2024-2025學年高中物理第十三章光7全反射教案4新人教版選修3-4

PAGE1-1.整體設計思路（教學設計的思路與學習價值分析）依據(jù)物理概念的形成過程，以試驗現(xiàn)象探討為主線進行教學:直觀感受→引導學生探究、質疑→經(jīng)過分析形成假設→學生探究性試驗驗證猜想→通過概括形成概念→深化學問加以應用。通過學生間的探討、動手、合作及歸納，使學生對全反射的概念和條件的理解更加精確、豐富和全面。最終通過全反射的應用，實現(xiàn)學問延長，開拓學生的視野，浸潤科學推理論證的科學思維，培育提出問題、說明、溝通和合作的科學探究實力，滲透科學看法和社會責任的核心素養(yǎng)。2.目標設計（指向學生素養(yǎng)發(fā)展的目標設計）通過VR體驗和試驗，激發(fā)學習物理的愛好，養(yǎng)成良好的科學看法；通過理論探究和試驗探究，相識光的全反射現(xiàn)象，理解全反射的條件和臨界角的概念，培育科學推理、科學論證的科學思維，培育視察、分析、解決問題的實力；通過30°和60°的量化過程，鞏固折射定律，滲透量變引起質變的辯證思想，建立不同問題間的聯(lián)系與差異。通過解決邏輯困惑的過程，滲透質疑創(chuàng)新的科學思維，提出問題、收集證據(jù)、溝通評估的科學探究精神，潤透學科本質和科學看法。通過說明生活中的現(xiàn)象，理解臨界角的概念并能定量應用；初步了解光纖的工作原理，開闊視野，緊密聯(lián)系現(xiàn)代科技和社會問題，滲透社會責任；3.學習內容分析（教學內容及內容結構分析，重點難點分析）“全反射”是人教版中學物理新課標教材《選修3-4》第十三章《光》第2節(jié)的內容，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)從光的折射入手，在直線傳播、反射、折射學問的基礎上，進一步理解和應用折射定律和折射率，探討了光發(fā)生全反射的條件以及相應的應用。全反射現(xiàn)象探討，既是對反射和折射學問的鞏固與深化，又為下一節(jié)“幾種光具對光路的限制作用試驗”的學習作了鋪墊。全反射現(xiàn)象及發(fā)生全反射的條件是本章的重點，也是本節(jié)的重點。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，體現(xiàn)了課堂學問與生產(chǎn)、科技的緊密聯(lián)系，是實現(xiàn)課堂學問學習走向課外、走向生產(chǎn)、走向科技的重要教學內容，體現(xiàn)STS思想。所以，學習這部分學問有著重要的現(xiàn)實意義。1、重點：（1）全反射條件；（2）臨界角的概念及其應用。2、難點：臨界條件時的光路圖及應用。4.學情分析（學生現(xiàn)狀與需求分析）1.學問層面：在初中學生已經(jīng)初步了解光的反射和折射現(xiàn)象，而且通過本章第一課時的學習，可以定量的運用折射定律和折射率解決一些問題。2.實力層面：我校高二學生具有很好的學習理解實力，能通過視察從情境中提取信息，將信息與學習過的學問進行對應。能將內化的學問應用到比較熟識的物理情境中解決問題。在老師的引導下敢于探究。3.學生的思維障礙學生對物理現(xiàn)象和學問的理解、推斷、分析和推理經(jīng)常表現(xiàn)出肯定的主觀性、片面性和表面性，分析解決問題偏于感性，運用幾何學問解決物理問題較為困難。4.教學策略：通過直觀、感性的演示試驗和學生試驗，理性的假設猜想和科學推理，實現(xiàn)從感性認識到理性相識的飛躍，通過“設疑→猜想→試驗→分析→結論→應用”的探討過程突破重難點。通過畫光路圖的方式幫助理性的分析解決問題。5.教與學的過程設計（課堂教與學的每個步驟的情境任務及其意圖分析）教學環(huán)節(jié)老師為主的活動學生為主的活動設計意圖環(huán)節(jié)一：現(xiàn)象情境導入新課【美景觀賞】彩簾水幕噴泉夜景【演示試驗】模擬彩簾水幕試驗—水流導光。引發(fā)思索：光為什么會沿彎曲的水流傳播？光的傳播過程？觀賞美景視察試驗思索問題激發(fā)學習愛好，學生體會到物理與美的有機結合。體會“原來美可以如此簡潔?！睘橄嘧R光導纖維做鋪墊?，F(xiàn)象激發(fā)疑問:“光的傳播過程?環(huán)節(jié)二：學問回顧假設猜想【學問鞏固】一束光從空氣中斜射到與玻璃的分界面處，入射角與折射角相比，哪個角較大？若已知玻璃的折射率為1.5，入射角為30°和60°，如何求此時的折射角？【制造邏輯困惑】光再從玻璃斜射到與空氣的分界面處，入射角為30°和60°，求出對應的折射角？【引發(fā)猜想】當光從玻璃斜射入空氣，入射角為60°時折射角的正弦值大于1，可能是什么緣由造成這樣的邏輯困惑？【學以致用】用現(xiàn)有學問解決問題①；【邏輯困惑】在解決問題②的時候出現(xiàn)困惑：計算出折射角的正弦值大于1，出現(xiàn)了與數(shù)學常識相悖的狀況，嘗試解決的過程中大膽猜想。【假設猜想】說出自己對“折射角正弦值大于1”的猜想。對上節(jié)課內容鞏固，為后面全反射現(xiàn)象和條件、臨界角計算做鋪墊。通過邏輯困惑引發(fā)認知沖突，激發(fā)學生的探究欲望。滲透全反射的理論探究驗證過程。通過畫光路圖，培育抽象思維實力。環(huán)節(jié)三：學生試驗驗證猜想【供應試驗器材】激光筆、半圓形玻璃磚、量角器、A3白紙?！驹囼炄蝿铡?.漸漸增大入射角，視察兩次試驗并比較兩次試驗現(xiàn)象的相同點和不同點？2.視察到的現(xiàn)象如何說明折射角正弦值大于1？【做試驗】試驗a：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的直邊圓心。試驗b：一束激光對準圓心從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面?！疽暡煸囼灒瓿稍囼炄蝿?，驗證猜想】學生試驗，可以獲得直觀感受，能充分揭示出全反射的本質特點。滲透量變引起質變的辯證思想，加深對全反射現(xiàn)象產(chǎn)生條件的理解?；钴S課堂氣氛，學生的主觀能動性得到發(fā)揮，完成“假設-試驗-結論”的學習探究過程。環(huán)節(jié)四：總結結論學問新授【畫龍點睛】對學生的結論進行總結，引出“全反射”、“臨界角”的概念?！疽l(fā)思索、規(guī)律推廣】須要滿意什么條件才會發(fā)生全反射現(xiàn)象？【總結現(xiàn)象】依據(jù)試驗中看到的現(xiàn)象，總結出全反射現(xiàn)象和條件。【理論推理】由玻璃射向空氣的結論推廣到光密介質射向光疏介質。推導臨界角的表達式?！菊f明緣由】說明“折射角的正弦值大于1”的緣由；說明“光沿彎曲的水流傳播”緣由。通過對試驗現(xiàn)象的探討，發(fā)覺其物理規(guī)律，再上升為理論。提升語言表達、歸納總結的實力。在視察中猜想，在操作中驗證，在思索中發(fā)覺，在溝通中完善。環(huán)節(jié)五：學以致用學問升華【演示試驗】滿天星玩具光纖；放大版滿天星；光導纖維?！疽l(fā)思索】如何說明看到的現(xiàn)象？若光導纖維的折射率為n，在端面上入射光滿意什么條件，才能使光在光導纖維中不斷發(fā)生全反射，從一端傳到另一端？（要求：畫出光路圖。）生活中還有哪些全反射現(xiàn)象？【VR觀賞】當然生活中的一些現(xiàn)象可能要更困難，須要我們不斷學習?！疽暡煅菔?，說明現(xiàn)象】體會光導纖維與“滿天星”“水流導光”的本質是相同的?！径繎谩颗R界角的定量應用?！旧钪袘门e例】水晶燈光纖通信等。【VR觀賞】觀賞生活中一些全反射現(xiàn)象：空中樓閣、公路蜃景等。體會物理與美的有機結合，物理就在身邊。通過滿天星深化對彩簾水幕和全反射的理解，通過放大版的滿天星，直觀視察光的傳播，為光導纖維的理解做鋪墊，光路說明現(xiàn)象。通過列舉生活中的現(xiàn)象和說明生活中現(xiàn)象的過程，再現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向生活，實現(xiàn)學問再運用。通過不同的方式進入同一學習內容，從而獲得對學習內容更加全面而深化的理解。通過視覺上的震撼刺激，激發(fā)學習欲望。環(huán)節(jié)六：課程小結效果評價【課程小結】物理之美不止于感動，更在于感悟。感動于我們四周的美妙，感悟于美妙背后的物理原理?！拘Чu價】課堂視察量表課后作業(yè)【學以致用】1.列舉并說明生活中的“全反射”有關現(xiàn)象。2.說明“空中樓閣”現(xiàn)象，嘗試簡潔畫出原理的光路示意圖；3.假如你是一條魚，你眼中“岸上的世界”是什么樣子的？畫出光路圖，定量化。【課外延長】查閱資料：光導纖維在各領域的應用。通過作業(yè)，感受人類的相識仍在不斷前進。注意視察生活中的物理現(xiàn)象。加深鞏固學習成果，并能對本節(jié)內容學以致用。浸潤科學看法和科學責任。板書設計全反射【主板書】全反射現(xiàn)象臨界角：SinC=1/n三．條件：1.光密射向光疏；2.入射角大于等于臨界角。四．應用：光導纖維【副板書】解：SinC=1/n，Sini=,i≤arcsin6.教學設計特色分析（教學設計的特色或個人風格分析）從現(xiàn)象到本質，再從本質到現(xiàn)象，體現(xiàn)學科特點；假設—驗證—結論的思維過程，體現(xiàn)學科方法；理論推理與試驗探究相輔相成，體現(xiàn)認知規(guī)律；學習形式多樣化突破重難點，提升思維深度。7.實踐反思（生成性成果與詳細問題及改進措施）本節(jié)課依據(jù)學生的認知規(guī)律進行教學，理論推導和學生試驗的交替進行，兩個試驗的對比，更簡潔揭示出全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，并從學生的親自動手試驗中，合作歸納出全反射概念，使學生體會到人們探究自然規(guī)律的過程：提出假設──試驗驗證──得出結論。教學表明，這樣做有利于學生理解全反射概念，獲得概念形成的方法，整個教學過程體現(xiàn)新課程的核心素養(yǎng)，也體現(xiàn)了新課程的理念：注意科學探究，提倡學習方式多樣化；突出從生活走向物理，從物理走向社會。眾多來源于生活的事例、圖片及VR技