全反射 說課稿-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

《全反射》說課稿老師們好！今天由我來給大家?guī)怼度瓷洹返恼f課，我將從以下這7個部分展開《全反射》的說課，首先是教學(xué)內(nèi)容分析，第一部分是課程標(biāo)準解讀，《普通高中物理課程標(biāo)準（2017年版2020年修訂）》對于本節(jié)內(nèi)容要求“知道光的全反射現(xiàn)象及產(chǎn)生的條件。初步了解光纖的工作原理、光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用”。課標(biāo)要求學(xué)生了解光的全反射現(xiàn)象。通過演示實驗認識光的全反射，知道臨界角的概念，理解全反射產(chǎn)生的條件。知道光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，了解它們的相對性。能夠解釋全反射現(xiàn)象，會判斷是否發(fā)生全反射，并能運用全反射規(guī)律分析解決有關(guān)問題。了解全反射在技術(shù)上的應(yīng)用。通過了解光纜的結(jié)構(gòu)，了解光導(dǎo)纖維的工作原理，在工作原理的基礎(chǔ)上知道光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，例如光纖通信。學(xué)生應(yīng)該密切聯(lián)系生活實際進行學(xué)習(xí)，通過查閱資料，舉例說明光纖在生產(chǎn)生活中的用途，體會光纖技術(shù)對社會生活的重大影響。第二部分是教材內(nèi)容分析，《全反射》是2019年人教版高中物理選擇性必修第一冊第四章《光》第二節(jié)的內(nèi)容，是幾何光學(xué)的一個重要知識點。本節(jié)課的內(nèi)容涉及直線傳播、反射、折射的知識，從本質(zhì)上進一步理解和應(yīng)用折射定律和折射率，讓學(xué)生有效體會和熟練應(yīng)用光路可逆知識解決光的傳播問題。所以全反射既是新知識的學(xué)習(xí)，又是對前面所學(xué)知識的鞏固和深化。同時，全反射現(xiàn)象與生活和現(xiàn)代科技聯(lián)系緊密，實現(xiàn)了課堂知識走向課外、走向生產(chǎn)、走向科技，所以學(xué)習(xí)這部分知識有著重要的現(xiàn)實意義。依據(jù)以上的課標(biāo)解讀和教材分析，結(jié)合教師用書，《全反射》這節(jié)課應(yīng)分為兩個課時，第一個課時引導(dǎo)學(xué)生動手探究光的全反射現(xiàn)象，理解全反射的概念；第二課時主要講解光的全反射的應(yīng)用，包括全反射棱鏡、光導(dǎo)纖維等。接下來是學(xué)情分析，在學(xué)習(xí)全反射這個新的知識之前，學(xué)生在生活中觀察過部分全反射現(xiàn)象，但不清楚這種現(xiàn)象稱為全反射；知道人眼能夠看見物體是因為光源發(fā)出的光線進入到人眼。在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)方面，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過幾何光學(xué)的相關(guān)知識，了解光是沿直線傳播的，知道光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會發(fā)生反射和折射，了解光的折射定律和介質(zhì)的折射率；在思想方法方面，學(xué)生具備一定的分析物理問題的能力，但抽象思維和空間想象能力比較弱，初步掌握了依據(jù)探究實驗概括規(guī)律的思想；此階段的學(xué)生具備一定觀察分析能力、實驗動手能力及物理規(guī)律的總結(jié)能力。第三部分是教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)主要從三個維度展開描述，第一個維度是物理知識與物理觀念，主要包括：1.知道光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的概念，理解光的全反射現(xiàn)象，掌握發(fā)生全反射的條件；2.理解臨界角的物理意義，會根據(jù)公式確定光從介質(zhì)射入真空(空氣)時的臨界角；第二個維度是科學(xué)思維和科學(xué)探究，主要包括：1.能通過演示實驗進行觀察和分析，歸納總結(jié)出什么叫光的全反射現(xiàn)象；2.能通過不同演示實驗進行對比，以及公式的推演，得出發(fā)生全反射的條件。3.通過光的全發(fā)射探究實驗啟發(fā)學(xué)生思考能力，培養(yǎng)解決問題的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生們觀察現(xiàn)象和總結(jié)結(jié)論的能力；第三個維度是科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，主要包括：1.通過多項實驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的興趣、合作精神和積極參與的意識；2.體會自然現(xiàn)象背后的奇妙規(guī)律，培養(yǎng)求知欲及學(xué)以致用的精神。第四部分是教學(xué)的重、難點，教學(xué)重點主要包括：1.掌握臨界角的概念；2.發(fā)生全反射的條件。教學(xué)難點主要包括：1.對全反射概念的解釋。第五部分是教法、學(xué)法選擇。本節(jié)《全反射》課程中，我們打算采用講授法，啟發(fā)引導(dǎo)法，演示法，歸納總結(jié)法來進行教學(xué)。1、講授法：講授法是教師主要用語言，輔以演示，向?qū)W生傳授知識、啟發(fā)思維、發(fā)展能力的方法。講授法既可以用于傳授新知識，也可以用于交給學(xué)生分析問題、解決問題的方法，還可以創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，熏陶學(xué)生的科學(xué)情感。在本節(jié)課中，教師需要利用各種直觀生動的現(xiàn)象，深入淺出地講解全反射的相關(guān)知識，幫助學(xué)生理解臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件。2、啟發(fā)引導(dǎo)法：啟發(fā)引導(dǎo)法是由教師根據(jù)教學(xué)需要提出問題，組織學(xué)生展開課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生獲得知識、發(fā)展科學(xué)思維的教學(xué)方法。本節(jié)課中啟發(fā)引導(dǎo)法主要在觀察光的全反射現(xiàn)象的演示實驗過程中，通過“消失的硬幣”演示實驗，讓學(xué)生自己根據(jù)現(xiàn)象討論總結(jié)出相對應(yīng)的規(guī)律和結(jié)論。3、實驗演示法：教師通過展示各種實物、教具，進行示范性實驗，或通過現(xiàn)代化教學(xué)手段，使學(xué)生獲取知識的教學(xué)方法。在本課程中，教師主要通過一杯水、一枚硬幣和一個空的玻璃杯進行演示實驗，讓學(xué)生觀察硬幣消失的實驗現(xiàn)象，通過實驗觀察讓學(xué)生思考總結(jié)，幫助其歸納相對應(yīng)的全反射現(xiàn)象具有哪些特征。4、實驗法：實驗法的主要特點是考學(xué)生親自動手做實驗，把實驗感知與思維活動緊密結(jié)合，從而獲得知識、技能，提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)。本課程中實驗法的應(yīng)用主要在探究全反射規(guī)律的實驗中，通過學(xué)生親自動手做實驗，進行觀察、記錄、分析、綜合實驗現(xiàn)象，歸納得出結(jié)論。本節(jié)《全反射》課程中，學(xué)生的學(xué)法主要有觀察法，歸納總結(jié)法，小組討論法。1、觀察法：學(xué)生通過對于演示實驗現(xiàn)象的觀察，幫助其構(gòu)建全反射的概念以及對于發(fā)生全反射的條件的理解。通過觀察法，能夠培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。2、歸納總結(jié)法：通過實驗后，學(xué)生在通過對于實驗現(xiàn)象的觀察，進行思考總結(jié)，歸納出全反射的定義和發(fā)生全反射的條件，幫助學(xué)生構(gòu)建其完整的獲取知識過程，有助于學(xué)生對于知識的理解與掌握。3、小組討論法：通過教師提問以及針對于實驗中遇到的問題進行討論，與其他同學(xué)的想法相互碰撞結(jié)合，得出最終的結(jié)論，在交流討論的過程中獲取知識與能力。第六部分是教學(xué)過程設(shè)計，首先是教學(xué)流程圖，如下圖所示：通過小魔術(shù)“消失的硬幣”情景引入來引入新課，留下問題；接著引導(dǎo)學(xué)生明確光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的概念。然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗探究光的全反射現(xiàn)象，學(xué)生討論設(shè)計實驗方案、如何描述實驗，教師帶領(lǐng)學(xué)生修改、完善實驗方案。接著學(xué)生開始小組合作實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，然后分析實驗現(xiàn)象，總結(jié)出結(jié)論。接著講解全反射的定義、臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件，通過介紹臨界角的計算方法來拓展深化，最后布置課后活動。在教學(xué)的過程中，第一個課堂活動是情境引入，情景導(dǎo)入：小魔術(shù)·“消失的硬幣”，引導(dǎo)學(xué)生思考：一開始將空的玻璃杯置于硬幣上方，從玻璃杯的側(cè)面可以看到硬幣的位置，但往玻璃杯中加入水后，卻看不見硬幣了，這是為什么呢？接著教師將此時的物理情境進行簡化：分析總結(jié)出是硬幣發(fā)出的光線從水進入空氣的過程中，折射光線消失了，沒有光線進入到人眼中，所以看不見硬幣的位置。部分學(xué)生參與到課堂“魔術(shù)表演”中，觀看“消失的硬幣”演示實驗現(xiàn)象，沒法上講臺觀察實驗現(xiàn)象的同學(xué)可以通過老師提前錄制的視頻觀察，不斷思考為什么往玻璃杯中加入水后，看不見硬幣了。如何解釋折射光線的消失，是本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。此處的設(shè)計意圖是通過觀察演示實驗現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，加深學(xué)生對光的全反射現(xiàn)象的認識，激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)求知欲。第二個課堂活動是新課講授——光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，教師講解光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的定義：1.光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)。2.光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)。接著通過舉例：水、酒精和玻璃的折射率和密度，引導(dǎo)同學(xué)明確光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)概念中的注意點：（1）光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的；（2）概念中的“疏”、“密”不是指密度，指的是折射率的大小。此處的設(shè)計意圖是介紹光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的定義，為后面明確光的全反射的定義和發(fā)生全反射的條件奠定知識基礎(chǔ)。第三個課堂活動是學(xué)生完成分組合作探究實驗：光的全發(fā)射現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧第一節(jié)《光的折射》所學(xué)的折射定律的知識，總結(jié)出：（1）光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角小于入射角；（2）光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角。接著創(chuàng)設(shè)情境，提出問題：既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角。可以預(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度，但還沒有達到90°時，折射角就會增大到90°。如果入射角再增大，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？學(xué)生們圍繞這個問題開始展開探究實驗：1.提出問題：當(dāng)入射角增大到一定程度，但還沒有達到90°時，折射角就會增大到90°。如果入射角再增大，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2.假設(shè)與猜想：根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗猜想折射光線會消失，即光的全反射現(xiàn)象。3.制定計劃設(shè)計實驗：教師介紹本次探究實驗提供的實驗器材：紅外激光光源、半圓形玻璃磚、光具圓盤。實驗方案：讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直邊上，觀察平直邊與空氣界面發(fā)生的實驗現(xiàn)象。逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化。4.進行實驗與搜集數(shù)據(jù)：讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直邊上，觀察平直邊與空氣界面發(fā)生的實驗現(xiàn)象。逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化，記錄現(xiàn)象。5.分析與論證:引導(dǎo)學(xué)生將觀察到的實驗現(xiàn)象進行總結(jié)：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，同時發(fā)生折射和反射，如果入射角逐漸增大，折射光離法線越來越遠，而且越來越弱，反射光卻越來越強。當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光完全消失，只剩下反射光。6.交流與評估：不同小組同學(xué)之間互相交流各自探究觀察到的實驗現(xiàn)象及總結(jié)出來的結(jié)論，嘗試分析實驗中的誤差。此處的設(shè)計意圖是讓學(xué)生經(jīng)歷探究光的全反射現(xiàn)象的實驗過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、解決實際問題能力和合作意識，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。第四個課堂活動是新課講授，依據(jù)以上探究實驗，老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納實驗結(jié)論，介紹全反射的定義、臨界角的概念，依據(jù)以上定義和概念以及學(xué)生經(jīng)歷過的探究實驗，總結(jié)出光發(fā)生全反射的條件：1.光的全反射定義：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫做全反射。2.臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時的入射角叫做臨界角.用字母C表示。3.光發(fā)生全反射的條件：（1）光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)（2）入射角θ1≥臨界角C。學(xué)生通過回顧上述探究實驗的過程及總結(jié)出的結(jié)論，學(xué)習(xí)全反射的定義、臨界角的概念和光發(fā)生全反射的條件。此處的設(shè)計意圖是第五個課堂活動是拓展深化，教師提出問題：由于不同介質(zhì)的折射率不同，在光從介質(zhì)射入空氣（真空）時，發(fā)生全反射的臨界角是不一樣的。怎樣計算光從折射率為n的某種介質(zhì)射入空氣（真空）發(fā)生全反射的臨界角C？計算時可以先考慮上圖情形：光以接近90°的入射角從空氣射入介質(zhì)，求出這時的折射角。根據(jù)光路可逆的道理，也就知道光從介質(zhì)射入空氣時發(fā)生全反射的臨界角了。此處的設(shè)計意圖是從現(xiàn)象到本質(zhì)，通過講解怎樣計算光從折射率為n的某種介質(zhì)射入空氣（真空）發(fā)生全反射的臨界角C，讓學(xué)生感受到光路可逆的原理的應(yīng)用，