“全反射”教學(xué)案例

石付才 楊漣汛 魯晏輝

(華容縣第三中學(xué) 湖南岳陽 414203)

1 教學(xué)目標(biāo)

1.1 知識與技能

(1)知道什么是光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)及相對性;

(2)掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件;

(3)了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用;

(4)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,概括出發(fā)生全反射的條件,即培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力.

1.2 過程與方法

(1)通過實驗設(shè)計和動手操作,經(jīng)歷科學(xué)探究的過程;

(2)通過演示實驗,學(xué)會科學(xué)的實驗方法 ——實驗探究法.

1.3 情感、態(tài)度與價值觀

(1)從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察,滲透在探究過程中讓學(xué)生體驗解決問題的成功喜悅,激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣;

(2)通過互動實驗,培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)知識的興趣和實事求是的科學(xué)態(tài)度;

(3)通過全反射現(xiàn)象的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)理論觀察分析周圍事物的習(xí)慣;

(4)通過自己設(shè)計實驗,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)運(yùn)用生活中常見的器材、物品.

2 重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn):探究全反射現(xiàn)象;理解臨界角的概念和全反射條件.

難點(diǎn):全反射在實際中的運(yùn)用.

3 教學(xué)方法

情景教學(xué)法,實驗探究法,演示法,觀察法,比較法,歸納法.

4 教學(xué)用具

500ml燒杯1個,水,火柴,蠟燭,長柄不銹鋼大湯勺,500ml圓底燒瓶1個,橡皮塞,鐵架臺,玩具激光筆,液態(tài)牛奶,玻璃棒,長紙條.

5 設(shè)計思路

本節(jié)課以實驗為主線,通過一個帶有魔術(shù)色彩的演示實驗引入課題;再通過兩個演示實驗的對比,讓學(xué)生觀察、分析,揭示全反射的現(xiàn)象及產(chǎn)生的條件;另外增加學(xué)生設(shè)計性實驗,通過學(xué)生間的討論、設(shè)計、動手及合作,使學(xué)生對全反射概念的理解更加準(zhǔn)確、豐富和全面;然后通過全反射的應(yīng)用介紹,開拓學(xué)生的視野;最后配備適當(dāng)?shù)牡湫途毩?xí)題,以鞏固和反饋存在的問題.

6 教學(xué)過程

6.1 情境激趣、導(dǎo)入主題

演示實驗:將長柄不銹鋼大湯勺用蠟燭火焰的內(nèi)焰熏黑,讓學(xué)生觀察;然后將熏黑的大湯勺浸沒在盛有清水的燒杯中,發(fā)現(xiàn)放在水中的大湯勺變亮了.

好奇的學(xué)生認(rèn)為是水泡掉了大湯勺上的黑色物質(zhì).當(dāng)教師從水中取出湯勺時,發(fā)現(xiàn)大湯勺還是黑的;將大湯勺再放入水中時,大湯勺又變亮了.學(xué)生大惑不解,讓學(xué)生帶著這個疑問開始學(xué)習(xí)新的知識— — 全反射.

6.2 師生互動、主體探究

(1)學(xué)生預(yù)習(xí),把握主題

讓學(xué)生快速閱讀課本并回答下列問題.

1)什么是光密介質(zhì),什么是光疏介質(zhì)?

2)假設(shè)一種介質(zhì)是光密介質(zhì),那么它是不是永遠(yuǎn)是光密介質(zhì)?舉例說明.

(2)實驗探究

提出問題:光照到透明物質(zhì)界面時是否總是同時發(fā)生反射和折射?光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),當(dāng)入射角逐漸增大時,反射角和折射角將如何變化?反射光線和折射光線的能量又會如何變化?

請同學(xué)們認(rèn)真觀察下面演示實驗并回答問題.

a.配制煙霧

用燒杯量出大約200ml的水倒入圓底燒瓶中,點(diǎn)燃長紙條,將其燃燒的一端伸入圓底燒瓶內(nèi)(不要與水接觸),使圓底燒瓶內(nèi)的空氣充入少量的煙霧,用橡皮塞將瓶口堵住,搖晃震蕩圓底燒瓶,目的是用水將煙霧攪拌均勻,然后倒掉帶有灰燼的水.

b.配制牛奶溶液

用燒杯量出大約250ml的水,再用滴管向該燒杯中滴入3至4滴液態(tài)牛奶,用玻璃棒攪拌均勻,然后將溶液倒入圓底燒瓶中.

c.固定儀器

將圓底燒瓶的頸部固定在鐵架臺上.

2)學(xué)生探究實驗

黃世平指出，定語從句的關(guān)系詞具有兩種銜接功能，即照應(yīng)和連接。定語從句關(guān)系詞照應(yīng)先行詞，構(gòu)建了定語從句修飾限定先行詞的邏輯銜接；定語從句關(guān)系詞連接了主句和從句，表明了從句內(nèi)容是對主句的信息補(bǔ)充和評價的邏輯關(guān)系。因此，定語從句的關(guān)系詞不僅具有語法意義，而且具有重要的語篇意義，它對實現(xiàn)主句和從句的連貫有重要作用。以下參照黃世平的方法，對例句中定語從句進(jìn)行銜接分析：

讓動手能力較強(qiáng)的學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,用玩具激光筆沿半徑方向照射圓底燒瓶,逐漸地增大入射角去完成下面演示實驗1和2.

演示實驗1:一束激光由圓底燒瓶的水射入空氣.

演示實驗2:一束激光由圓底燒瓶的空氣射入水.

演示兩遍實驗后,讓學(xué)生分組討論后完成表1和回答教師的提問.

表1

師:兩組演示實驗的不同之處是什么?從剛才的演示實驗中可以得出什么結(jié)論呢?什么是全反射現(xiàn)象?產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件是什么?光從水射入空氣發(fā)生全反射現(xiàn)象,其他介質(zhì)能否發(fā)生全反射現(xiàn)象呢?如能,請設(shè)計驗證實驗的方案.

學(xué)生積極性高、思維活躍,由此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

(3)介紹應(yīng)用,開拓學(xué)生的視野

1)對開場演示實驗的解釋

被蠟燭熏黑的大湯勺表面附著一層未燃燒完全的碳蠟混和物,對水來說是不潤濕的.當(dāng)大湯勺從空氣進(jìn)入水中時,其外表面上會形成一層很薄的空氣膜,光線透過水照射到水和空氣界面上時,會發(fā)生全反射現(xiàn)象.(多媒體演示原理光路圖)

2)分析光導(dǎo)纖維的工作原理(多媒體演示),介紹醫(yī)用內(nèi)窺鏡(多媒體播放視頻).

通過這一環(huán)節(jié),學(xué)生體驗到了知識在生活中的應(yīng)用的樂趣.

6.3 演練典型題、鞏固反饋

【例1】某玻璃的臨界角為60°,當(dāng)在玻璃中的某一光線射到玻璃與空氣的分界面時,若入射角略小于臨界角,則光線在空氣中的折射角應(yīng)為

A.小于 30° B.小于 60°

C.小于 90° D.無折射光線

答案:C.

答案:4.54m,下沉.(多媒體演示原理光路圖)

7 課堂小結(jié)

教師提出總結(jié)性的問題,讓三四同學(xué)為一組先討論再回答提出的問題.同學(xué)們往往會活躍起來,相互交流.短短幾分鐘的課堂小結(jié),對總結(jié)性的收尾過程起到了畫龍點(diǎn)睛的作用.