鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册 4.1 光的折射 教学设计（表格式）

课 题 4.1 光的折射
教材分析 课标分析： 通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。
教材分析： 本教材对光的反射知识做了简单的回顾，这部分内容学生在初中已有所学习。 教材首先以射水鱼为情景，引出光的折射的概念。接着通过折射实验，观察入射 角和折射角的大小和动态变化情况，引导学生对物理现象进行简单的分析和推理， 建构物理模型。通过对数据的定量研究，得到折射定律并介绍折射率这个反应介 质光学性质的物理量。最后，教材通过一个测量玻璃折射率的实验和例题来落实 折射率公式的应用 , 加深对折射率公式的理解。
学情分析 1. 知识方面：学生已经学习了机械波的波动特征，通过干涉实验、衍射实验等 能理解光的波动性；另外，初中已经学过了光的反射、折射等现象，为进一 步的学习奠定知识基础。 2. 能力方面：学生具有一定的观察、分析、探究能力，且对科学探究环节和物理研究方法比较熟悉，但实验设计探究能力还欠缺，实际动手能力待提高。
教学目标 物理观念 通过实验、联系生活等方式使学生了解并能解释生活中的折射现象，建立对光的认识。
科学思维 通过体会光线模型的建立过程，使学生会用光线模型探索生活中光的折射、反射问题，培养学生运用光线模型推理、论证的能力。
科学探究 通过亲历折射率和入射角、折射角的关系、测量玻璃折射率 ”的探究过程，使学生学会实验方案的设计、数据的收集及处理，培养学生的分析归纳、评估交流、合作反思的能力。
科学态度与责任 通过生活中光的折射现象的观察解释，体会物理源于生活 , 又回归生活，培养学生的社会责任感与学以致用的态度
教学重难点 重点：光的折射定律；折射率及测量 难点：折射率的概念及测量原理；用折射定律解释相关的光现象和有关的计算问题
教学方法 讲授法、小组合作探究实验、演示实验
教学用具 黑板、多媒体、光的折射实验演示仪、大头针、图钉、方玻璃砖、圆规、直尺
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
教师活动 学生活动
新课导入 “神奇的硬币 ”魔术展示 在纸杯底部固定一硬币，在不加水时 , 看不到硬币，加满水后，能够看到硬币 观察现象 通过现象明显的小 实验引入，创设问题情境，激发学生 的学习兴趣
新知讲解 一、 光的折射 任务一：观察实验，定性分析 1. 利用“光的折射演示仪 ”演示实验： 光从空气射入水中时，一部分光线反 射回到空气中，一部分光线进入水中 , 且光线发生偏折 2. 复习反射现象 ①定义 ②反射定律 3. 引出折射现象定义 4. 引导学生思考探究： 思考 1： 光从空气斜射入水时，折射光线 是偏向还是偏离法线 光从水斜射入空气时，折射光线 是偏向还是偏离法线 思考 2：逐渐增大入射角，折射角如何 变化？ 任务二：合作探究，定量研究 5.利用“光的折射演示仪”，小组合作， 通过多次改变入射角，测得其折射角， 探究其二者之间的定量关系 6.得出结论：入射角的正弦与折射角的正弦成正比 7.介绍光的折射定律的探索历程 8.总结归纳光的折射定律的内容 9.引导学生进一步思考： 思考 3：根据下列两图分析， 观察实验现象 回忆初中所学的反 射现象和折射现象 的 相关知识，为本节 课 的学习做好准备 学生回答： 偏向法线 偏离法线 随着入射角的增大 , 折射角逐渐增大 分组进行实验探究 , 得到入射角的正弦 值与折射角的正弦 值 成正比的结论 了解物理学史，体 会 物理研究的艰辛 通过演示实验， 带 领学生对初中学过 的光学知识进行复 习 , 为本节课的学 习做 铺垫 通过引导学生思 考，发现光的折射 的 定性规律，进一 步引 出对入射角和折射角 之间定量关系的探究 通过分组探究实 验，从提出猜想到 实 验探究，最后得出结 论，让学生经历完整 的实验探究过程，得 到入射角、折射角的 定量关系，从而突出 重点， 突破难点。 通过对物理学史 的 简单介绍，让学生 认识到科学发展的 艰 辛，培养学生的 乐于 探究的品质
①折射定律中的比值 n 反映了什么 ②你认为比值 n 和什么因素有关？ 二、 折射率 1. 得出定义 2. 表达式 3. 练一练 一束光从某种介质射入真空中时，入射角 θ 1=30 ° , 折射角 θ2=60 °,光 路如图所示，求该介质的绝对折射 率？ 4.折射率与光速的关系 三、 测量玻璃的折射率 实验器材：大头针若干、玻璃砖、白 纸、铅笔、直尺、量角器 思考：利用以上实验器材，请同学们尝试进行实验方案设计 规范实验步骤： 1.如图所示,将白纸用图钉按在绘图板上,先在白纸上画出一条直线 a 作为 界面。过 a 上的一点O 画出界面的法 线NN ′,并画一条线段 AO 作为入射光 线。 2.把长方形玻璃砖平放在白纸上,使它的一条长边跟 a对齐,画出玻璃砖的 另一条长边 a ′。 学生回答： n反应了介质对光 的 偏折能力的强弱； n 可能与介质有关 明确折射率的定义 和表达式 通过练习，巩固对 折 射率的理解 思考讨论，根据已 有 的器材尝试设计实 验方案 规范实验步骤，准 备 进行实验 通过前期的定性 、 定量分析，直接给 出折射率的定义与 表 达式 通过练习，加强 学 生对折射率表达式 的理解，明确 θ 1、 θ2 的含义，进一步 突破难点 通过分组讨论， 让 学生自己归纳总结 出实验方案，增强 学 生对这种测量方 法的 理解；同时， 分组实 验有利于提 高学生的 合作能力、沟通能力 , 更 好的突出重难点 , 进行重难点的突破 。
3.在线段AO 上竖直地插上两枚大头针 P1、P2,透过玻璃砖观察大头针 P1、 P2 的像,调整视线的方向,直到P1的像被 P2 挡住。再在观察的这一侧插两枚大 头针 P3、P4,使 P3 挡住 P1、P2 的像,P4挡住 P3 及 P1、P2 的像,记下 P3、P4 的位置。 4.移去大头针和玻璃砖,过 P3、P4 引 直线 CD,与 a ′交于 O ′,直线 O ′D就 代表了沿AO 方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向。连接 OO ′,入射角 i= ∠AON,射角 γ=∠O ′ON ′。 5.用量角器量出入射角和折射角,查出它们的正弦值,将数据填入表格中。 6.改变入射角,用上述方法分别求出 折射角,查出它们的正弦值,填入表格 中。 7.根据n = 求得每次测得的折射率,然后求出平均值。 明确注意事项 学生分组进行实验 对分组实验的测量结果进行展示 学生分组实验，测量 玻璃的折射率，展示 实验结果
课堂小结 一、课堂小结 二、回扣导入魔术 三、巩固练习 四、拓展延伸 请同学们课下自主查找资料，了解海市蜃楼的相关原理，尝试用玻璃水槽、盐水、纯净水自制“海市蜃楼 ” 总结归纳，建立本 节 课的知识框架 回扣导入魔术，尝 试 解释生活中的光学 现象 练习 反思、总结、归 纳 首尾呼应，培养 学 生应用所学知识解 决生活中实际问题 的 能力 巩固练习 通过课后拓展延 伸，进一步了解折 射 的现象，并对下 一节 课全反射的内 容有所 了解
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