么缘由造成这样的逻辑困惑？【学以致用】用现有学问解决问题①；【逻辑困惑】在解决问题②的时候出现困惑：计算出折射角的正弦值大于1，出现了与数学常识相悖的状况，尝试解决的过程中大胆猜想。【假设猜想】说出自己对“折射角正弦值大于1”的猜想。对上节课内容巩固，为后面全反射现象和条件、临界角计算做铺垫。通过逻辑困惑引发认知冲突，激发学生的探究欲望。渗透全反射的理论探究验证过程。通过画光路图，培育抽象思维实力。环节三：学生试验验证猜想【供应试验器材】激光笔、半圆形玻璃砖、量角器、A3白纸。【试验任务】1.渐渐增大入射角，视察两次试验并比较两次试验现象的相同点和不同点？2.视察到的现象如何说明折射角正弦值大于1？【做试验】试验a：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的直边圆心。试验b：一束激光对准圆心从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面。【视察试验，完成试验任务，验证猜想】学生试验，可以获得直观感受，能充分揭示出全反射的本质特点。渗透量变引起质变的辩证思想，加深对全反射现象产生条件的理解。活跃课堂气氛，学生的主观能动性得到发挥，完成“假设-试验-结论”的学习探究过程。环节四：总结结论学问新授【画龙点睛】对学生的结论进行总结，引出“全反射”、“临界角”的概念。【引发思索、规律推广】须要满意什么条件才会发生全反射现象？【总结现象】依据试验中看到的现象，总结出全反射现象和条件。【理论推理】由玻璃射向空气的结论推广到光密介质射向光疏介质。推导临界角的表达式。【说明缘由】说明“折射角的正弦值大于1”的缘由；说明“光沿弯曲的水流传播”缘由。通过对试验现象的探讨，发觉其物理规律，再上升为理论。提升语言表达、归纳总结的实力。在视察中猜想，在操作中验证，在思索中发觉，在沟通中完善。环节五：学以致用学问升华【演示试验】满天星玩具光纤；放大版满天星；光导纤维。【引发思索】如何说明看到的现象？若光导纤维的折射率为n，在端面上入射光满意什么条件，才能使光在光导纤维中不断发生全反射，从一端传到另一端？（要求：画出光路图。）生活中还有哪些全反射现象？【VR观赏】当然生活中的一些现象可能要更困难，须要我们不断学习。【视察演示，说明现象】体会光导纤维与“满天星”“水流导光”的本质是相同的。【定量应用】临界角的定量应用。【生活中应用举例】水晶灯光纤通信等。【VR观赏】观赏生活中一些全反射现象：空中楼阁、公路蜃景等。体会物理与美的有机结合，物理就在身边。通过满天星深化对彩帘水幕和全反射的理解，通过放大版的满天星，直观视察光的传播，为光导纤维的理解做铺垫，光路说明现象。通过列举生活中的现象和说明生活中现象的过程，再现从生活走向物理，从物理走向生活，实现学问再运用。通过不同的方式进入同一学习内容，从而获得对学习内容更加全面而深化的理解。通过视觉上的震撼刺激，激发学习欲望。环节六：课程小结效果评价【课程小结】物理之美不止于感动，更在于感悟。感动于我们四周的美妙，感悟于美妙背后的物理原理。【效果评价】课堂视察量表课后作业【学以致用】1.列举并说明生活中的“全反射”有关现象。2.说明“空中楼阁”现象，尝试简洁画出原理的光路示意图；3.假如你是一条鱼，你眼中“岸上的世界”是什么样子的？画出光路图，定量化。【课外延长】查阅资料：光导纤维在各领域的应用。通过作业，感受人类的相识仍在不断前进。注意视察生活中的物理现象。加深巩固学习成果，并能对本节内容学以致用。浸润科学看法和科学责任。板书设计全反射【主板书】全反射现象临界角：SinC=1/n三．条件：1.光密射向光疏；2.入射角大于等于临界角。四．应用：光导纤维【副板书】解：SinC=1/n，Sini=,i≤arcsin6.教学设计特色分析（教学设计的特色或个人风格分析）从现象到本质，再从本质到现象，体现学科特点；假设—验证—结论的思维过程，体现学科方法；理论推理与试验探究相辅相成，体现认知规律；学习形式多样化突破重难点，提升思维深度。7.实践反思（生成性成果与详细问题及改进措施）本节课依据学生的认知规律进行教学，理论推导和学生试验的交替进行，两个试验的对比，更简洁揭示出全反射现象及其产生的条件，并从学生的亲自动手试验中，合作归纳出全反射概念，使学生体会到人们探究自然规律的过程：提出假设──试验验证──得出结论。教学表明，这样做有利于学生理解全反射概念，获得概念形成的方法，整个教学过程体现新课程的核心素养，也体现了新课程的理念：注意科学探究，提倡学习方式多样化；突出从生活走向物理，从物理走向社会。众多来源于生活的事例、图片及VR技