一、教学任务分析
光的折射是光的传播方式之一,是继光的直线传播和反射之后对光的传播方式的补充和完善,本节课的学习可以使学生从本质上对三种方式加以区分。同时,本节课的学习也是学习《透镜及其应用》的基础。另外光的折射现象在生活中很常见,有助于学生科学地解释很多日常现象。
本节课的教授对象是世外中学直升班学生,基础较好,大部分同学通过七年级科学课的学习,对本节课教学内容有所了解。通过调查发现,近1/3的同学已熟悉光的折射规律内容,会轻视本节课的学习。虽然有如上所述的基础,但是同学们对折射与直线传播、反射的区别、折射规律的得出、规律的应用并不清楚或理解,甚至部分学生并不认同这一现象。
因此在本节课的教学中,应着重考虑如何调动学生的思维积极性,使他们主动参与学习过程。本节课将重视学生的参与和体验,使他们不仅在知识层次上,同时在思维层次上得到锻炼和提升。
二、教学目标
1、知识与技能:
(1)知道光的折射现象;
(2)理解光的折射规律;
(3)会用光的折射规律解释生活中的一些现象。
2、过程与方法:
(1)经历分析数据得出入射角、折射角角度关系的过程,体会分析数据、归纳结论的方法;
(2)经历类比光的反射得出光的折射现象定义和规律的过程,体会类比学习的方法。
3、情感态度与价值观:
(1)通过观察各种折射现象的活动,初步领略折射现象的美妙。
(2)经历对折射现象定义的完善过程,感悟科学概念描述的缜密性和严谨性。
三、教学重点和难点
重点:光的折射规律;分析数据的方法。
难点:根据实验数据分析得出折射规律。
四、教学资源
1、学生实验
学生实验I:光具盘、水、玻璃。(一半同学的两种介质是空气和水,另一半同学是空气和玻璃。)
学生实验II:烧杯、筷子、水。
学生组织:2人一组
2、演示实验
演示实验I:“川剧变脸”装置、摄像头。演示实验II:光具盘、玻璃、激光笔。
五、教学设计思路
本节课利用光的折射实现“川剧变脸”作为引入(利用国粹渗透爱国主义教育),激发学习兴趣。通过观察光斜射入玻璃时的传播路径,体验光的折射的存在,类比光的反射现象得出光的折射定义。类比光的反射定律的探究,猜想并探究光的折射规律。最后侧视水中的筷子,解释现象出现的原因,同时对引入进行了解释。
本设计所要突出的重点是:光的折射规律;分析数据的方法。光的折射规律得出过程为自主探究过程,学生有能力自己设计并完成本探究实验,总结出光的折射规律内容。同时,在总结规律过程中,重点分析数据,让学生体会此过程中蕴含的分析数据的方法。
本设计所要突破的难点是:分析数据得出角度关系的过程。通过横纵向分析数据,发现角度的各种关系,突破难点。通过各种学生活动和教师演示实验,调动学生的思维积极性,使其主动参与学习过程。通过对折射现象定义的完善,培养学生思维的缜密性和严谨性。
六、 教学流程
1、教学流程图
2、教学流程图说明
情景I:演示实验。通过演示实验1:“水中川剧变脸”实验,激发学生兴趣,引入课题。
情景II:演示实验。通过演示实验2:“展示光传播路径”,观察光从空气斜射入玻璃时光的传播路径,类比光的反射现象得折射定义。
活动I:学生实验探究。通过学生实验1:“探究光折射规律”,学生用本节课配套光具盘探究光的折射规律。教师演示加学生演示得光线的位置关系,分析角度数据得角度关系。
活动II:观察思考。通过学生实验2:“水中的筷子”,从一侧透过烧杯观察竖直插入水中的筷子,观察并思考出现此现象的原因。
活动III:应用。通过对情景I中实例:“水中川剧变脸”的揭秘,感受折射现象的美妙。
3、板书设计
2.2 光的折射
二、光的折射规律 1、位置关系:三线共面;两线分居法线两侧。 2、角度关系: 垂直入射时,传播方向不改变; 空气水或其它介质时,折射角小于入射角; 水或其它介质空气时,折射角大于入射角;折射角随入射角增大而增大。
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七、教学过程
(一)引入新课:
情景I:川剧变脸。加水后,发现白色脸谱变为另一张脸谱。达到质疑和激发兴趣的目的,引入课题,同时与结尾呼应。
(二)新课
1、光的折射现象
情景II:教师分别演示光在空气中传播情景、光从空气斜射入水中时传播情景,类比光的反射现象定义光的折射现象。
完成光路图,介绍折射光线、折射角等。
2、光的折射规律
活动I:
① 类比光的反射定律,猜想光的折射现象中各光线的位置关系,并请学生演示共面和异侧。
② 猜想角度关系,学生实验探究角度关系,记录数据。
③ 展示两组不同介质组合的数据,引导学生从数据中得角度的大小关系、变化关系,体会分析数
据得结论的方法。同时总结垂直入射时光的传播特征,完善折射定义。
④ 总结折射规律。
(三)应用
活动II:将筷子竖直放入烧杯中,从一侧透过烧杯观察水中的筷子,发现水中的筷子向左偏移。
利用PPT展示光路图,解释原因。
活动III:学生受活动II的启发,讨论水中变脸的原因。
活动卡
探究光的折射规律——角度关系
射入 |
表一:空气玻璃
入射角 | 0° | 20° | 40° | 60° |
折射角 |
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射入 |
表二:玻璃空气
入射角 | 0° | 20° | 40° | 60° |
折射角 |
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练习:
请画出图中的入射光线或折射光线的大致位置
2.2光的折射详案
引入
情景I:川剧变脸
师:同学们知道川剧变脸吗?你们知道变脸的奥秘吗?
师:川剧变脸的奥秘属于国家的二级机密,日本人几次想弄清其中奥秘,最后都不得而知。
师:姜老师学了一招,而且我是在水中变脸,想不想欣赏一下?
师:现在我往容器中加水。大家注意观察了!
师:知道我是怎么做到的吗?
师:这跟今天学习的内容有关。让我们先来学习光的折射。
(板书:2.2 光的折射)
新课
一、光的折射现象
情景II:分别演示光在空气中传播路径、光从空气斜射入水中传播路径
师:现在光沿直线传播,原因是?
生:在同种均匀介质中
师:装上一块玻璃砖,现在呢?
生:偏折了
师:我们发现有两条偏折的光线。这个是什么现象?
生:光的反射现象。
师:原因是什么?
生:返回到原来介质的现象
师:这个进入到玻璃中的现象叫做光的折射现象。
师:类比反射现象,谁能给折射现象下个定义?
生:光从一种介质射入另一种介质,传播方向发生改变。
斜射入 |
(板书:2、角度关系:
水或其它介质 空气时,折射角大于入射角;)
师:什么时候折射角小于入射角?
斜射入 |
生:分析第一、二、三行,光由空气射入水或玻璃时,折射角小于入射角。
(板书:空气 水或其它介质时,折射角小于等于入射角)
师:现在大家看折射现象的定义有没有需要修正或完善的地方?
生:斜射入
(板书)
3、角度变化规律
师:刚才咱们一直在比较入射角和它对应的折射角大小。咱们再来连续的观察入射角的变化,折射角怎么变化?能总结出什么规律?
生:……
(板书:折射角随入射角增大而增大)
师:这样咱们得到了折射现象中光线的位置关系和角度关系,这就是光的折射规律
练习:
师:下面咱们来做个练习,看看咱们同学是不是理解了折射规律。请在活动卡上画出折射光线的大致位置。(请同学来黑板上画出)
师:画出这条光线依据的是哪条规律?
生:光从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角
三、应用
活动II 水中的筷子
师:好的,咱们同学对折射规律已经理解了。下面咱们来做个活动,我把筷子放在水中能看到这个现象,你能做到吗?试试看
师:看到了吗?你是怎么观察的?
生:……
师:为什么会出现这样的现象?
(若学生不能回答,则进行以下提示)
师:我们知道能看到物体,是因为有来自于物体的光线到眼睛。那么来自筷子的光是如何传播到眼睛的?(PPT出示两条入射光线)筷子为什么会偏移呢?讨论一下
(学生需讲出①折射光线的画法,②眼睛怎样看到虚像)
生:……。
活动III变脸揭秘
师:大家还记得今天开始的变脸吗?
师:那么由筷子的现象,大家能不能推测下姜老师是怎么将白脸变成了红脸?讨论一下
(提示:两张脸谱,摄像头对准哪个脸谱)
师:这是整个的装置,摄像头正对白脸谱。加水后,来自于红脸谱的光线在水和空气界面发生了折射,进入摄像机,逆着光线看过去,红脸谱的像恰好覆盖了白脸谱所在的位置,实现了变脸!利用的就是咱们今天学习的光的折射规律。