全反射创新实验及教学设计

《全反射》实验说课稿年级：高二学科：物理（人教版）教师：权迎平马小燕学校：海东市第一中学联系电话：《全反射》实验说课稿一、教、学分析（一）教材分析1.【课程地位】“全反射”是人教版高中物理选修3-4第十三章第二节的内容，是光学知识中的重要部分，具有很强的实际应用价值。也是进一步对光的反射和折射内容的深入理解。2.【内容安排】教材对于本节课的安排是开篇给出“光疏介质”“光密介质”的定义，通过半圆形玻璃砖实验引出“全反射”现象以及“临界角”的概念，随后给出临界角和折射率的关系式以及对应习题，最后介绍了全反射棱镜与光导纤维的应用。3.【教材反思】这四部分内容虽能做到循序渐进，但这样安排却不能带给学生直观体验。学生不清楚“全反射”是什么，灌输式的教学不能很好地激发学生的学习兴趣实验设计逻辑性不够，过渡衔接不自然。（二）学情分析1.【知识基础】学生学习了光的反射和折射、三角函数及其运算，具备了学习全反射的基本知识储备。2.【能力基础】学生具有一定的动手操作能力和分析推理能力。3.【存在困难】学生对生活中的物理现象缺乏深入思考，不能对全反射的现象进行准确解释，因此教师需要创设合适的情境，引导学生在实践中透过现象把握本质。二、教学目标及重、难点分析（一）教学目标分析1.【物理观念】理解光的全反射，掌握临界角的概念和发生全反射的条件。2.【科学思维】学生通过实验观察全反射的现象，推理总结出全反射现象的规律，并运用全反射知识解决生活中的实际问题。3.【科学探究】通过演示实验和学生分组实验，让学生进行探究性学习；通过许多创新实验和实际生活中全反射现象的案例，提高对全反射知识的理解和应用能力。4.【科学态度与责任】通过实验，培养学生学习物理的兴趣；学生能够关注全反射现象在实际生活中的应用和影响，培养社会责任感。（二）教学重难点分析1.【教学重点】：发生全反射现象的条件，临界角的计算。2.【教学难点】：理解全反射现象的本质和发生条件。（三）教法学法分析本节课主要采用了分组实验、自主探究、演示实验的教学模式，教学中采用了直观演示法、活动探究法、集体讨论法等教学方法，通过让学生观实例，引思疑，试探究，能应用，达到乐学、会学、善学、志学的教学目的。三、实验过程与装置分析【环节一】【环节一】实验引入新课（8min）【环节二】实验探索真知(20min)【环节三】实验拓展应用(10min)【环节四】小结与作业(7min)【环节一】——实验引入新课实验引入新课实验1：消失的图案器材一碗清水、一个密封袋、一张卡片和两种颜色的记号笔实验原理图实验2：移花接木器材一个水槽、两个全反射棱镜、一个导水管实验原理图【实验设计思路和创新点】设计了两个有趣的演示实验，结构简单，可操作性强，物理现象明显。通过有趣的实验现象，设置认知冲突，激发学生的好奇心和求知欲。最后，应用本节课学习到的知识解释这两个有趣的实验现象，学以致用，前后呼应。（二）【环节二】——实验探索真知【活动一】【活动一】

观察结构操作仪器“玩”出全反射【活动二】初步探究发生全反射的条件【活动三】探究光从一种介质射入另一种介质是否可以发生全反射【活动五】推导理解运用【活动四】

归纳总结发生全反射的条件实验仪器观现象引思疑、试探究活动一激光笔、半圆形玻璃砖【分组实验】学生将光沿着不同方向射向半圆形玻璃砖，仔细观察现象。【提出疑问】部分学生观察到奇怪现象：当入射光转到某些位置时折射光消失了。并提出疑问：全反射现象如何产生？【探究】引导学生再进行该实验，找寻发生全反射的条件。活动二激光笔、半圆形玻璃砖1.光从玻璃射向空气2.入射角≥某个角度1.光从玻璃射向空气2.入射角≥某个角度【提出疑问】一定是玻璃进入空气吗？从一种介质射入另一种介质会不会也有光的全反射现象呢？活动三激光笔、装满水的半圆形水槽【教师演示】教师演示光从水射向空气的光路，发现仍然能够看到光线消失。1.光从某一介质射向空气2.入射角≥某个角度1.光从某一介质射向空气2.入射角≥某个角度【引发疑问】一定是从某个介质射向空气呢？让光从一种介质射向另一种介质会不会发生全反射呢？活动四激光笔、半圆形水槽、半圆形玻璃砖【教师演示】教师演示光从玻璃射向水中的光路，仍出现全反射现象。教师引导学生在教材中找寻这几种介质折射率间的关系，从而更准确地概括全反射发生的条件。【得出结论】学生归纳总结，发生全反射的条件：1.光从折射率大的介质射向折射率小的介质2.入射角≥某个角度1.光从折射率大的介质射向折射率小的介质2.入射角≥某个角度1.光从光密介质射向光疏介质2.入射角≥临界角【得出结论】学生归纳总结，1.光从光密介质射向光疏介质2.入射角≥临界角活动五【学生推导】教师引导学生结合发生全反射的条件，运用折射定律，推导出临界角与折射率之间的关系：。【设计思路及创新点】本环节的创新点在于特别注重了学生的主体地位，着重体现在“全反射的现象是学生自己玩出来的，发生全反射的条件是学生自己总结出来的”。从分组实验到演示实验，教师不断改变光传播的介质，先从玻璃到空气、再从水到空气、最后从玻璃到水中，让学生在观察不同实验现象的过程中，不断产生渐进式的疑问。教师在帮助学生逐步解决这些疑问的过程中，学生自己将发生全反射的条件由浅及深进行总结。该环节这样设计，更能加深学生对全反射现象和条件的理解与实质的掌握。（三）【环节三】——实验拓展应用生活中的全反射现象光导纤维全反射棱镜实验光导纤维水流光导光纤花移花接木消失的图案实验现象【设计思路及创新点】运用所学知识解释生活中的全反射现象，达到学以致用的目的。光导纤维、水流光导、光纤花实验，说明不仅玻璃能导引光线，其他物质比如水也能导引光线，引导学生在实践中透过现象把握本质，丰富了课堂内容。移花接木与消失的图案在课堂最后进行揭秘，前后呼应，让学生感悟到生活中处处有物理知识，从而萌生学习、探究的意愿。且两个实验是常规思维模式与创新思维模式的碰撞，前者是入射角不变改变临界角，后者是临界角不变改变入射角，反复应用了发生全反射的条件，强化了教学重点。（四）【环节四】——小结与作业实验仪器实验原理作业设计一个特制的水槽、一个平面镜、两张不同颜色的脸谱【设计思路及创新点】由于课堂时间有限，在课堂最后，教师设计了“变脸”魔术实验，以此活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣，在学生观看完“变脸”实验后，教师简单介绍实验装置，以家庭作业的方式，让学生去解释该实验的原理，培养学生科学探究的积极性，同时培养他们对物理问题解释说明的能力，也让学生在实际问题中加深对本节所学内容的理解。打破了传统的作业形式，作业由“机械”向“探究”转变，更加注重了作业的多样性和趣味性。教学效果评价分析课堂教学环节结束后，物理组教师和授课班级的学生都给予了积极地反馈。现将反馈中关于本节课的亮点和不足梳理如下：本节课的亮点是让学生真正成为课堂的主人，每一个环节的设置、问题的展开、教具的设计都使学生为课堂的主体，实验探究法在课堂中占有很大的比重，学生的学习兴趣得到激发，动手能力得以提高，学习能力得到培养，学科思