“全反射”教学案例

石付才 杨涟汛 鲁晏辉

(华容县第三中学 湖南岳阳 414203)

1 教学目标

1.1 知识与技能

(1)知道什么是光疏介质和光密介质及相对性;

(2)掌握临界角的概念和发生全反射的条件;

(3)了解全反射现象的应用;

(4)通过实验培养学生的观察能力,概括出发生全反射的条件,即培养学生的观察、概括能力.

1.2 过程与方法

(1)通过实验设计和动手操作,经历科学探究的过程;

(2)通过演示实验,学会科学的实验方法 ——实验探究法.

1.3 情感、态度与价值观

(1)从对生活中有关物理现象的观察,渗透在探究过程中让学生体验解决问题的成功喜悦,激发学生探索自然规律的兴趣;

(2)通过互动实验,培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度;

(3)通过全反射现象的应用,培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯;

(4)通过自己设计实验,培养学生科学运用生活中常见的器材、物品.

2 重点和难点

重点:探究全反射现象;理解临界角的概念和全反射条件.

难点:全反射在实际中的运用.

3 教学方法

情景教学法,实验探究法,演示法,观察法,比较法,归纳法.

4 教学用具

500ml烧杯1个,水,火柴,蜡烛,长柄不锈钢大汤勺,500ml圆底烧瓶1个,橡皮塞,铁架台,玩具激光笔,液态牛奶,玻璃棒,长纸条.

5 设计思路

本节课以实验为主线,通过一个带有魔术色彩的演示实验引入课题;再通过两个演示实验的对比,让学生观察、分析,揭示全反射的现象及产生的条件;另外增加学生设计性实验,通过学生间的讨论、设计、动手及合作,使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面;然后通过全反射的应用介绍,开拓学生的视野;最后配备适当的典型练习题,以巩固和反馈存在的问题.

6 教学过程

6.1 情境激趣、导入主题

演示实验:将长柄不锈钢大汤勺用蜡烛火焰的内焰熏黑,让学生观察;然后将熏黑的大汤勺浸没在盛有清水的烧杯中,发现放在水中的大汤勺变亮了.

好奇的学生认为是水泡掉了大汤勺上的黑色物质.当教师从水中取出汤勺时,发现大汤勺还是黑的;将大汤勺再放入水中时,大汤勺又变亮了.学生大惑不解,让学生带着这个疑问开始学习新的知识— — 全反射.

6.2 师生互动、主体探究

(1)学生预习,把握主题

让学生快速阅读课本并回答下列问题.

1)什么是光密介质,什么是光疏介质?

2)假设一种介质是光密介质,那么它是不是永远是光密介质?举例说明.

(2)实验探究

提出问题:光照到透明物质界面时是否总是同时发生反射和折射?光线由光密介质射入光疏介质,当入射角逐渐增大时,反射角和折射角将如何变化?反射光线和折射光线的能量又会如何变化?

请同学们认真观察下面演示实验并回答问题.

a.配制烟雾

用烧杯量出大约200ml的水倒入圆底烧瓶中,点燃长纸条,将其燃烧的一端伸入圆底烧瓶内(不要与水接触),使圆底烧瓶内的空气充入少量的烟雾,用橡皮塞将瓶口堵住,摇晃震荡圆底烧瓶,目的是用水将烟雾搅拌均匀,然后倒掉带有灰烬的水.

b.配制牛奶溶液

用烧杯量出大约250ml的水,再用滴管向该烧杯中滴入3至4滴液态牛奶,用玻璃棒搅拌均匀,然后将溶液倒入圆底烧瓶中.

c.固定仪器

将圆底烧瓶的颈部固定在铁架台上.

2)学生探究实验

黄世平指出，定语从句的关系词具有两种衔接功能，即照应和连接。定语从句关系词照应先行词，构建了定语从句修饰限定先行词的逻辑衔接；定语从句关系词连接了主句和从句，表明了从句内容是对主句的信息补充和评价的逻辑关系。因此，定语从句的关系词不仅具有语法意义，而且具有重要的语篇意义，它对实现主句和从句的连贯有重要作用。以下参照黄世平的方法，对例句中定语从句进行衔接分析：

让动手能力较强的学生在教师的指导下,用玩具激光笔沿半径方向照射圆底烧瓶,逐渐地增大入射角去完成下面演示实验1和2.

演示实验1:一束激光由圆底烧瓶的水射入空气.

演示实验2:一束激光由圆底烧瓶的空气射入水.

演示两遍实验后,让学生分组讨论后完成表1和回答教师的提问.

表1

师:两组演示实验的不同之处是什么?从刚才的演示实验中可以得出什么结论呢?什么是全反射现象?产生全反射现象的条件是什么?光从水射入空气发生全反射现象,其他介质能否发生全反射现象呢?如能,请设计验证实验的方案.

学生积极性高、思维活跃,由此培养学生的创新精神.

(3)介绍应用,开拓学生的视野

1)对开场演示实验的解释

被蜡烛熏黑的大汤勺表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物,对水来说是不润湿的.当大汤勺从空气进入水中时,其外表面上会形成一层很薄的空气膜,光线透过水照射到水和空气界面上时,会发生全反射现象.(多媒体演示原理光路图)

2)分析光导纤维的工作原理(多媒体演示),介绍医用内窥镜(多媒体播放视频).

通过这一环节,学生体验到了知识在生活中的应用的乐趣.

6.3 演练典型题、巩固反馈

【例1】某玻璃的临界角为60°,当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时,若入射角略小于临界角,则光线在空气中的折射角应为

A.小于 30° B.小于 60°

C.小于 90° D.无折射光线

答案:C.

答案:4.54m,下沉.(多媒体演示原理光路图)

7 课堂小结

教师提出总结性的问题,让三四同学为一组先讨论再回答提出的问题.同学们往往会活跃起来,相互交流.短短几分钟的课堂小结,对总结性的收尾过程起到了画龙点睛的作用.