13. 光的折射 教学设计
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13.
光的折射
教学设计
1教学目标
1、通过多种光的折射现象的观察、实验、讨论与分析，建立光的折射概念：光由一种透明物质进入另一种透明物质，光的传播方向通常会发生偏折，这种现象叫光的折射。
2、初步学会做光的折射实验；具有观察实验、分析、归纳推理能力。
3、初步具有对光的折射的研究兴趣，实事求是的科学态度。
2新设计
本课，教师从学生的原有认知出发，帮助学生逐渐建构光的折射概念。首先，教师通过前测，了解了学生的认知基础。课堂上，通过提出问题和猜想环节，第一次挑起学生的矛盾认知，再通过扎鱼游戏，再次引发学生的认知矛盾，并以此为动力，通过更多光的折射现象的观察，运用归纳的方法，使学生初步认识光从水中进入到空气中，传播方向会发生偏折的事实，在此基础上进一步提出问题，认识光由空气进入水中，或光在其他透明物体中的多发生的现象，通过对众多折射现象的观察、实验、讨论、比较和分析，使学生建立了光的折射概念，解决了学生的认知冲突，实现了概念转变。
本教学设计注重学生思维能力的发展。本课，在提出问题、进行猜想后，教师从扎鱼游戏开始，挑起学生的矛盾认知，然后通过硬币、筷子等实验的对比分析，归纳光从水中进入空气中，光的传播方向发生偏折的现象，然后运用类比推理，探究光由空气进入到水中也会发生折射现象，再将研究内容逐渐扩展到其他透明物质，最终建立光的折射概念。这样的设计，力图通过众多事实的观察、实验、对比、分析、归纳的过程，使学生获得理性认知，发展学生的思维能力。
3学情分析
分析了课标、教材和教学方式手段，那么，学生在学习本课之前又有着怎样的学习基础呢？
知识储备：知道光是沿直线传播的，知道什么是光的反射；知道由于物体反射了光，有光传入我们的眼睛，我们才能看到物体。
为了了解学生对光的折射有着怎样的认识，我对学生还进行了前测：问题1，如下图左，五年级2班有29名同学，其中有11人提到光的折射这个词，但绝大多数学生并不能解释什么是光的折射现象，向哪个方向折射；有12人认为光照到水面会四散开来，有3人认为光会沿着一条线反射出去，还有2人认为光是沿着直线传播出去的。1人认为光就停在水面上，不传播出去。
[饼图]
[前测题2]
[前测题1]
问题2：如上图右，无一人答对。
已有能力：初步具备了观察实验、讨论、分析与交流的能力。
认知特点：五年级学生处在具体运算阶段，思维处于从具体形象思维向抽象概括思维过渡阶段。
由以上对学生前测及已有能力、认知特点的分析，我发现：大多数同学不知道什么是光的折射，即使部分同学能说出光的折射这个词，但他们并不清楚什么是折射。还有不少同学对光的反射和折射的认识是混乱的，如：学生认为“反射”就是镜子将光返回原来的地方；“折射”就是镜子将光
“返”到其它地方。光的反射是学生认识光的折射的基础，因此在上课之前，学生必须清楚光是沿着直线传播的，知道什么是光的反射，知道我们能看到物体，是因为物体反射光的缘故。理解了上述知识，学生才能建构光的折射概念。
因此，在教学中，教师要从学生的原有认识出发，通过众多具体可感的实验现象的观察和分析，以贴近学生生活实际的学生感兴趣的活动展开探究，经历观察、实验、对比、分析、归纳的过程，最终，学生获得理性认知，建立折射概念。
4重点难点
教学重点：通过多种光的折射现象的观察、实验、讨论与分析，建立光的折射概念。
教学难点：分析光的传播方向，记录和描述光由一种透明物质进入到另一种透明物质时，传播方向所发生的变化。
5教学过程
提出问题
谈话：我们已经知道，光在空气中是怎样传播的？光在水中是怎样传播的？如果我们让一束光从水中进入到空气中，光的传播方向是否会发生变化呢？ 今天这节课，我们就来研究这个问题。
进行猜想
谈话：课前，就这个问题，老师对同学们进行了前测，我们班有四种不同的答案，有的说光是沿着直线传播出去的；有的认为光传播到水面会反射回来，有的同学认为在水面处会发生折射；还有的认为光照到水面会四散开来。这么多想法，到底谁说的对呀？我们确实需要探究一下。
三．实验探究，认识光的折射现象
（一）认识光从水中进入到空气中，发生的折射现象。
实验一： 为了研究这个问题，我们先来玩一个扎鱼游戏，教师在水槽底部装了一只用橡皮泥做的小鱼，一会儿，你们两个人合作，先接通电路，让小鱼发光，然后把鱼叉穿过支架和水槽边小夹子上的圆孔，调整鱼竿与水槽的距离和角度，从鱼竿的圆头瞄准，直到你认为鱼竿正好能扎到鱼为止，这时，为了不让支架移动，可以请同学帮你按住支架，签字顺直向下扎，看你的签子能不能扎到小鱼，然后，向水槽里倒水，再用同样的方法，先在水外面签子的圆头瞄准，瞄准后顺直扎入水中，试一试能不能扎到有水的水槽中的小鱼，在此过程中你可不要随意地改变签子的方向，甚至吧签子折弯，仔细地观察，认真地思考，实事求是地记录实验现象。 各组同学自行实验，汇报实验现象。同学们发现，没水的小鱼很容易扎到，而有水的小鱼却扎不到。 提问：为什么有水小鱼就扎不到了？ 预设1：在水中的小鱼的位置不是实际的小鱼的位置，即小鱼在水中的位置发生而来变化。 策略1：为什么在水中小鱼的位置会发生变化呢？生：光从水中进入到空气中，光的传播路线发生了变化。所以，我们看到的并不是小鱼所在的实际位置。 测设2：光从空气进入水中，发生了折射？ 策略2：你能说一说什么是折射吗？是不是光从水中进入到空气中，光的传播方向发生了变化呢，我们继续研究。
实验二：把一根塑料棒放进玻璃杯里，从斜上方观察，塑料棒是直的还是弯的，然后往玻璃杯里倒水，再从斜上方观察会发生什么现象？记录下来。
实验三：在碗底放入硬币，请一位同学帮忙，移动碗的位置，使自己的眼睛刚好看不到硬币，再请那位同学慢慢的把水加入碗中，观察会发生什么现象？思考为什么会发生这样的现象？ 汇报实验现象。 教师提问：没放水时筷子是直的，放上水后筷子在水面弯折了？筷子为什么会在水面处弯折呢？硬币开始看不到，倒上水以后就看到了？为什么倒上水就看到了呢？ 讨论以上三个实验有什么共同的地方？
教师小结：通过以上三个实验，我们发现，光从水中进入到空气中，光的传播方向会发生移动、变化、拐弯、跑偏等，我们称它为偏折。板书偏折
（二）认识光从空气进入到水中，发生的折射现象。
过渡：光从水中进入空气中，传播方向发生偏折，那光由空气进入到水中，光的传播方向是否也发生偏折呢？那我们通过实验证明我们的想法。
引入纸缝实验：把一张一半是黑一半是白的纸贴在杯子，让激光笔的光通过黑纸上的直缝斜射入玻璃杯内，观察光照射在直缝对面的玻璃杯壁的白纸上的位置，进行记录。接着，不移动杯子和手电筒的位置，向玻璃杯里倒半杯水，观察光射在玻璃杯对面杯壁上的位置。记录下来。注意：激光笔与杯子之间要隔开10cm的距离并使光线倾斜射入。
学生观察记录汇报后，教师引导学生想：激光笔与杯子之间有什么？空气。那杯子里面有什么？水，因此，光的传播方向是从空气进入水中，由此我们可以发现：光从空气进入水中，传播方向怎样？也发生偏折。
（三）探究光在空气与玻璃之间的折射现象。
1、过渡：光由水中进入空气中，光的传播方向发生偏折，光由空气进入水中，光的传播方向发生偏折，还有哪些像水、空气这样的物质？玻璃，同学们看，老师这里有一个三棱镜，玻璃做的，老师让一束光通过三棱镜，发生了这样的现象，你能利用我们刚刚学到的知识试着解释一下吗？光由空气进入玻璃，传播方向发生折射，光由玻璃进入空气，光的传播方向也发生了偏折。
2、师生小结：光从玻璃进入到空气中，或者光从空气进入玻璃，光的传播方向都会发生偏折。板书
3、提问：光由水中进入空气，由空气进入水中，光由空气进入玻璃，或由玻璃进入到空气中，都会发生偏折（指板书），其实，这些现象都是光的折射现象，那空气、水、玻璃等都是什么样的物体：（透明的）你能不能用一句话概括一下，什么是光的折射？
5、教师小结并强调条件，“通常情况下”并板书，光从一种透明物体进入到另一种透明物体，光的传播方向通常会发生偏折，还有特殊的现象，因此，我们说，光从一种透明物质进入到另一种透明物质，光的传播方向通常会发生偏折，这种现象叫光的折射。
四．应用并引出新问题
1、解释我们一开始的猜想；解释扎鱼的方法。
2、出示凸透镜，光由空气进入到玻璃，再由玻璃回到空气中时，会发生什么现象？（折射现象）如果我们让一束光通过这种特殊的玻璃，会发生什么现象呢？我们下节课继续研究。
光的折射
教学设计
1教学目标
1、通过多种光的折射现象的观察、实验、讨论与分析，建立光的折射概念：光由一种透明物质进入另一种透明物质，光的传播方向通常会发生偏折，这种现象叫光的折射。
2、初步学会做光的折射实验；具有观察实验、分析、归纳推理能力。
3、初步具有对光的折射的研究兴趣，实事求是的科学态度。
2新设计
本课，教师从学生的原有认知出发，帮助学生逐渐建构光的折射概念。首先，教师通过前测，了解了学生的认知基础。课堂上，通过提出问题和猜想环节，第一次挑起学生的矛盾认知，再通过扎鱼游戏，再次引发学生的认知矛盾，并以此为动力，通过更多光的折射现象的观察，运用归纳的方法，使学生初步认识光从水中进入到空气中，传播方向会发生偏折的事实，在此基础上进一步提出问题，认识光由空气进入水中，或光在其他透明物体中的多发生的现象，通过对众多折射现象的观察、实验、讨论、比较和分析，使学生建立了光的折射概念，解决了学生的认知冲突，实现了概念转变。
本教学设计注重学生思维能力的发展。本课，在提出问题、进行猜想后，教师从扎鱼游戏开始，挑起学生的矛盾认知，然后通过硬币、筷子等实验的对比分析，归纳光从水中进入空气中，光的传播方向发生偏折的现象，然后运用类比推理，探究光由空气进入到水中也会发生折射现象，再将研究内容逐渐扩展到其他透明物质，最终建立光的折射概念。这样的设计，力图通过众多事实的观察、实验、对比、分析、归纳的过程，使学生获得理性认知，发展学生的思维能力。
3学情分析
分析了课标、教材和教学方式手段，那么，学生在学习本课之前又有着怎样的学习基础呢？
知识储备：知道光是沿直线传播的，知道什么是光的反射；知道由于物体反射了光，有光传入我们的眼睛，我们才能看到物体。
为了了解学生对光的折射有着怎样的认识，我对学生还进行了前测：问题1，如下图左，五年级2班有29名同学，其中有11人提到光的折射这个词，但绝大多数学生并不能解释什么是光的折射现象，向哪个方向折射；有12人认为光照到水面会四散开来，有3人认为光会沿着一条线反射出去，还有2人认为光是沿着直线传播出去的。1人认为光就停在水面上，不传播出去。
[饼图]
[前测题2]
[前测题1]
问题2：如上图右，无一人答对。
已有能力：初步具备了观察实验、讨论、分析与交流的能力。
认知特点：五年级学生处在具体运算阶段，思维处于从具体形象思维向抽象概括思维过渡阶段。
由以上对学生前测及已有能力、认知特点的分析，我发现：大多数同学不知道什么是光的折射，即使部分同学能说出光的折射这个词，但他们并不清楚什么是折射。还有不少同学对光的反射和折射的认识是混乱的，如：学生认为“反射”就是镜子将光返回原来的地方；“折射”就是镜子将光
“返”到其它地方。光的反射是学生认识光的折射的基础，因此在上课之前，学生必须清楚光是沿着直线传播的，知道什么是光的反射，知道我们能看到物体，是因为物体反射光的缘故。理解了上述知识，学生才能建构光的折射概念。
因此，在教学中，教师要从学生的原有认识出发，通过众多具体可感的实验现象的观察和分析，以贴近学生生活实际的学生感兴趣的活动展开探究，经历观察、实验、对比、分析、归纳的过程，最终，学生获得理性认知，建立折射概念。
4重点难点
教学重点：通过多种光的折射现象的观察、实验、讨论与分析，建立光的折射概念。
教学难点：分析光的传播方向，记录和描述光由一种透明物质进入到另一种透明物质时，传播方向所发生的变化。
5教学过程
提出问题
谈话：我们已经知道，光在空气中是怎样传播的？光在水中是怎样传播的？如果我们让一束光从水中进入到空气中，光的传播方向是否会发生变化呢？ 今天这节课，我们就来研究这个问题。
进行猜想
谈话：课前，就这个问题，老师对同学们进行了前测，我们班有四种不同的答案，有的说光是沿着直线传播出去的；有的认为光传播到水面会反射回来，有的同学认为在水面处会发生折射；还有的认为光照到水面会四散开来。这么多想法，到底谁说的对呀？我们确实需要探究一下。
三．实验探究，认识光的折射现象
（一）认识光从水中进入到空气中，发生的折射现象。
实验一： 为了研究这个问题，我们先来玩一个扎鱼游戏，教师在水槽底部装了一只用橡皮泥做的小鱼，一会儿，你们两个人合作，先接通电路，让小鱼发光，然后把鱼叉穿过支架和水槽边小夹子上的圆孔，调整鱼竿与水槽的距离和角度，从鱼竿的圆头瞄准，直到你认为鱼竿正好能扎到鱼为止，这时，为了不让支架移动，可以请同学帮你按住支架，签字顺直向下扎，看你的签子能不能扎到小鱼，然后，向水槽里倒水，再用同样的方法，先在水外面签子的圆头瞄准，瞄准后顺直扎入水中，试一试能不能扎到有水的水槽中的小鱼，在此过程中你可不要随意地改变签子的方向，甚至吧签子折弯，仔细地观察，认真地思考，实事求是地记录实验现象。 各组同学自行实验，汇报实验现象。同学们发现，没水的小鱼很容易扎到，而有水的小鱼却扎不到。 提问：为什么有水小鱼就扎不到了？ 预设1：在水中的小鱼的位置不是实际的小鱼的位置，即小鱼在水中的位置发生而来变化。 策略1：为什么在水中小鱼的位置会发生变化呢？生：光从水中进入到空气中，光的传播路线发生了变化。所以，我们看到的并不是小鱼所在的实际位置。 测设2：光从空气进入水中，发生了折射？ 策略2：你能说一说什么是折射吗？是不是光从水中进入到空气中，光的传播方向发生了变化呢，我们继续研究。
实验二：把一根塑料棒放进玻璃杯里，从斜上方观察，塑料棒是直的还是弯的，然后往玻璃杯里倒水，再从斜上方观察会发生什么现象？记录下来。
实验三：在碗底放入硬币，请一位同学帮忙，移动碗的位置，使自己的眼睛刚好看不到硬币，再请那位同学慢慢的把水加入碗中，观察会发生什么现象？思考为什么会发生这样的现象？ 汇报实验现象。 教师提问：没放水时筷子是直的，放上水后筷子在水面弯折了？筷子为什么会在水面处弯折呢？硬币开始看不到，倒上水以后就看到了？为什么倒上水就看到了呢？ 讨论以上三个实验有什么共同的地方？
教师小结：通过以上三个实验，我们发现，光从水中进入到空气中，光的传播方向会发生移动、变化、拐弯、跑偏等，我们称它为偏折。板书偏折
（二）认识光从空气进入到水中，发生的折射现象。
过渡：光从水中进入空气中，传播方向发生偏折，那光由空气进入到水中，光的传播方向是否也发生偏折呢？那我们通过实验证明我们的想法。
引入纸缝实验：把一张一半是黑一半是白的纸贴在杯子，让激光笔的光通过黑纸上的直缝斜射入玻璃杯内，观察光照射在直缝对面的玻璃杯壁的白纸上的位置，进行记录。接着，不移动杯子和手电筒的位置，向玻璃杯里倒半杯水，观察光射在玻璃杯对面杯壁上的位置。记录下来。注意：激光笔与杯子之间要隔开10cm的距离并使光线倾斜射入。
学生观察记录汇报后，教师引导学生想：激光笔与杯子之间有什么？空气。那杯子里面有什么？水，因此，光的传播方向是从空气进入水中，由此我们可以发现：光从空气进入水中，传播方向怎样？也发生偏折。
（三）探究光在空气与玻璃之间的折射现象。
1、过渡：光由水中进入空气中，光的传播方向发生偏折，光由空气进入水中，光的传播方向发生偏折，还有哪些像水、空气这样的物质？玻璃，同学们看，老师这里有一个三棱镜，玻璃做的，老师让一束光通过三棱镜，发生了这样的现象，你能利用我们刚刚学到的知识试着解释一下吗？光由空气进入玻璃，传播方向发生折射，光由玻璃进入空气，光的传播方向也发生了偏折。
2、师生小结：光从玻璃进入到空气中，或者光从空气进入玻璃，光的传播方向都会发生偏折。板书
3、提问：光由水中进入空气，由空气进入水中，光由空气进入玻璃，或由玻璃进入到空气中，都会发生偏折（指板书），其实，这些现象都是光的折射现象，那空气、水、玻璃等都是什么样的物体：（透明的）你能不能用一句话概括一下，什么是光的折射？
5、教师小结并强调条件，“通常情况下”并板书，光从一种透明物体进入到另一种透明物体，光的传播方向通常会发生偏折，还有特殊的现象，因此，我们说，光从一种透明物质进入到另一种透明物质，光的传播方向通常会发生偏折，这种现象叫光的折射。
四．应用并引出新问题
1、解释我们一开始的猜想；解释扎鱼的方法。
2、出示凸透镜，光由空气进入到玻璃，再由玻璃回到空气中时，会发生什么现象？（折射现象）如果我们让一束光通过这种特殊的玻璃，会发生什么现象呢？我们下节课继续研究。