4.1 测量玻璃的折射率 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 4.1 测量玻璃的折射率 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 174.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-13 09:36:50 | ||
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文档简介
教学设计
课题 《测量玻璃的折射率》
课型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其它课□
教学内容分析：物理实验是物理教学的根底，通过物理实验，可以让学生很容易的记住这种物理现象，然后带领对此现象的一些困惑，去物理教学中寻找原因。物理实验也是物理教学中必不可少的内容，适当的运用一些物理实验进行教学，可以让学生更加直观的了解到那些物理规律，会降低他们的学习难度，并可以激发他们的学习兴趣。
该部分内容位于人教版物理教材选修3-4第十三章第一节，第十三章主要内容为光的几何特性及波动的知识。第一节的主要内容为光的反射与折射的相关知识，测量玻璃折射率为第一节的实验。《普通高中物理课程标准实验》关于折射率内容的要求为：“测定材料的折射率”
学情分析
本部分内容教学对象为高中二年级学生，在此之前学生已经学习过光的反射定律与折射定律，掌握相关知识，知道折射率的定义及特点。对于学生来说虽然已经掌握了理论知识，但是由于对于实验经验不够、实验知识有限、理论知识应用的能力不足等问题，要将光的折射定律应用于实际测量中且进行完整的实验仍有一定的难度。而且我们的这一届学生由于疫情的影响没有参加实验考试，所以大多学生在初中时候基本上没有练习过实验，动手能力很差。
学习目标
①通过实验探究，学会测量玻璃的折射率
②通过合作讨论，说出计算折射率的多种方法和减小实验误差的措施
重难点
①通过实验探究，学会测量玻璃的折射率
②通过合作讨论，说出计算折射率的多种方法和减小实验误差的措施
评价任务
①计算玻璃砖的折射率并展示计算结果
②用作图法计算高考例题并说出实验中出现的问题和解决方案
教学评活动过程教师活动学生活动导入新课教师活动[创设情境]上节课我们学习到光打在玻璃上可以发生折射，那么折射率怎么求呢？
老师演示激光穿过玻璃砖的折射轨迹学生活动通过创设情境，怎么计算玻璃砖的折射率，让学生主动去思考。结合上节课折射率的公式，要求折射率需要测量入射角和折射角，引发学生思考通过什么方法去测量。设计意图：创设情境，激趣设疑，导入新课。环节一：[自主学习]了解实验目的、实验原理、实验器材和实验步骤教师活动
1.展示PPT上的预习内容，提出预习要求2.提问学生展示预习情况学生活动对照课本和导学案，完成新课的预习内容，并完成导学案上的填空
实验目的：
实验原理： 2.展示预习答案设计意图：让学生在做实验前清楚本节实验的目的原理及操作步骤，方便接下来进行实验。环节二：合作完成实验并展示实验结果教师活动要求：对照导学案的实验步骤，完成实验并计算出折射率。
组织实验，教师巡视中适当指导。
一般角度的正弦值不会计算，指导学生换其他方法。安排每组的代表展示本组的实验数据。提出问题：一般角度的正弦值怎么计算呢？
从计算出结果的小组中挑选一人上台讲解计算过程。
对上台展示的学生作出点评和补充学生活动
1检查实验器材
2. 4人一小组，分别进行实验操作并计算出玻璃砖的折射率。多次测量填写实验数据表格，计算出玻璃的折射率n
3.小组代表上讲台书写展示本组实验结果。
4.学生代表详细讲解一般角度时怎么计算正弦值（作图法）把角度正弦值之比换成长度之比。
设计意图：培养学生动手、合作交流和分析计算的能力；理论在实践中运用，查找问题。环节三：合作讨论实验中的问题并提出解决措施教师活动
从大家展示的结果来看，没有一组是相同的。那么大家再次分析刚才的试验中哪些步骤会导致结果误差偏大，怎么避免呢？学生活动
1.小组讨论刚才实验中出现的问题，并且找出相应的解决措施。
2.小组代表展示本组的讨论成果。3.学生代表完成PPT上问题。设计意图：了解实验都是有误差的，复盘操作过程对实验的认识更加清楚。环节四：对点训练教师活动
这个实验到这大家已经非常清楚了，那么在高考中它是怎样考查的？大家一起来完成例1和例2
巡视查看学生的练习情况，给予个别指导。
学生完成后，找做出来的同学给大家讲解解题思路。
先练习例1→学生代表讲解→再完成例2→学生代表讲解
老师作出点评和补充。学生活动
1.完成2019年天津卷对应例题
例1 某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)
2.学生代表展示答案并讲解解题思路
3.完成2022年江苏二模对应例题例2某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示，直线与之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ）A．该同学在插大头针c时，只要使其挡住b的像即可B．入射角较大时光会在玻璃砖下表面可能发生全反射C．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
4.学生代表展示答案并讲解解题思路设计意图：了解本节所学知识在高考中出现的题目形式环节五：小结教师活动学生活动
学生代表完成本节的内容梳理和总结环节六：作业设计教师活动
作业布置：咱们这节课主要练行玻璃砖的测量，那如果是两面不平行的呢？比如说半圆形玻璃砖的折射率怎么测量？水的折射率又怎么测量呢？大家课下讨论研究找出方案。学生活动
课下讨论完成方案的设计：测量半圆形玻璃和水的折射率
板书设计实验：测量玻璃砖的折射率实验原理二、数据处理
1.平均值法
2.作图法
3.图像法三、注意事项
达标检测1.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则：（1）甲同学测得的折射率与真实值相比_________（填“偏大”“偏小”或“不变”）（2）乙同学测得的折射率与真实值相比__________ （填“偏大”“偏小”或“不变”）。2．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（ ）A．入射角应适当小些B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面D．应选用细的大头针完成实验3.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ）A．大头针P4 须挡住P3及P1、P2的像B．入射角越大，折射率的测量越准确C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，折射率的测量值将偏大
4.某同学用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：A．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d，算出半径r= 然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2；C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O；D．以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB下方恰好看不到P2和P1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB，并作出光路图，如图所示。（1）看不到P2和P1的像是因为发生了______；（2）只使用毫米刻度尺，还需要测量______（选择“OD”或“CD”）的长度，记作l；（3）玻璃砖的折射率的表达式n=______。
教学反思与改进学生已经掌握了光一些基本性质，并了解了折射现象，他们追切需要一种方法更接近事实。学生通过解析几何和圆锥曲线的学习，对三维空间已有一定程度的认识，但尚不能熟练掌握。本节课是一堂很好的物理规律探究课，呈现在学生面前的是现象，是过程，而不是结论。而且我们的这一届学生由于疫情的影响没有参加实验考试，所以大多学生在初中时候基本上没有练习过实验，动手能力很差，所以本节内容主要围绕学生做实验和数据处理来进行。本节课的突出特点主要表现在以下几方面：1.因为是实验课，所以提前告诉学生本节课做实验，极大的引起学生的兴趣。考虑到学生的动手能力较弱，所以导学案上有对应的详细的实验步骤，让学生参照完成实验。2.对于实验操作这一重点的突破我主要是放手让学生自己去做，没有演示或者过多的干预，让学生完全经过自己的努力去取得想要的实验成果，从而获得更多的满足感和成就感，培养学生的学习兴趣。这样既加深了他们对概念的理解，又真实的锻炼了所有人的动手能力。实验结果完成后，再让他们逐个展示，这个过程有了先后顺序，同学们也比较积极的分享自己组的成果。中间有一组同学只测量了数据不会进行下一步的计算，这样正好让计算出结果的同学展示他们的数据处理方法，从而达到更好的效果。同学们通过实验和讨论活跃了课堂气氛，同时也培养了他们的归纳能力和语言组织能力。只是由于学生平时上课自己讨论归纳的不多，所以归纳和语言组织能力还有所欠缺，以后上课应该多让学生自己主动讨论归纳，注意培养他们的归纳能力和语言组织能力。3.教学难点是实验过程及数据的处理，为了保证实验效果，专门找的泡沫板方便插针，从最后的数据结果来看，同学们的实验做的还不错，误差不是太大。巡视过程中各小组成员都能积极参与实验过程，相互配合完成，一人阅读操作步骤，一人动手插针观察，一人测量角度记录数据。数据处理过程有的组别没有特殊的技巧方法，没有得到最后的实验数据。4.在教学中采用合作的学习方式，有利于促进学生的主动参与性，不仅限于小组内，还包括小组间的分析与评价，以此加深学生对这个实验的理解，并以多小组呈现结果，最后归纳得出结论。改进：1.导入部分想的是展示光在玻璃砖中发生偏折现象，但是实际操作的结果很不理想，演示道具不给力，没有观察到玻璃砖的光路。改进措施：这个现象不好操作，可以用视频的形式展示给同学们更加直观有效。2.进行实验的过程是让学生参照操作步骤直接开始，没有老师演示或观看教学视频，巡视过程中发现很多操作不规范的地方，学生没有留意到。开始实验前老师应该更加具体的给学生提出相应的要求，让学生在实验过程中注意到这些问题。3.多注意锤炼语言，语言简洁生动有趣不啰嗦，这样学生会更喜欢。
课题 《测量玻璃的折射率》
课型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其它课□
教学内容分析：物理实验是物理教学的根底，通过物理实验，可以让学生很容易的记住这种物理现象，然后带领对此现象的一些困惑，去物理教学中寻找原因。物理实验也是物理教学中必不可少的内容，适当的运用一些物理实验进行教学，可以让学生更加直观的了解到那些物理规律，会降低他们的学习难度，并可以激发他们的学习兴趣。
该部分内容位于人教版物理教材选修3-4第十三章第一节，第十三章主要内容为光的几何特性及波动的知识。第一节的主要内容为光的反射与折射的相关知识，测量玻璃折射率为第一节的实验。《普通高中物理课程标准实验》关于折射率内容的要求为：“测定材料的折射率”
学情分析
本部分内容教学对象为高中二年级学生，在此之前学生已经学习过光的反射定律与折射定律，掌握相关知识，知道折射率的定义及特点。对于学生来说虽然已经掌握了理论知识，但是由于对于实验经验不够、实验知识有限、理论知识应用的能力不足等问题，要将光的折射定律应用于实际测量中且进行完整的实验仍有一定的难度。而且我们的这一届学生由于疫情的影响没有参加实验考试，所以大多学生在初中时候基本上没有练习过实验，动手能力很差。
学习目标
①通过实验探究，学会测量玻璃的折射率
②通过合作讨论，说出计算折射率的多种方法和减小实验误差的措施
重难点
①通过实验探究，学会测量玻璃的折射率
②通过合作讨论，说出计算折射率的多种方法和减小实验误差的措施
评价任务
①计算玻璃砖的折射率并展示计算结果
②用作图法计算高考例题并说出实验中出现的问题和解决方案
教学评活动过程教师活动学生活动导入新课教师活动[创设情境]上节课我们学习到光打在玻璃上可以发生折射，那么折射率怎么求呢？
老师演示激光穿过玻璃砖的折射轨迹学生活动通过创设情境，怎么计算玻璃砖的折射率，让学生主动去思考。结合上节课折射率的公式，要求折射率需要测量入射角和折射角，引发学生思考通过什么方法去测量。设计意图：创设情境，激趣设疑，导入新课。环节一：[自主学习]了解实验目的、实验原理、实验器材和实验步骤教师活动
1.展示PPT上的预习内容，提出预习要求2.提问学生展示预习情况学生活动对照课本和导学案，完成新课的预习内容，并完成导学案上的填空
实验目的：
实验原理： 2.展示预习答案设计意图：让学生在做实验前清楚本节实验的目的原理及操作步骤，方便接下来进行实验。环节二：合作完成实验并展示实验结果教师活动要求：对照导学案的实验步骤，完成实验并计算出折射率。
组织实验，教师巡视中适当指导。
一般角度的正弦值不会计算，指导学生换其他方法。安排每组的代表展示本组的实验数据。提出问题：一般角度的正弦值怎么计算呢？
从计算出结果的小组中挑选一人上台讲解计算过程。
对上台展示的学生作出点评和补充学生活动
1检查实验器材
2. 4人一小组，分别进行实验操作并计算出玻璃砖的折射率。多次测量填写实验数据表格，计算出玻璃的折射率n
3.小组代表上讲台书写展示本组实验结果。
4.学生代表详细讲解一般角度时怎么计算正弦值（作图法）把角度正弦值之比换成长度之比。
设计意图：培养学生动手、合作交流和分析计算的能力；理论在实践中运用，查找问题。环节三：合作讨论实验中的问题并提出解决措施教师活动
从大家展示的结果来看，没有一组是相同的。那么大家再次分析刚才的试验中哪些步骤会导致结果误差偏大，怎么避免呢？学生活动
1.小组讨论刚才实验中出现的问题，并且找出相应的解决措施。
2.小组代表展示本组的讨论成果。3.学生代表完成PPT上问题。设计意图：了解实验都是有误差的，复盘操作过程对实验的认识更加清楚。环节四：对点训练教师活动
这个实验到这大家已经非常清楚了，那么在高考中它是怎样考查的？大家一起来完成例1和例2
巡视查看学生的练习情况，给予个别指导。
学生完成后，找做出来的同学给大家讲解解题思路。
先练习例1→学生代表讲解→再完成例2→学生代表讲解
老师作出点评和补充。学生活动
1.完成2019年天津卷对应例题
例1 某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)
2.学生代表展示答案并讲解解题思路
3.完成2022年江苏二模对应例题例2某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示，直线与之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ）A．该同学在插大头针c时，只要使其挡住b的像即可B．入射角较大时光会在玻璃砖下表面可能发生全反射C．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
4.学生代表展示答案并讲解解题思路设计意图：了解本节所学知识在高考中出现的题目形式环节五：小结教师活动学生活动
学生代表完成本节的内容梳理和总结环节六：作业设计教师活动
作业布置：咱们这节课主要练行玻璃砖的测量，那如果是两面不平行的呢？比如说半圆形玻璃砖的折射率怎么测量？水的折射率又怎么测量呢？大家课下讨论研究找出方案。学生活动
课下讨论完成方案的设计：测量半圆形玻璃和水的折射率
板书设计实验：测量玻璃砖的折射率实验原理二、数据处理
1.平均值法
2.作图法
3.图像法三、注意事项
达标检测1.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则：（1）甲同学测得的折射率与真实值相比_________（填“偏大”“偏小”或“不变”）（2）乙同学测得的折射率与真实值相比__________ （填“偏大”“偏小”或“不变”）。2．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（ ）A．入射角应适当小些B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面D．应选用细的大头针完成实验3.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ）A．大头针P4 须挡住P3及P1、P2的像B．入射角越大，折射率的测量越准确C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，折射率的测量值将偏大
4.某同学用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：A．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d，算出半径r= 然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2；C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O；D．以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB下方恰好看不到P2和P1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB，并作出光路图，如图所示。（1）看不到P2和P1的像是因为发生了______；（2）只使用毫米刻度尺，还需要测量______（选择“OD”或“CD”）的长度，记作l；（3）玻璃砖的折射率的表达式n=______。
教学反思与改进学生已经掌握了光一些基本性质，并了解了折射现象，他们追切需要一种方法更接近事实。学生通过解析几何和圆锥曲线的学习，对三维空间已有一定程度的认识，但尚不能熟练掌握。本节课是一堂很好的物理规律探究课，呈现在学生面前的是现象，是过程，而不是结论。而且我们的这一届学生由于疫情的影响没有参加实验考试，所以大多学生在初中时候基本上没有练习过实验，动手能力很差，所以本节内容主要围绕学生做实验和数据处理来进行。本节课的突出特点主要表现在以下几方面：1.因为是实验课，所以提前告诉学生本节课做实验，极大的引起学生的兴趣。考虑到学生的动手能力较弱，所以导学案上有对应的详细的实验步骤，让学生参照完成实验。2.对于实验操作这一重点的突破我主要是放手让学生自己去做，没有演示或者过多的干预，让学生完全经过自己的努力去取得想要的实验成果，从而获得更多的满足感和成就感，培养学生的学习兴趣。这样既加深了他们对概念的理解，又真实的锻炼了所有人的动手能力。实验结果完成后，再让他们逐个展示，这个过程有了先后顺序，同学们也比较积极的分享自己组的成果。中间有一组同学只测量了数据不会进行下一步的计算，这样正好让计算出结果的同学展示他们的数据处理方法，从而达到更好的效果。同学们通过实验和讨论活跃了课堂气氛，同时也培养了他们的归纳能力和语言组织能力。只是由于学生平时上课自己讨论归纳的不多，所以归纳和语言组织能力还有所欠缺，以后上课应该多让学生自己主动讨论归纳，注意培养他们的归纳能力和语言组织能力。3.教学难点是实验过程及数据的处理，为了保证实验效果，专门找的泡沫板方便插针，从最后的数据结果来看，同学们的实验做的还不错，误差不是太大。巡视过程中各小组成员都能积极参与实验过程，相互配合完成，一人阅读操作步骤，一人动手插针观察，一人测量角度记录数据。数据处理过程有的组别没有特殊的技巧方法，没有得到最后的实验数据。4.在教学中采用合作的学习方式，有利于促进学生的主动参与性，不仅限于小组内，还包括小组间的分析与评价，以此加深学生对这个实验的理解，并以多小组呈现结果，最后归纳得出结论。改进：1.导入部分想的是展示光在玻璃砖中发生偏折现象，但是实际操作的结果很不理想，演示道具不给力，没有观察到玻璃砖的光路。改进措施：这个现象不好操作，可以用视频的形式展示给同学们更加直观有效。2.进行实验的过程是让学生参照操作步骤直接开始，没有老师演示或观看教学视频，巡视过程中发现很多操作不规范的地方，学生没有留意到。开始实验前老师应该更加具体的给学生提出相应的要求，让学生在实验过程中注意到这些问题。3.多注意锤炼语言，语言简洁生动有趣不啰嗦，这样学生会更喜欢。