粤教版八年级上册物理 3.4探究光的折射规律 教案

3.4 探究光的折射规律
【教材分析】
光的折射规律是光学基本的规律，在本章中具有重要的作用，并密切联系前面所学的光沿直线传播、光的反射等知识；又是以后学习透镜、探究透镜成像规律以及人眼的重要基础，具有承上启下的作用。
【教学目标】
知识与技能：
1.通过实验认识光的折射规律。
2.了解光的折射规律，会用光的折射规律，解释生活中常见的折射现象。
过程与方法：
经历实验探究光的折射规律的过程，培养通过观察和分析，从现象中发现物理规律的能力。
观察生活中由于光的折射而发生的现象，说明现象产生的原因。
情感态度与价值观：
1.在探究光的折射规律的过程中，激发好奇心和探索精神，体验科学发现的乐趣，获得对自然现象的热爱、亲近的情感.
【教学重难点】：
重点：光的折射规律及其探究过程
整节课围绕重点，我设计了情景引入、观察分析、合作实验、交流讨论、总结提升等环节，从而使思维呈现一个螺旋式的上升的形态，学生在这些情境环节中逐步建构起光的折射规律及其探究方法的知识体系，从而突破重点。
难点：分析解释生活中的折射现象.
老师运用生动形象的电脑flash技术，来分析生活中常见的一两个现象，然后让学生自主模仿学习，再讨论交流，师生评价，从而达成授之以渔的目的，突破难点。
【学情分析】：
1、知识基础：学生刚学习完光沿直线传播、光的反射等知识，掌握了光路及各种基本光线，会画光路图。
2、心理特点：初中生有一定的观察、概括能力，具备较强的独立思考能力，对新奇的物理现象、动手操作具有深厚的兴趣。
3、认识困难：初二学生刚接触物理，缺失丰富的表象积累和必要的操作体验，学习往往容易停留在现象表面而忽视对知识的更深层次的学习,因此老师的引导显得尤为重要。并且抽象逻辑能力尚未成熟，难以掌握与视觉习惯大大不同的光的折射规律，尤其是用光的折射规律解释生活折射现象。
【教学理念】：
本着学生全面发展为主要目的，突出学生的主体地位
秉承着“物理从生活中来，又走向生活”的理念，多样化教学，让学生经历科学的探究过程。
“教是为了不教”
【教学方法】：
教法：实验法、讨论法、演示法、体验法。
学法：观察法、分析法、实验法、合作交流法。
【教学过程】
一、创设问题情境，引入新课
让学生做两个学生实验，激发学习兴趣.
学生实验1：折断的筷子：在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.
学生实验2：神奇的硬币：在空的茶杯里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢地向杯里倒水，随着水面的升高，观察者看到了硬币，还会发现硬币升高了.
上述实验中，学生能看见水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的光的折射，由此引入新课.
[设计意图：
1、现代建构主义认为，让学生到现实生活中去感受、体验，能促进学生对物理性质、规律的认识；通过有趣的两个生活实验，引出光的折射现象，加深学生对光的折射现象的认识。
2、秉承着物理“从生活中来，又走向生活中去”的教学理念，选取了生活中常见的折断的筷子，神奇的硬币实验来引入新课。
3、刚上课，学生的心还未集中，通过趣味十足的实验，能迅速地调动起学生的“不随意注意”，集中学生的注意力，激发起学生学习的兴趣，使学生尽快地进入课堂情境，主动充当学习角色，达成情感与态度的目标，同时提高课堂效率。]
二、新课教学
（一）光的折射概念
我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象.以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？
1、演示实验：让学生观察光的折射现象.
演示1：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面.
引导：让学生观察除了光的反射现象之外，是否有其他现象。
现象：光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，同时向法线偏折.
师生共同分析得出结论：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射.（refraction)
（二）类比学习折射的几个专用名词
1.教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图.
2.从图中介绍，类比反射光线和反射角来介绍什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.
[设计意图：
根据维果斯基的最近发展区教学理念，让学生在刚学习的光的反射规律基础上认识光的折射现象及折射光线、折射角等概念。
通过演示实验来培养学生的观察能力
培养学生类比学习能力，通过类比光的反射规律等知识学习光的折射现象、折射角、折射光线等概念。达成“教是为了不教”的目的。
由于折射角的认识是易错点，强调折射角是折射光线与法线的夹角可以有效避免这种情况的产生。]
（三）光的折射规律
演示2：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次，演示过程要让学生观察两点：
A..光从空气射入水中，入折角和折射角哪个大？
B.随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？
现象：①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角.
②折射角随着入射角的增大 （减小）而增大（减小）.
演示3:把白色屏F分别向前、向后折，让光以某一角度射向水面.能否看到水中的光线.
师生共同分析得出结论：
①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.
②折射光线、入射光线位于法线的两侧.
演示4：让光垂直射向水面，观察一下进入水中的光线沿什么方向前进？
师生共同分析得出：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.
当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度？(当光线垂直射向介质表面时，入射角为0°,折射角也为0°).
利用图提出问题：如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？
演示5：①先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置.
②再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出.
教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：
在折射时光路是可逆的.
[设计意图：
根据赞可夫的发展性教学理念，通过演示光的折射实验，得出光的折射规律，减少学习难度的同时，可以提高学生的学习兴趣，发展学生的观察力、思考能力、抽象思维能力等。
在巴班斯基的教学最优理论指导下，通过分步演示实验，层层深入，层层引导，符合初中生的学习习惯，提高课堂效率，达到教学最优。
由于初中生刚学习物理不久，对实验的操作不够规范，通过演示实验，传达正确的实验操作手法以及引导控制变量法的探究理念，以达到“教是为了不教”的目的，为接下来甚至以后学生的自主实验作打下坚实基础。]
（四）学生分组合作实验：用玻璃砖自主探究光的折射规律
1、实验工具：激光笔、硬纸板、量角器、玻璃砖
2、实验要求：按照老师水槽演示实验的五个步骤探究并得出光的折射规律
[设计意图：
根据赞可夫的发展性教学理念和现代模块化教学理念，让学生通过小组合作探究实验，培养、发展学生观察分析能力、动手操作能力、探究等能力，培养学生严谨的科学态度、敢于探究创新的精神及交流合作的团队意识。
根据现代建构主义，让学生体验实验的探究过程，能够促进学生对光的折射规律的理解并提高学习兴趣。
突出学生的主体地位，让学生经历科学的探究过程，全面发展。
用光的折射规律解释一些简单的现象
一）老师通过flash动画加以辅佐演示分析
1.放在水的铅笔为什么好像向上弯折
分析：如图所示，从铅笔尖端S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛铅笔好像向上弯折了。
2.盛了水的碗，看上去好像变浅了
分析：如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.
二）学生独立分析
1.神奇的硬币：放在杯底刚好看不见的硬币，加上水又会看得见.
［分析］在未加水之前的硬币S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见小石头.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见小石头，其实，人看到的只是硬币的虚像.
2、鱼在水中看上去比实际位置比要浅
[设计意图：
通过现象生动的多媒体flash动画来演示分析铅笔折断的现象和水池变浅原因，形象生动，容易理解，更好地突破难点。
教是为了不教。在老师的分析过程中授之以渔，让学生模仿分析消失的硬币重现原因及鱼在水中看起来更浅的原因，也符合最近发展区的理念和学习规律，让学生举一反三。
选用生活中常见的光的折射现象进行分析，符合“物理从生活中来，又走向生活中去”的教学理念，
突出学生的主体地位，发展学生独立思考能力、观察分析能力、迁移能力]
三、知识小结：通过本节课的学习，让学生回顾以下几个问题：
1.光的折射现象. 2.光的折射规律.
3.用光的折射解释简单的光现象.
[设计意图：
根据艾宾浩斯遗忘曲线，适当又及时的小结可以巩固学生当堂知识的学习。
一个好的小结可以帮助学生建构知识网络，加深知识间的联系，促进理解，突破重难点]
四、堂上作业
1．在探究光的折射规律的实验中，你发现了哪些规律？当时的心情如何？
2．如图所示，一束光沿AO方向由空气射向
水面，经折射后可能照亮水中的　　　点。
（选填图中的字母）
３．关于光的折射，下列说法错误的是（　）
A.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生改变
B.光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角
C.光从空气中斜射入水中，当入射角增大时，折射角也随着增大，但
总小于入射角
D.和光的反射现象一样，折射光路也是可逆的
４．在图中，请大致画出入射光线经水面或三棱镜折射后，进入空气的
光路图。
５．如图所示，是我们看到的筷子斜插入水中的情况，其中正确的是（　）
[设计意图：
让学生独立完成，然后组内讨论（生查生、生教生、生帮生），然后小组汇报展示作业，教师当堂点拨。
这样的目的一是突出学生的主体地位，培养学生的独立思考能力以及合作交流能力，全面发展学生的情感与智力，满足学生学生助人之后的愉悦情感需求。
二是根据教育心理学的研究，学生教别人能记住知识的95%，而教师讲，学生仅能记住5%
三是当堂练习既能巩固学生的新知识，并当堂对学生的疑难点进行点拨，突破重难点；又能反馈学生的学习情况，为下节课进行铺垫。
五、板书设计
3.4 探究光的折射规律
1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射.
2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内.
②折射光线和入射光线分居法线两侧.
③折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）.
④当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射入空气时，入射角小于折射角.
⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.
⑥在折射时光路是可逆的.
3.解释现象
①池水变浅.
②硬币升高.
[设计意图：
1、有条理的板书，既有助于知识网络的构建，又可以让学生更加了解本节的重点与难点所在，从而突破重难点。]
玻璃