4.5 光的衍射 （表格式） 高中物理 人教版（2019） 选择性必修 第一册

教学设计
课 题 光的衍射
课时安排 1课时 课前准备
教材内容 分 析 ① 本节课程主要介绍了光的衍射现象，是光学领域的重要知识点，关注光波在传播过程中的干涉与衍射。 ② 教材以单缝衍射和圆孔衍射为例，讲解了衍射原理、衍射条纹特点和应用。 ③ 本节课程与前面的光的干涉内容密切相关，通过对比和联系，加深学生对光的波动性的理解。 ④ 衍射现象在生活和科学研究中有广泛应用，如光学成像、激光技术、光纤通信等。
设计理念 建议从技术融合创新的思路上表达，描述整节课中期望利用何种技术，在教学教研、课堂应用、学生评价、有效反馈等哪个方面进行创新突破。 因为光学实验要求的暗室中进行，学校不具备条件，实验操作难住大，时间不够，所以本节主要用到手机摄像，网络资源获取，视频制作等技术手段，将多数实验提前在实验室完成后通过视频的形式展示，保证了真实性，还增加了可视性，同时采用了课堂比赛方式及时获得学生反馈。
学情分析 ① 高中学生已具备基本的物理知识，了解光的波动性，能够理解光的衍射原理。 ② 学生对衍射现象的实际应用感兴趣，但在理论推导和实验验证方面可能存在困难。 ③ 学生具备基本的数学计算能力，可以理解和掌握衍射公式，但对复杂数学公式和概念可能有所抗拒。 ④ 部分学生可能对衍射现象的抽象性感到困惑，需要通过具体实例、实验和模拟来加深理解。
教学目标 1.物理观念 ① 让学生理解光的衍射现象，掌握衍射的基本原理和衍射条纹的特点。 ② 培养学生运用衍射原理分析和解释现实中的衍射现象的能力。 ③ 通过对比衍射与干涉现象，加深学生对光的波动性的认识。 2.科学思维 ① 培养学生通过观察、实验和推理，理解衍射现象的产生和衍射条纹的形成。 ② 引导学生运用衍射原理和衍射公式分析实际问题，提高学生的分析和解决问题的能力。 ③ 培养学生从不同角度和层次思考衍射现象，发展学生的综合思维能力。 3.科学探究 ① 让学生通过实验观察衍射现象，培养学生的实验操作能力和观察能力。 ② 通过案例分析和讨论，引导学生探究衍射现象的实际应用，拓展学生的知识面和视野。 ③ 利用模拟软件或动画，帮助学生直观理解衍射现象及其规律，培养学生的科学探究精神。 4.科学态度与责任 ① 培养学生严谨的科学态度，正确对待实验数据和理论推导，遵循科学方法论。 ② 引导学生关注光的衍射在现实生活和科学技术中的应用，培养学生的创新意识和社会责任感。 ③ 教育学生尊重科学、热爱科学，形成积极向上的学习态度和人生观。
教学重难点 1.重点 ① 光的衍射现象的原理及特点，包括单缝衍射和圆孔衍射的规律。 ② 衍射公式的理解与应用，包括计算衍射角和衍射条纹间距等。 ③ 衍射现象在实际生活和科学技术中的应用，如光学成像、光纤通信等。 2.难点 ① 学生可能对衍射现象的抽象性感到困惑，需要通过实例、实验和模拟加深理解。 ② 对复杂数学公式和概念的理解，可能需要更多的时间和耐心。 ③ 分析实际问题时，学生可能在运用衍射原理和衍射公式方面存在困难，需要加强训练。
教学过程
教学环节（一） 师生活动 1.导入新课 ① 通过介绍光通过窗帘、叶片间隙产生的光斑现象，引发学生对光的衍射现象的兴趣。 ② 通过提及CD和DVD的反光特性，让学生了解光的衍射在日常生活中的应用。 ③ 分析X射线衍射在晶体结构分析中的应用，让学生了解衍射在科学研究中的重要性。 ④ 介绍光纤通信中的光的衍射现象，引导学生关注光的衍射在信息传输领域的应用。 ⑤ 通过展示光通过狭缝产生的光斑，帮助学生直观地感受光的衍射现象。
设计意图 设计在该环节里的技术应用的教研与技术融合的目的是否达到。如：“采用展示 石拱桥的图片导课”，让学生从实际生活中的几何图形中观察几何。 通过图片、视频等形式，快速、直观地展示生活中的现象，有助于学生迅速进行学习状态。
教学环节（二） 师生活动 2.主干知识导引 ① 解释光的衍射现象的定义及原理，介绍衍射与干涉的关系。 ② 引导学生探讨单缝衍射和圆孔衍射的规律及特点。 ③ 讲解衍射公式，指导学生如何运用衍射公式进行计算。 ④ 结合实例分析光的衍射在实际生活和科学技术中的应用。
设计意图 设计在该环节的技术应用是否合理。同样需要考虑到技术应用是否能满足教学、是否能创新教学环节、是否符合学生学情等一些列问题。 播放光的衍射视频，增加了可视性，学生对的现象的认识直接，符合认知规律，增加一些可现场进行的小实验，比如用两只笔并排平行日光灯观察衍射条纹，有助于加深学生对知识的认识。
教学环节 （三） 师生活动 3.主要知识详解 ① 定义光的衍射现象，阐述衍射与干涉的联系。 ② 解释单缝衍射现象的特点及规律，介绍波矢和相位差等概念。 ③ 讲解圆孔衍射现象的特点及规律，引导学生理解衍射环的形成原因。 ④ 推导衍射公式，包括衍射角和衍射条纹间距等。 ⑤ 让学生利用衍射公式进行实际问题的计算。 ⑥ 通过实验演示光的衍射现象，帮助学生加深对衍射原理的理解。 ⑦ 使用模拟软件或动画，使学生直观地感受衍射现象及其规律。 ⑧ 分析光的衍射在光学成像、光纤通信等领域的应用。
设计意图 如上思考，建议要充分考虑到“恰当的时机使用恰当的技术”的问题。 实验现象可以视频展示，有条件的改为现场演示，理论分析利用动画、作图等方式进行，介绍光的现象的生产生活中的应用通过视频进行。
教学环节 （四） 师生活动 4.知识总结 ① 总结光的衍射现象的定义、原理及特点。 ② 归纳单缝衍射和圆孔衍射的规律及应用。 ③ 重点复习衍射公式的理解与应用。
设计意图 学生回顾，老师总结以PPT树图展示，系统化。
教学环节 （五） 师生活动 5.课后拓展 ① 让学生研究光通过叶片间隙产生的光斑现象，观察和分析衍射现象。 ② 要求学生关注光的衍射在光学技术领域的应用，如全息成像、光刻技术等。 ③ 提供有关X射线衍射在晶体结构分析中的案例，让学生了解衍射在科学研究中的重要性。 ④ 让学生探讨光纤通信中光的衍射现象对信号传输的影响及解决方法。 ⑤ 鼓励学生进行光的衍射实验，提高实际操作能力和科学探究能力。
设计意图 介绍性内容以视频方式进行，方便高效。
教学环节 （六） 师生活动 六、总结 ① 通过本节课的学习，使学生明确了光的衍射现象的概念、原理及特点，理解了衍射公式和衍射现象在实际生活及科学技术中的应用。
设计意图 通过现场测试的形式对学生掌握情况进行测试，以便检验教学效果，为改进教学提供参考。
板书设计 光的衍射 定义 现象 规律 二、光的干射与衍射对比
教学反思 反思请多反思教学重难点用技术环境展示是否得到了优化、教学过程中的技术应用是否符合预期、学生互动是否满足效果、技术应用是否得到创新等问题。 ② 针对学生的实际情况，教学过程中注重启发学生的思考，引导学生自主探究，提高学生的学习兴趣和科学思维能力。 ③ 在课堂教学中，适时运用实验演示、模拟软件或动画等多媒体手段，以便学生更直观地感受光的衍射现象及其规律，增强教学效果。 ④ 通过本节课的教学，反思教学方法和策略的有效性，不断优化教学环节，提高教学质量。