全反射活教学设计.doc

《全反射》教学设计
一、教学设计说明：
根据新课程理念，以如皋市推行的活动单导学模式为基础，通过设计学生的活动，使学生成为课堂的主人，积极参与到教学活动中去。在活动中提升学生的能力，提高学生的素质，从而促进学生的个性发展，全面发展，可持续发展。
二、教学分析
1、教材的地位和作用
《全反射》是新课程高中物理人教版选修3-4第十三第2节的内容，是本章的教学重点，也是教学的难点。这一节是学生在学习了光的反射和折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。全反射现象的研究，是对反射和折射知识的巩固与深化。同时全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。
2、教学对象分析
    学生是教学过程中的主体，这个时期的学生大约在十八岁左右，已经逐步体会出教材的思想，具有较强的观察现象、提出猜想和假设、并进行实验设计、收集、信息处理的能力。但对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中要通过合理的活动设计来引导学生突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
三、学习目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是光疏介质，什么是光密介质
2、理解光的全反射
3、理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题及解释相关现象
4、知道全反射棱镜和光导纤维及其应用
（二）过程与方法
1、用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。
2、启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。
（三）情感态度与价值观
1、通过科学探究培养学生的科学精神和态度，养成活学活用的习惯；
2、通过对光导纤维、内窥镜的介绍和蜃景形成原因的分析，感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。教育学生理论联系实际和应用辨证唯物主义的观点看待问题。
3、通过我国在光纤通信的发展，进行爱国主义教育
四、重点与难点
重点：全反射现象及条件；临界角的概念。
难点：全反射知识应用。
五、教学准备
玩具装饰手电筒一只、全反射现象演示仪（6只）、激光笔（6只）、全反射棱镜（6组）、光导纤维（6根）、多媒体及多媒体课件
六、课时：1课时
七、活动过程：
（一）实验引入
教师直接出示一玩具装饰手电筒(如图1),开灯后将细塑料柱弯向各个方向让学生观察,询问学生,你们知道这种手电筒其中的物理原理吗?(由此引出课题——全反射,把学生的注意力快速转移到探究知识的方向上)
新课教学：
一、光密介质和光疏介质
引导学生完成活动单活动二第一部分。
教师提问：如果将介质水换成其它介质例如玻璃，入射角和折射角之间的大小关系怎样？ 有什么共同点？
总结：对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质，叫光密介质，而光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质叫光疏介质，光疏介质和光密介质是相对的．（多媒体展示）
如水、空气和玻璃三种物质相比较，水对空气来说是光密介质，而水对玻璃来说是光疏介质 学生理解记忆。
注意光密光疏的相对性
学生活动：完成学以致用一
提问：光从水射向空气时，当折射角接近90°时继续增加入射角，可能会出现什么现象？
学生活动：猜想并根据提供的器材设计实验进行验证
学生活动：汇报实验设计
学生活动：分组实验进行验证
学生活动：汇报实验现象、结论
教师总结：光从玻璃射入空气 ，随着入射角的增大，折射光越来越弱，反射光越来越强,当入射角增大到某一值时,反射光达到最强。
教师总结：当光线从谁进入空气时，在分界面上的折射光消失，只剩下反射光的现象叫做全反射现象。
教师提问：什么条件下会发生全反射现象？
学生活动：分组讨论并汇报
教师总结：
临界角
恰能发生全反射时的入射角，叫做临界角。习惯用C表示。
不同介质的临界角是不同的，临界角的大小与介质的折射率有关。
教师总结：产生全反射的条件：
A、光从光密介质入射到光疏介质。
B、入射角大于等于某一角度（临界角）。
学生活动：完成学以致用二并汇报
教师提问：学习了全反射现象，我们也就可以来解释日常生活中的一些现象，例如学以致用三中的两种情况。
学生活动：思考、讨论并汇报
学生活动：讨论并回答
教师活动：通过多媒体动画演示情景（如图），引导学生进一步用全反射现象定性解释和定量计算。
教师活动：上面几种现象都是自然界中存在的现象，实际上我们了解规律不仅可以来认识自然，还可以改造自然。请大家阅读课本50~52页，结合提供的器材，完成活动三.
学生活动：阅读、实验、总结、汇报
学生活动：完成活动单活动效果反馈部分并汇报
课堂小结：学生总结，多媒体展示
课后任务：
1．自备器材，完成教材中的“做一做”（水流导光）。
2．完成“问题与练习”。
3．通过各种途径（课外书、因特网等等）找出生活中所遇到的全反射现象，并对此作出初步的解释，形成书面材料。
教学反思：
科学探究是学生在物理课程或现实生活的情景中，通过自己去发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究活动，获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。本教学设计通过实验探究，尽可能通过学生自己的观察、讨论去发现规律，体验规律。
(一)本节课的教学设计能体现新课程理念，以培养和发展能力为着眼点，以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。
(二)能将教师的实验演示转换成学生分组实验，通过活动单的方式，抓住知识的产生过程，引导学生进行自主探究式，让学生参与观察、分析、讨论、假设、验证、归纳等活动，使学生在获得知识的同时，也获得了掌握这些知识的方法。通过学生的探究活动，充分调动学生参与的积极性，使学生主动地和教师、教材、同学进行信息交流，形成了一种和谐、积极参与的教学气氛，起到了良好的效果。

作者：江苏省如皋市第一中学物理组 陈小良
联系电话：[phone]
电子邮箱：97wbcxl@

附：
第二节 《全反射》 活动单
【学习目标：】
1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质
2.理解光的全反射
3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题
4.知道全反射棱镜和光导纤维及其应用
【活动过程：】
活动一：观察现象
现象：玻璃纤维侧面 光射出， 从端面射出

活动二探究全反射现象
1．画出下列光路图并进行分析：

光从折射率 的介质射向折射率 的介质 光从折射率 的介质射向折射率 的介质
θ1 θ2 θ1 θ2
增大θ1，则θ2 ， 先达到90° 增大θ1，则θ2 ， 先达到90°
概念：
光密介质：
光疏介质：
注意：
学以致用一：
1．已知空气的折射率为1，水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.5,二硫化碳的折射率为1.63,酒精的折射率为1.36,则相对于酒精来说属于光密介质的有 ,属于光疏介质的有 ；相对于水来说属于光密介质的有 ,属于光疏介质的有 。
2．猜想：光从水射向空气时，当折射角接近90°时继续增加入射角，可能会出现什么现象？

3．观察实验（光从玻璃射向空气）
现象：1、
2、
3、
全反射：

临界角：
1．概念：
2．大小：（光由介质射向空气或真空）

4．产生全反射现象的条件
1．
2．
学以致用二：
2．光路图辨析：下图中有可能发生的是哪些?
3．光从折射率为的介质中以40°的入射角射到介质与空气的界面上时，能发生全反射吗？

学以致用三：
4．解释为什么水或玻璃中的气泡看起来特别明亮？

5．在潜水员看来，岸上所有的景物，都出现在一个独立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？（设水的折射率为n）

活动三：阅读课本P70～P71
应用一：全反射棱镜
1． 结构：
2． 原理：
3． 用途：
4． 优点：
应用二：光导纤维
1． 结构：
2． 原理：
3． 用途：
4． 优点：
【活动效果反馈：】
1.关于全反射，下列叙述正确的是 （ ）
A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱
B.光从光密介质射向光疏介质时一定会发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时可能不发生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射现象
2.光在某种介质中的传播速度为1.5×108 m/s，则光从此介质射向真空时发生全反射的临界角是 （ ）
A15° B.30° C.45° D.60°
3.一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃表面，下列说法正确的是（ ）
A.入射角大于45°时，会发生全反射现象
B.无论入射角多大，折射角都不超过45°
C.欲使折射角等于30°，应以45°入射角入射
D.当入射角满足tanθ=时，反射光线和折射光线垂直
4.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的.如图一光导纤维内芯折射率为n1，外层折射率为n2，一束光信号与界面夹角由内芯射向外层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是 （ ）
A.n1＞n2，小于某一值 B.n1＜n2，大于某一值
C.n1＞n2，大于某一值 D.n1＜n2，小于某一值
5.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时刚好不能从BC射出，如图所示.该材料的折射率是______.