第4节 光的折射
【教材分析】
《光的折射》是本章的第四节教学内容，它在初中的光学部分起着承上启下的作用。学习光的折射的知识基础是光的直线传播；总结光的折射规律时，知识迁移的基础是光的反射定律。
在新课标下，本节内容的知识点不多，难度不大。在教学中，教师要将更多的注意力放在学生的观察讨论、合作探究和分析归纳能力的培养上。因此，要想方设法使学生真正动起来：让学生多观察、多发言、多动手、多分析、多总结、多应用、多拓展。引领学生积极参与探究，发展多项智能。
【教学目标】
知识与技能：
1.了解光的折射现象。
2.知道光从空气斜射入水中或其它介质时的折射规律。
3.知道在光的折射现象中，光路可逆。
过程与方法：
1．观察、认识光的折射现象。
2．体验由光的折射引起的错觉。
情感、态度与价值观：
1．初步领略折射现象的美妙，激发学生探索自然现象的兴趣。
2．在探究中让学生养成主动交流和相互协作的习惯。
【教学重点】光的折射规律的探究。
【教学难点】光的折射规律的应用。
【教具、学具准备】
学生用器材：小激光器、盛水的烧杯、玻璃砖、自制的光的直线传播及光的折射一体化装置、蚊香、火柴、滴管、牛奶一盒（共用）。
教师用器材：烧杯、铅笔、玻璃砖、钢笔、激光器、玻璃水槽、多媒体课件。
【教学过程】
环节及内容
教师活动
学生活动
知识回眸
情景构建
引入课题
探究1：
播放课件：
挖掘光现象中的人文资源，利用多媒体展示三个历史典故：
1.囊萤夜读；
2.凿壁偷光；
3.孙康映雪。
启发：上述三个典故，分别体现了哪些光学知识呢？
评价学生对所学知识的掌握情况。
过渡：
同学们，下面让我们再来看一个生活中的小故事吧：
清澈见底，看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的小明就贸然跳下去想洗个凉水澡，哪曾想池水却很深，淹过了小明的脖子，于是他惊慌失措，大呼救命。
引导：
小明差点被淹死！对此，你认为这是什么原因造成的呢？为何池水看起来比实际的浅呢？
引入：要解释这一现象，需要我们学习光的折射。展示教学目标。
引导：
认识典故中所蕴含的光学知识：
1. “囊萤夜读”体现了光源的知识。
2. “凿壁偷光”反映光的直线传播。
3. “孙康映雪”应用了光的反射。
感受古人刻苦好学的精神。
感受故事的情趣，自然地进入新的求知状态。
感受生动形象的科学漫画所反映的情景，思考：这与物理知识有什么关联呢？
畅所欲言，积极猜想。
明确学习任务。
学生进行猜想，可能的情况有：
什么是光的折射？
我们已经知道：光在同种均匀介质中沿直线传播；光从空气射向水面会发生反射。那么光从空气进入水中，或者光从玻璃进入空气，其传播方向又将会怎样呢？
组织探究：
引导：你的猜想对不对呢？请同学们选择桌子上的器材，试着验证你的猜想。
巡视、指导：
1.组织学生展示自己所在小组的做法。
2.组织学生描述实验现象。
3.用示意图来展示学生对现象的描述：
引领学生根据现象总结：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。
结合图示介绍：
光的折射光路图中的有关概念：
特别指出：
（1）光从一种介质斜射
（1）继续沿直线传播；
（2）可能弯曲了。
（3）……
讨论并动手实验，观察光从一种介质射入另一种介质的传播路径。
展示自己的做法，互相评价效果的优劣。
描述实验现象：
（1）当光从空气斜射入水或玻璃中时，会发生偏折。
（2）当光垂直射向水或玻璃中时，传播方向不变。
参与总结，并理解、体会光的折射的含义。
认识入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角。
知道发生光的折射的条件。
探究2：
光的折射规律
入另一种介质时才会发生折射现象。
（2）折射角是折射光线与法线的夹角。
过渡：
光的反射遵循一定的反射规律，那么，光的折射有哪些规律呢？
下面让我们继续来探究光的折射规律。
组织探究：
1.引领学生提出问题：
光的折射有什么规律？
2.引导学生对所提出的问题进行猜想。
3.引导学生设计实验：
（1）发放教师自制的光的直线传播和光的折射一体化装置（见附件1）
（2）介绍装置的使用方法：（详见附件1）
向水中滴几滴牛奶，以显示水中光路；
在饮料瓶的开口处，放入点燃的蚊香，使水面上方的空气中，混有适量的烟气，以显示空气中的光路。
确认什么是折射角。
听讲，明确所要探究的任务。
从以下方面进行猜想：①折射光线、入射光线和法线的位置关系；②折射角与入射角的大小关系。③折射角会随入射角的变化而怎样变化？
观察装置的结构。
学会装置的使用方法。
进一步明确实验目的。
（3）引领进一步学生明确实验探究的目的：光从空气斜射入水中时，有哪些规律？
（4）组织学生设计实验方案。
4.组织学生进行分组实验：
（1）把探究的主动权充分放给学生，给学生留有足够的活动时间和活动空间。
（2）巡视指导，获取学生探究过程中的各种信息，及时调控学生的探究节奏。
（3）利用投影，提醒学生注意以下几点：
①是否也像光的反射那样，折射光线跟入射光线、法线在同一平面内？
②当入射角增大或减小时，折射角如何变化？
③ 让光垂直射向界面,有什么现象？
④除了用所给的“一体化装置”做实验外，也要换用玻璃砖,将上面的实验过程再重做一遍，以验证规律的普遍性。
5.引领学生进行交流评估：
（1）要求学生展示实验的效果：
（2）组织全体同学集中交流，请学生汇报自己的发现，教师适时点评、引导。
（3）以激励为主，积极评价学生合作探究活动的效果。
6.引领学生总结光的折射规律：
讨论并设计方案，明确实验步骤。
团结协作，按以下的步骤进行实验探究：
（1）观察折射光线、法线与入射光线之间的位置关系；
（2）比较折射角与入射角的大小；
（3）改变入射角大小,观察折射角的变化；
（4）让光垂直射向水面,观察现象；
（5）换用玻璃砖, 重复上面的实验。
积极参与，展示本组的探究效果。
汇报自己的发现，并讨论交流，评价自己小组及其他小组的探究效果。感受成功的喜悦，产生更浓厚的求知热情。
应用拓展
（1）光在发生折射时，折射光线跟入射光线和法线在同一平面内。
（2）折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
（3）当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，入射角增大（或减小），折射角也增大（或减小）；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。
（4）当入射光线垂直射入另一种介质中时，传播方向不改变。
启发：
在光的反射现象中，有“光路可逆”的规律，在光的折射现象中，是否也有这样的规律呢？
继续总结：
（5）在光的折射现象中，光路可逆。
过渡：
俗话说：“学以致用”。下面让我们由浅入深地应用光的折射规律，分析一些问题，解释一些现象：
1.当光从空气斜射向玻璃时，光传播的路径将会是怎样的呢？请同学们画出光路图。
2.讲故事：小明跟着爷爷到湖中去叉鱼时，每次都向着他看到的鱼叉去，却屡屡不中，这是为什么呢？
积极参与总结，系统条理地理解、体会光的折射规律，形成共识，确认结论。
动手实验，发现规律。
结合光的反射进行迁移，进一步确认：在光的折射现象中，光路是可逆的。
图示：光的折射现象中，光路可逆。
产生应用知识的欲望，准备感受知识应用的乐趣。
1.画出光路图。借助本题，加深对光的折射规律的理解。
2.听故事，热烈地交流讨论，说出自己的看法。
参与作图，解释现象：
课堂小结
课堂检测
布置作业
引领学生作光路图，使他们认识这一现象发生的原因：
3.出示诗句：
（1）掬水月在手；
（2）潭清疑水浅。
据此提问：它们分别属于光的什么现象？二者所成的像是实像还是虚像？
（3）引领学生结合生活实际和课本中的《科学世界》，进一步了解折射现象。
鼓励学生积极发言，要求学生总结：本堂课你有哪些收获？
细心听取学生的发言，及时组织学生进行补充，说出他们自己的收获，真正谈出多方面的感悟，让学生感受求知的快乐！
发放课堂检测题；（见附件2）
巡视指导，及时获取信息；
评价学生完成情况，指导学生矫正。
多媒体展示：西湖美景及苏轼的诗——《观湖上初晴后雨》：
鱼身上的光，由水斜射向空气时，会发生偏折，折射角大于入射角。折射光进入人眼，眼睛逆着折射光看去，就感觉鱼的位置升高了，即看起来鱼比它的实际位置浅。
3.感受美的意境，并分析说明：
“掬水月在手”是光的反射现象；“潭清疑水浅”是光的折射现象。
分析说明二者所成的像都是虚像。
竞相发言：光的折射现象还有：一笔三折、水中的筷子弯折了、池底变浅、海市蜃楼等等。
回顾本堂所学，从3个方面总结自己的收获：
（1）知识、技能方面；
（2）过程、方法方面；
（3）情感、态度价值观方面。
学以致用，高效练习。
查缺补漏，全面提高。
展开联想：当雨后的西湖，升起了太阳，也许我们会看到美丽彩虹。彩虹是怎样形成的呢？要想知道其中的原因，请预习《光的色散》。
欣赏美景，朗读诗歌。
产生探究新知的热情和欲望。
【板书设计】
定义：光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象。
（光从一种介质垂直入射到另一种介质时,传播方向 。）
；（三线共面）
规律 ；（两线分居）
当光从空气斜射入水或其它介质中时，折射角 入射角。
在光的折射中，光路是 的。
常见的光的折射现象：池水变浅、钢笔错位、海市蜃楼等
光的折射
【教学流程】
创设情境→观察现象→得出概念→实验探究→总结规律→应用拓展→知识整合→感悟收获→当堂反馈→激情结课
【教学反思】
做的较好的方面：
1.在复习时，利用多媒体播放历史典故，渲染了课堂氛围，使本节课的开始如鲜花含露，景色初展。而典故洋溢着智慧，又对学生起到了要刻苦学习的教育作用，使学生较快地进入了最佳的学习状态。本部分的复习，又为探究光的折射规律时进行知识的迁移作了知识上的铺垫。可谓一举多得，效果不错。
2. 在引入新课时，注重了创设情境，以生活现象为基础，给学生提供了充分的有关光的折射现象的感性认识，拉近了物理学习与生活的距离，让学生经历
了“从生活走向物理”的科学体验，激发了学生的求知热情，使问题的探究有了一个良好的开端。
3. 在学生实验探究环节，老师用自制的教具---“光的直线传播及光的折射一体化装置”来感召学生，激发了学生的创新意识。用自制的教具，帮助学生突破了探究光的折射规律这一实验的难点，提高了探究的效率。在学生探究的过程中，给学生留下了三个非常充分空间：活动的空间、思维的空间及表现的空间，培养了学生合作探究的能力、发现问题的能力、总结规律的能力以及语言表达的能力。
4.在教学中，注重培养了学生对知识进行迁移的能力。例如：结合光的反射定律来认识光的折射规律，既培养了学生分析问题的能力，又加深了对两个重要的光学规律的理解。
5.在应用拓展这一环节中，注意了问题设置的梯度。例如：首先让学生作出“光从空气斜穿过一块玻璃”时的光路图，以此来加深学生对刚刚总结出来的光的折射规律的理解；通过解释现象，深化对光的折射规律的应用；通过对光的折射现象的大量举例，拓展了对光的折射现象的了解，使知识得以整合，应用的过程流畅而一气呵成。在这个过程中，又让学生经历了“从物理走向社会”的科学体验。
6.在教学中，注重了人文主义色彩的渲染和渗透，例如：引用了“掬水月在手”、“潭清疑水浅”的诗句，引领学生在诗情画意中辨别了光的反射和折射现象，进一步感受了虚像的含义；以讲故事的形式，引领学生分析叉鱼不中的原因，增强了生活的情趣，使学生在应用规律分析问题时充满了的热情；在结课时，引用了苏轼的《观湖上初晴后雨》一诗，为下一节《光的色散》的学习留下了悬念，也起到了促进学生积极预习，自主求知的热情，效果很好。
有待改进的地方：
1.学生的学习热情非常高涨，探究活动都很积极踊跃。但有些学生在总结规律时，参与度不够。反映了部分学生爱动手而不爱动脑的不良的习惯，对此，需要加强引导。
2.在课堂探究节奏的把握上，还需要进一步地加强调控。
附件1：自制教具说明
教具名称：
光的直线传播及光的折射一体化装置
实验装置图及说明：
在方形饮料瓶的瓶口向下约7cm的位置开一个小孔，在与小孔相邻的一侧面的正中位置，竖直向下粘上细细的即时贴，用它作为探究光的折射时的“法线”。此装置可以使烟雾在瓶内保留较长的时间，连续而流畅地观察光的直线传播和光的折射现象。现象明显，能够使学生饶有兴趣地高效完成探究，破解了探究光的折射规律这一实验上的难点。
实验装置操作方法：
1.从瓶口向瓶内倒入适量的水，并滴入适量牛奶，振荡均匀，旋紧瓶盖。
2.将点燃的蚊香通过小孔伸入瓶内，当瓶内烟气适量时，用激光笔照射，可以方便直观地观察到光在空气中沿直线传播、光在水中沿直线传播。
3.让激光从空气斜射入水中（入射点在“法线”与界面交点的位置），可以方便地看到：光从空气斜射入水中，折射光线靠近法线这一折射现象。突破了光的折射难于流畅地演示这一探究过程中的难点。
4.旋开瓶盖，让激光从空气垂直射入水中，可以观察到光的传播方向不改变。
附件2：课堂检测题
1．池水看起来比实际的要_________，这是由于光从________射入________时发生的________造成的，看到的是实际池底的_______像。
2．如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，其中________是入射光线，________是反射光线，________是折射光线，反射角为________，折射角为________。
3．当光从________斜射入________时折射光线将偏离法线，这时折射角________于入射角。
4．一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象，入射光与分界面的夹角为30°，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为________°，折射角为______。
5．下列现象属于光的折射的是（ ）
A．通过潜望镜观察海面上的船只 B．观察楼房在水中的倒影
C．从水中看岸上的物体比实际位置高 D．在路灯下出现了人的影子
6．在湖边看平静湖水中的“鱼”和“云”，看到的是（ ）
A．“鱼”是光的反射形成的虚像，“云”是光的折射形成的虚像
B．“鱼”是光的折射形成的虚像，“云”是光的反射形成的虚像
C．“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D．“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像
7．在海上或沙漠上，有时会看到高楼大厦，热闹市场，实际大海、沙漠上并没有这些楼市，这种现象叫“海市蜃楼”，出现“海市蜃楼”的原因是（ ）
A．光在海面上反射的缘故 B．光在云层上反射的缘故
C．光沿直线传播的缘故 D．光在大气层中折射的缘故
8．图中，容器底有一探照灯S发出一束光线投射到MN木板上，在B点形成一光斑，当向容器中注水时，光斑B将移向（ ）
A．B的上方 B．B的下方
C．B的左边 D．B的右边
9．上题中，光射到水面上会发生反射和折射现象，随着水面的升高，反射光线与折射光线的夹角将（ ）
A．越来越大 B．越来越小
C．不变 D．无法确定
10.图中，一束光线从空气斜射人玻璃中，表示光折射的光路图正确的是( )
11．如图所示，OB是一束光线由空气射到水面后的反射光线，在图中画出入射光线，标出入射角的度数，并画出折射光线的大致方向。
附件3：课堂检测题的答案
1、浅、水、空气、折射、虚像；
2、BO、OA、OC、60°、45°；
3、水或其它介质、空气、大于；
4、120°、30°；
5、C；
6、B；
7、D；
8、B；
9、C；
10、C；
11、略。
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