引導(dǎo)中探究 類比中學(xué)習(xí)

蘇華偉

摘 要：學(xué)生學(xué)習(xí)《光的反射》后再學(xué)習(xí)《光的折射》，對光的傳播路徑探究方法有一定的基礎(chǔ)。本設(shè)計合理分析學(xué)生學(xué)情，將課程標(biāo)準(zhǔn)要求具體化，把握本節(jié)課重、難點，對演示教具、學(xué)生學(xué)具進行創(chuàng)造性改進和設(shè)計，使課堂探究更加直觀和生動。設(shè)計“點贊臺”對分組實驗中表現(xiàn)好的小組予以點贊評價，既迎合學(xué)生現(xiàn)代生活特點，又起了很好的課堂激勵作用。整節(jié)課的有效探究基于教師的引導(dǎo)，而運用類比法學(xué)習(xí)新概念則使學(xué)習(xí)過程變得簡易明了。

關(guān)鍵詞：光的折射；創(chuàng)新設(shè)計；引導(dǎo)探究；類比學(xué)習(xí)

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2014）10（S）-0016-3

1 教學(xué)分析

1.1 教材分析

《光的折射》是上科版八年級物理第四章第三節(jié)的內(nèi)容，也是本章的教學(xué)重點內(nèi)容，它與日常生活、生產(chǎn)有密切的聯(lián)系，在教學(xué)要求上屬于理解層次。本節(jié)知識是在學(xué)習(xí)了光的傳播、光的反射及平面鏡成像的基礎(chǔ)上進行的，是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎(chǔ)，同時又是理解光的色散、透鏡成像的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。在初中的學(xué)習(xí)是定性地研究光的折射現(xiàn)象及特點，在高中的學(xué)習(xí)會更一步地定量研究。《光的折射》是初中光學(xué)的核心內(nèi)容之一，教學(xué)要求定位在初步認(rèn)識光的折射規(guī)律基礎(chǔ)上，注重學(xué)生對折射現(xiàn)象的感知、體驗和折射規(guī)律的探究，在動手探究中提升學(xué)生的素質(zhì)，找到學(xué)習(xí)的樂趣。通過對布置的“花瓶探寶”實驗的探究，讓學(xué)生學(xué)會運用光的折射特點來解釋生活中的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。

1.2 學(xué)情分析

前面學(xué)生已經(jīng)探究過光的反射定律，對光的反射定律中線和面的空間關(guān)系有一定認(rèn)識，由于初中學(xué)生空間想象力較薄弱，所以理解折射定律中線和面的空間關(guān)系仍應(yīng)重點關(guān)注。實驗過程中應(yīng)注意幫助學(xué)生建立空間概念，直觀地建立起光的折射圖象。本節(jié)課以光的反射探究經(jīng)驗為基礎(chǔ)，比照光的反射定律，用類比法進行學(xué)習(xí)，老師作一些必要的提示和指導(dǎo)，并引導(dǎo)學(xué)生處理好光路的可視化問題，折射規(guī)律的探究操作就不困難了。

2 教學(xué)目標(biāo)

（課程標(biāo)準(zhǔn)要求：探究并了解光的折射現(xiàn)象及特點。）

1.通過實驗認(rèn)識光的折射現(xiàn)象，比照描述光的反射的相關(guān)名詞學(xué)習(xí)認(rèn)識描述光的折射的相關(guān)名詞。了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時的偏折現(xiàn)象，了解光在發(fā)生折射時，光路的可逆性。

2.在探究光的反射定律的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提出探究光的折射特點要解決的問題，進而讓學(xué)生經(jīng)歷“光的折射規(guī)律”的探究過程，學(xué)習(xí)描繪光路、記錄實驗數(shù)據(jù)的方法，學(xué)會用類比法以光的反射規(guī)律為比照來歸納光的折射特點，培養(yǎng)學(xué)生的觀察總結(jié)及實驗操作能力。

3.體驗由折射引起的錯覺，能從眾多的與光有關(guān)的現(xiàn)象中辨認(rèn)出光的折射現(xiàn)象，初步領(lǐng)略折射現(xiàn)象的美妙，獲得對自然現(xiàn)象熱愛、親近的情感。

3 教學(xué)重點、難點

重點：光的折射特點探究，折射光線、法線與入射光線的位置關(guān)系，折射角與入射角的關(guān)系，折射與入射的因果關(guān)系等。

難點：用光的折射的大致光路圖和折射規(guī)律解釋現(xiàn)象。

4 教學(xué)資源

1.學(xué)生實驗器材（每四人一套）：平底燒瓶折射實驗器、激光筆2支、探寶小花瓶（用廢礦泉水瓶制作）、香、打火機、放香小碟；

2.演示實驗器材：多媒體課件、魚缸、領(lǐng)帶、圓柱形玻璃缸、自制光的反射演示儀、自制光的折射演示儀（介質(zhì)：空氣、水）、激光光學(xué)演示儀（介質(zhì)：空氣、玻璃）、激光筆、平底燒瓶折射實驗器、水瓶燈模擬器；

3.多媒體教室：多媒體課件（含文字、圖片、動畫）等。

5 教法、學(xué)法

1.教法：根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，本節(jié)采用實驗探究與啟發(fā)式教學(xué)法。體現(xiàn)“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)思想。通過學(xué)生動手實驗、觀察分析、啟發(fā)對比、總結(jié)歸納得出規(guī)律。在課堂上通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生進行分組實驗和演示實驗的觀察，以具體生動的感性認(rèn)識為基礎(chǔ)探究光的折射特點。

2.學(xué)法：學(xué)生是教學(xué)活動的主體，要讓學(xué)生從“學(xué)會”轉(zhuǎn)化成“會學(xué)”，在教學(xué)中注意學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)。本節(jié)采用觀察、對比、分析的學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識，通過思考討論，總結(jié)歸納出光的折射規(guī)律。

6 教學(xué)過程

6.1 實驗創(chuàng)設(shè)，引入新課

領(lǐng)帶斜條紋圖案看起來變扭曲的實驗：請同學(xué)觀察老師系的領(lǐng)帶圖案（斜條紋），把裝水圓柱形玻璃缸的置于領(lǐng)帶前，再觀察領(lǐng)帶圖案，形成前后對比。

“三”條魚變一條魚的實驗：（事先將一條玩具魚垂放入盛水的方形魚缸中）用實物投影儀從魚缸的某一角度，投示出“三條魚”，提起魚，原來才一條！

通過水缸看領(lǐng)帶，領(lǐng)帶的圖形發(fā)生了改變；通過魚缸的某一角度看一條魚，可以看到一條魚的三個像。它們的共同點是光經(jīng)過了不同的介質(zhì)，從而產(chǎn)生了這種神奇的現(xiàn)象。光經(jīng)過不同介質(zhì)時，會怎樣呢？這就是本節(jié)要學(xué)習(xí)的《光的折射》。

[設(shè)計意圖] 通過實驗觀察，獲得直觀體驗，激發(fā)興趣，引入新課。

6.2 演示實驗，認(rèn)識描述現(xiàn)象的物理名詞

用實驗演示光從空氣射入水中的折射現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生從實驗現(xiàn)象抽象出光的折射示意圖，最后畫出光路圖，比照光的反射的光路圖上的描述光的反射的五個物理名詞，在光的折射示意圖中認(rèn)識描述光的折射的五個物理名詞，為進一步探究光的折射規(guī)律做準(zhǔn)備。實際上光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，會同時發(fā)生光的反射與光的折射，只是在不同情形中它們的強弱不同。（有許多學(xué)生認(rèn)為反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象二者不會同時發(fā)生，但事實上常常是反射和折射同時發(fā)生，借助這個演示實驗，要澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識。）

[設(shè)計意圖] 通過觀察實驗感性認(rèn)識光的折射現(xiàn)象，類比法教學(xué)減少了識記的內(nèi)容，使學(xué)習(xí)過程變得更加輕松。

6.3 實驗探究，總結(jié)歸納光的折射特點

比照光的反射定律的實驗研究，類比法對光的折射特點進行研究。

演示探究：折射光線、法線、入射光線（三線）的關(guān)系。

引導(dǎo)學(xué)生對三線關(guān)系進行合理猜想，利用自制光的折射演示儀（介質(zhì)：空氣、水）進行驗證演示，探究三線的位置關(guān)系，將有折射光線的半個屏向后折轉(zhuǎn)一個角度，觀察光屏上是否有折射光線，從而驗證猜測得出結(jié)論：1.折射光線、入射光線和法線在同一個平面內(nèi)；2.折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。

[設(shè)計意圖] 類比法探究加強了知識的聯(lián)系，鞏固了實驗方法。

定向探究：折射角與入射角（兩角）關(guān)系、光路是否可逆。

介紹平底燒瓶折射實驗器：平底燒瓶下半部是水（滴了幾滴牛奶），上半部是空氣（請同學(xué)充入煙霧），中間懸掛著一個重垂線（相當(dāng)于法線）。

請同學(xué)利用桌面上的器材，合理分工，動手完成實驗活動單的任務(wù)1-4。

實驗活動單：

任務(wù)1：多次改變?nèi)肷浣?，觀察折射角是否隨著入射角的改變而改變？

任務(wù)2：多次改變?nèi)肷浣堑拇笮?，觀察實驗現(xiàn)象 ，并完成表格。

任務(wù)3：當(dāng)光垂直于介質(zhì)表面入射時，光的傳播方向 （“改變”或“不變”）。

任務(wù)4：請你利用平底燒瓶折射實驗器和兩根激光筆，探究光路是否可逆，并試著說說你的實驗方案。

學(xué)生分組實驗時，教師進行巡視指導(dǎo)，選擇某一小組進行匯報，其它小組補充不足，歸納得出光的折射特點。教師對學(xué)生的活動情況進行適當(dāng)?shù)狞c評。

演示探究：教師再利用激光光學(xué)演示儀（玻璃介質(zhì)）來演示上述得到的規(guī)律。從而讓學(xué)生知道光在空氣和玻璃介質(zhì)中傳播時也是一樣的規(guī)律。

最后讓學(xué)生總結(jié)出光的折射規(guī)律。

[設(shè)計意圖] 讓學(xué)生通過親歷探究過程，近距離觀察、在大量感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上得出結(jié)論。在光路可逆方面讓學(xué)生自主設(shè)計、并完成實驗，有意識地訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)探究能力。通過對垂直入射光路不變特點與折射概念中“斜”字的對比介紹，加強知識的聯(lián)系。換用介質(zhì)進行再實驗，一是補償了實驗不充分的部分以利于學(xué)生的再學(xué)習(xí)，二是驗證物理規(guī)律的普遍性應(yīng)改變介質(zhì)進行多次實驗。

6.4 光的折射的應(yīng)用

1.生活中的折射現(xiàn)象——通過裝水的圓柱形水缸，看到“斜條紋”反向扭曲，從方形魚缸的對角的某一方向可看到“三條魚”，都是因為光經(jīng)過不同介質(zhì)時產(chǎn)生的折射現(xiàn)象。

2.自然中的折射現(xiàn)象——海市蜃樓等。

3.小發(fā)明——“水瓶燈”

相關(guān)資料：據(jù)英國《每日郵報》報道，巴西的一名機修工發(fā)明了一種日間不需用電即可為房屋照明的水瓶燈。依靠水對日光的折射，照明功率相當(dāng)于40到60瓦的燈泡。

展示相關(guān)圖片，模擬“水瓶燈”發(fā)光情景。

[設(shè)計意圖] 讓學(xué)生領(lǐng)略生活和自然中神奇的光的折射現(xiàn)象，發(fā)明創(chuàng)造與物理知識息息相關(guān)，激發(fā)學(xué)生對周圍事物的好奇心和創(chuàng)造力。

7 歸納小結(jié)，形成體系

請學(xué)生回顧本節(jié)課的知識脈絡(luò)：現(xiàn)象、規(guī)律、應(yīng)用。

8 作業(yè)布置

1.播放一休哥找尋花瓶底部寶物的動畫片，拋出問題，要求學(xué)生課后利用這節(jié)課所學(xué)的知識，想辦法幫助一休哥找尋花瓶底部的寶物。實踐探究“探寶小花瓶”底的“寶”，并畫出大致的光路圖。

2.書本的課后作業(yè)。

9 教學(xué)反思

本設(shè)計是我市參加福建省物理青年教師教學(xué)大賽獲省一等獎的參賽課案的修輯，從生活中神奇的現(xiàn)象引出學(xué)習(xí)課題，利用類比法來學(xué)習(xí)新概念，探究新問題。實驗探究既有教師的演示與啟發(fā)，又有學(xué)生的自主與合作，在學(xué)生完成實驗單的過程中結(jié)合教師的巡察，對完成優(yōu)秀的小組給出“點贊”評價，很好地激發(fā)了學(xué)生完成實驗任務(wù)的積極性。自制的平底燒瓶折射實驗器經(jīng)濟實用，“水瓶燈”的資料新穎，自制“水瓶燈”模擬發(fā)光效果顯著，布置花瓶探寶使作業(yè)不再單純是書面練習(xí)，動手探究解決問題更能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。整節(jié)課思路清晰，課件應(yīng)用恰當(dāng)，較好地引導(dǎo)學(xué)生樂意學(xué)、專注學(xué)，學(xué)會學(xué)，取得了很好的課堂教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2] 義務(wù)教育教科書 物理（八年級 全一冊）[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2012.

（欄目編輯 趙保鋼）