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
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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：
（1）继续沿直线传播；
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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。
（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。
确认什么是折射角。
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探究2：
光的折射规律
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。
（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。
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。
讨论并设计方案，明确实验步骤。
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（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：
（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。
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。
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。
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应用拓展
（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？
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？
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：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。
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课堂小结
课堂检测
布置作业
（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》：
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》。
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。
欣赏美景，朗读诗歌。
产生探究新知的热情和欲望。
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【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
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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。
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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
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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；
12
8、B；
9、C；
10、C；
11、略。
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