新課改下物理課探究式教學(xué)

新課程倡導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向獲取知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，通過(guò)多樣化教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與，樂(lè)于探究，勤于動(dòng)手，幫助學(xué)生在掌握物理知識(shí)和技能的同時(shí)，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，本著對(duì)新課程目標(biāo)認(rèn)識(shí)，筆者在光的全反射一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了如下嘗試：

1 教學(xué)說(shuō)明

本課采用人民教育出版社《物理》必修和選修教材，光的全反射在高考大綱中屬二級(jí)要求，筆者按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)情景引出課題；從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引出全反射、臨界角概念，從定性分析到定量研究，全員參與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)，得到結(jié)論，用實(shí)物演示增加了知識(shí)的可信度和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生能自己找到正確的結(jié)論，從情感上獲得了成功價(jià)值體驗(yàn)。通過(guò)對(duì)生活現(xiàn)象的解釋和最后的分組實(shí)驗(yàn)加深了對(duì)全反射的理解。

本課設(shè)計(jì)力求落實(shí)新課標(biāo)的理念，體現(xiàn)物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，是一門(mén)與生活緊密聯(lián)系的學(xué)科。本課的自主探究活動(dòng)可以讓學(xué)生親自感受實(shí)驗(yàn)、探究問(wèn)題的過(guò)程，正是對(duì)學(xué)生觀察、分析、歸納等各項(xiàng)綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和探索精神，又培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、表達(dá)、動(dòng)手和交流合作能力。

2 教學(xué)目標(biāo)

2．1知識(shí)與技能

⑴ 理解光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)的概念

⑵ 理解全反射概念，掌握發(fā)生全反射的條件。

⑶ 知道臨界角的概念推導(dǎo)和有關(guān)計(jì)算。

⑷ 能用全反射解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象

2．2.過(guò)程與方法

⑴ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，通過(guò)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的研究方法體會(huì)知識(shí)的形成過(guò)程，從而深刻地理解規(guī)律和概念。

⑵ 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的交流討論、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生交流合作意識(shí)和能力。

3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀

通過(guò)觀察分析，比較，歸納等思維活動(dòng)感悟激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，逐步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

3 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：全反射、臨界角的概念和全發(fā)射發(fā)生的條件

2.難點(diǎn)：全發(fā)射的有關(guān)計(jì)算。

4 教學(xué)儀器：車(chē)尾燈、全反射演示儀（10套）、（水槽，導(dǎo)線(xiàn)、帶燈座的小燈炮）10套、一端帶光源的光導(dǎo)纖維管、多媒體設(shè)備：計(jì)算機(jī)、投影儀

5教學(xué)過(guò)程

【情景引入】：

現(xiàn)象一：（演示）把全反射棱鏡貼到豎直板上，讓光束分別垂直射到全反射棱鏡的直角邊和斜邊上，發(fā)現(xiàn)光線(xiàn)改變了90°和180°。

現(xiàn)象二：（演示）可樂(lè)瓶底開(kāi)一小口，在瓶?jī)?nèi)口處放一光源，讓水流出看到彎曲的水柱可以導(dǎo)光，把光投在接水的白紙上。

現(xiàn)象三：（視頻，圖片）海市蜃樓

【提出問(wèn)題】：怎么用光學(xué)知識(shí)來(lái)解釋這些現(xiàn)象呢，我們學(xué)習(xí)了光的全反射，這些問(wèn)題就迎刃而解。

【閱讀課本】理解光密介質(zhì)、光疏介質(zhì)的概念和相對(duì)性

提問(wèn)：對(duì)于玻璃磚，針對(duì)8頁(yè)課本的幾種介質(zhì)折射率表格，準(zhǔn)確描述一下玻璃是什么介質(zhì)

回答：玻璃相對(duì)于水、空氣是光密介質(zhì)，相對(duì)于金剛石是光疏介質(zhì)

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】光的全反射是一種沒(méi)有折射光線(xiàn)，光全部被反射回來(lái)的現(xiàn)象，每組都有一套全反射演示儀，請(qǐng)同學(xué)們利用里面的儀器設(shè)計(jì)一下，看看如何能看到全反射現(xiàn)象

【分組操作】用全反射演示儀，把這塊半圓形玻璃磚貼在豎直鐵板上，只有讓光束沿半徑從圓心射入是入射角何時(shí)發(fā)生全發(fā)射現(xiàn)象（沿半徑入射光線(xiàn)只偏折一次，把問(wèn)題簡(jiǎn)化，便于研究）

提問(wèn)：觀察入射角從0°增大到90°的過(guò)程中各光線(xiàn)的強(qiáng)弱有何變化

回答：折射光線(xiàn)逐漸變?nèi)?，反射光線(xiàn)逐漸變強(qiáng)，當(dāng)入射角大于某一值時(shí)，折射光線(xiàn)消失只有反射光線(xiàn)最強(qiáng)，以后只有反射光線(xiàn)

師：我們把剛發(fā)生全發(fā)射時(shí)的入射角稱(chēng)為臨界角，用“C”表示。請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行公式推導(dǎo)，找出臨界角和折射率的關(guān)系式

生：利用公式sinθ1/ sinθ2＝n，剛發(fā)生全反射是有θ1=90 °，θ2＝C，得到sinC=1/ n

師：玻璃的折射率是1.5-1.9范圍內(nèi)，請(qǐng)用計(jì)算器算出其臨界角的范圍，并觀察實(shí)驗(yàn)中的臨介角的大小

生：玻璃的臨界角是32°-42°，實(shí)驗(yàn)中的臨界角在此范圍內(nèi)

【猜想】：不同介質(zhì)的臨界角一樣嗎？不同，因?yàn)檎凵渎什煌?/p>

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】：把玻璃磚換成一個(gè)裝滿(mǎn)水得半圓形容器，用同樣得方法得到水的臨界角。發(fā)現(xiàn)不同的介質(zhì)對(duì)應(yīng)的臨界角不同

【提出問(wèn)題】請(qǐng)同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)觀察，如果從半圓玻璃磚的平面射入圓心，觀察能否發(fā)生全反射。

結(jié)論：不能

提問(wèn)：根據(jù)所做的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出發(fā)生全發(fā)射的條件

結(jié)論:必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角時(shí)才能發(fā)生全發(fā)射。

【解釋現(xiàn)象】：

現(xiàn)象一：（分組實(shí)驗(yàn)）全反射棱鏡改變光路：學(xué)生自己畫(huà)出光路圖，并讓學(xué)生用剛學(xué)的知識(shí)解釋現(xiàn)象

學(xué)生演示：車(chē)尾燈在手電筒的照射下，特別亮。

教師給出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生通過(guò)畫(huà)光路圖就能解釋其現(xiàn)象，同樣潛望鏡也是同樣的道理，投影結(jié)構(gòu)和光路圖讓學(xué)生體會(huì)到知識(shí)就在我們身邊。

現(xiàn)象二：（演示）彎曲的水柱可以導(dǎo)光。

先讓學(xué)生觀察一端帶有光源的光導(dǎo)纖維管，當(dāng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)纖維管的管壁很暗但另一端口有一亮點(diǎn)，教師介紹光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)原理，再讓學(xué)生解釋從可樂(lè)瓶底流出的水柱導(dǎo)管的現(xiàn)象，即光從水射向空氣時(shí)發(fā)生了全發(fā)射，和光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)信號(hào)一樣

現(xiàn)象三：海市蜃樓

讓學(xué)生閱讀課本，提問(wèn)學(xué)生看到的是什么像，怎樣形成的，然后畫(huà)光路圖，讓結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋?zhuān)春Ｉ峡諝獾恼凵渎蕪南碌缴现饾u減小，從一些建筑物發(fā)出的光線(xiàn)向上射入時(shí)，由于發(fā)生折射，光線(xiàn)遠(yuǎn)離法線(xiàn)，直到入射角達(dá)到臨界角時(shí)發(fā)生全發(fā)射，光線(xiàn)向下射入人眼，我們逆著光線(xiàn)望去就到正立的虛像出現(xiàn)在上空。同樣可以解釋沙漠蜃景是由于空氣折射率從上到下逐漸減小，從景物發(fā)出的光向下入射時(shí)發(fā)生全發(fā)射，人逆光看去看到倒立的虛像。

【分組實(shí)驗(yàn)】

引導(dǎo)：每組有一盆水，把帶底座的小燈泡用導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)連好，放入水中，水面上放張白紙，觀察什么現(xiàn)象？怎么解釋

生：看到一個(gè)圓形的光斑，光從這些區(qū)域才能折射出去，射到其他地方的光線(xiàn)在界面發(fā)生全反射

師：請(qǐng)分組討論，怎樣利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以求出什么物理量，要想求出這個(gè)量還需要知道哪些數(shù)據(jù)？

5分鐘后提問(wèn)其中兩組，找個(gè)代表總結(jié)一下他們的實(shí)驗(yàn)，相互補(bǔ)充以完善結(jié)論

生：如果測(cè)量出小燈泡的深度d和透光圓面的半徑r，可求出水的折射率和臨界角

讓學(xué)生在黑板上呈現(xiàn)計(jì)算過(guò)程

【課本例題 】自學(xué)后，同桌間結(jié)合剛才實(shí)驗(yàn)相互討論，兩者相似之處（模型一樣），并思考此題的考點(diǎn)是什么（全反射）；要想做出此題的關(guān)鍵點(diǎn)什么（畫(huà)光路圖）

【聯(lián)系生活】剛打開(kāi)的啤酒瓶里冒出的氣泡看起來(lái)格外明亮也是一種全發(fā)射現(xiàn)象，畫(huà)圖介紹，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)就在我們身邊

【小結(jié)】

這節(jié)課我們通過(guò)觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)論，解決問(wèn)題，的探索思路確定了臨界角和折射率的關(guān)系sinC=1/ n，找到了發(fā)生全發(fā)射的條件是從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角。在對(duì)全發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行解釋時(shí)，先要畫(huà)出光路圖再結(jié)合圖進(jìn)行分析。

【思考題】課下思考:如何利用一個(gè)大頭針和一塊圓木板及刻度尺求出水的折射率？