視頻標(biāo)簽：光的折射

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視頻課題：省中小學(xué)教師培訓(xùn)教學(xué)錄像物理課例《光的折射》揚(yáng)州市廣陵

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省中小學(xué)教師培訓(xùn)教學(xué)錄像物理課例《光的折射》揚(yáng)州市廣陵

課題    第六章 第一節(jié) 光的折射    執(zhí)教     
　　教學(xué) 
　　目標(biāo)    1．    知道什么是光的折射現(xiàn)象及入射光線、折射光線、法線、入射和折射角 
　　2．    知道光從從空氣斜射入水、其他介質(zhì)中及光從水、其他介質(zhì)斜射入空氣中的折射情況 
　　3．    知道折射現(xiàn)象中光路是可逆的。 
　　4．    能用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象。 
　　重點(diǎn)    理解并掌握光的折射規(guī)律，知道光在折射時(shí)光路可逆。 
　　難點(diǎn)    折射現(xiàn)象的解釋，畫出折射的光路圖。 
　　教具    演示    燒杯，筷子，水，全反射實(shí)驗(yàn)器，光具盤、玻璃磚， 
　　學(xué)生     
　　主  要  教  學(xué)  過  程    學(xué)生活動 
　　一引入新課    1．在將筷子插入水中，看下水中的筷子有什么變化。（向上彎折） 
　　2．在一個(gè)碗中放一枚硬幣，讓兩個(gè)學(xué)生斜看碗中的硬幣，上下移動視線到剛好看不到硬幣為止（此時(shí)視線不能動），然后向碗中倒水，看能否看到硬幣。（可以看到，好象碗底變淺了） 
　　這是什么原因呢？今天我們來研究光的另一種現(xiàn)象，學(xué)后就可解釋了。     
　　二教學(xué)過程設(shè)計(jì)    1．    觀察折射光路 
　　【演示1】光由空氣斜射入水中的折射現(xiàn)象，讓學(xué)生觀察光路，在水中沿直線傳播，在空氣中也是沿直線傳播，但在水和空氣的界面處發(fā)生偏折，這就是光的折射過程，讓學(xué)生把光路畫下來。引導(dǎo)學(xué)生和反射光路比較，得出入射光線、入射點(diǎn)、法線、入射角、折射光線、折射角及位置關(guān)系。 
　　2．    斜射入兩種介質(zhì)的界面時(shí)才發(fā)生折射 
　　問：當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一定發(fā)生折射現(xiàn)象吧？ 
　　【演示2】讓光垂直入水和空氣界面時(shí)，不發(fā)生折射，只有斜射入時(shí)，才發(fā)生折射。 
　　3．    觀察折射角與入射角的大小關(guān)系。 
　　【演示3】讓光由水斜射入空氣時(shí)，使入射角增大和減小，觀察折射角的變化。（折射角總是大于入射角） 
　　【演示4】讓光由空氣斜射入水時(shí)，使入射角增大和減小，觀察折射角的變化。（折射角總是小于入射角） 
　　歸納：當(dāng)光在空氣與其他介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，不論時(shí)入射角還是折射角，處于空氣中的那個(gè)角總是大角。 
　　4．    折射光路是可逆的 
　　5．    光的射應(yīng)用舉例     
　　教學(xué)過程設(shè)計(jì)    （1）    漁民叉魚時(shí)，總向看天的魚的下方叉才能叉到魚為什么？畫圖6-4解釋。 
　　（2）    參書P83圖6-4，6-5，解釋為什么。 
　　（3）    我們看到天上的星星的位置是它實(shí)際的位置嗎？ 
　　6．    畫出折射光線的大致方向 
　　（1）    光從空氣斜射入玻璃磚再射出來。 
　　（2）    光由空氣斜射入三棱鏡再射出來。（光會向玻璃較厚的一方偏折）。 
　　課堂小結(jié)： 
　　1．    知道什么是折射現(xiàn)象，并能敘述折射規(guī)律，特別要注意斜射入的條件，不要記住在空氣中角大的意義，敘述時(shí)要注意因果關(guān)系。 
　　2．    能應(yīng)用折射規(guī)律解釋一些簡單的折射現(xiàn)象，并能根據(jù)入射光線畫出折射光線的大致方向。 
　　3．    知道折射時(shí)，光路可逆。     
　　三．思考與作業(yè)    本節(jié)《課課通》 
　　四板書    第一節(jié) 光的折射 
　　一．光的折射 
　　1．什么叫光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會發(fā)生變化的現(xiàn)象。 
　　2．光的折射規(guī)律：光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線，分居在法線兩側(cè)；折射角小于入射角；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)    表面時(shí)，傳播方向不改變。 
　　3．光折射時(shí)光路是可逆的。 
　　4．光折射時(shí)在空氣中的角是大角 
　　二．光的折射現(xiàn)象的解釋。
 
踐行劉炳昇物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想
嘗試蘇科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化
——淺談蘇科物理八（上）如何使理論化理想化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)向現(xiàn)實(shí)化真實(shí)化
【內(nèi)容提要】
2011年底，在江蘇南京市南大附中，舉行了有關(guān)于劉炳昇老師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想研討會。會上，劉老師闡述了自身研究物理實(shí)驗(yàn)尤其是對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的思想，與會者深有感想，受益頗多。作為初中物理一線教學(xué)的一員，本人也有所啟發(fā)，反思自身的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，有很大的發(fā)現(xiàn)，遂根據(jù)執(zhí)教的蘇科版八（上）物理教材中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行了優(yōu)化嘗試。并且將這種實(shí)驗(yàn)思想作為本人今后教學(xué)的重要指導(dǎo)思想，指導(dǎo)自身的教學(xué)實(shí)踐。
【關(guān)鍵詞】劉炳昇  物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想  八上實(shí)驗(yàn)優(yōu)化嘗試
聲學(xué)實(shí)驗(yàn)  物態(tài)變化實(shí)驗(yàn)  光學(xué)實(shí)驗(yàn)  物體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)
蘇科版初中物理教材主編、南師大教授老師，以其高尚人格和師德，深厚的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究造詣，對中學(xué)物理教學(xué)與研究的高水平指導(dǎo)和實(shí)踐在國內(nèi)贏得了很高的聲譽(yù)，劉老師集畢生精力于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究之中，推進(jìn)了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，力求通過生動的物理實(shí)驗(yàn)闡明其實(shí)驗(yàn)思想，他認(rèn)為，從科學(xué)本質(zhì)和學(xué)生發(fā)展的視角來看，實(shí)驗(yàn)的作用不可替代。
確實(shí)，從蘇科教材的編排來看，無論是從章節(jié)的生動描述引入，通過活動版塊推進(jìn)物理知識探究，信息快遞提供及時(shí)的幫助，還是從生活物理社會的科普介紹，研究方法技巧的點(diǎn)撥，“WWW”的拓展提高來看，均可清晰地看出教材編寫設(shè)計(jì)和物理知識獲取能力的提升，注重了一個(gè)關(guān)鍵詞，那就是實(shí)驗(yàn)。本人也是劉老師實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想的受益者，使用蘇科教材幾年以來，在教育觀念的更新和教學(xué)方法的改進(jìn)上均能習(xí)慣性繼承這種可貴的學(xué)科教學(xué)思想，并在實(shí)踐中不斷地總結(jié)摸索，希望能給學(xué)習(xí)物理的孩子們帶來興趣，提高能力，并能感受物理實(shí)驗(yàn)的“真實(shí)美與簡單美”的真諦。現(xiàn)就蘇科物理八（上）的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐為例，將那些理論化理想化的本該如此的實(shí)驗(yàn)操作困惑簡單羅列，并進(jìn)行優(yōu)化嘗試，力求能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)回歸現(xiàn)實(shí)，回歸真實(shí)。
一、有關(guān)聲現(xiàn)象的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)困惑及優(yōu)化嘗試
一是關(guān)于聲音的特性教學(xué)。我們在生活中常常遇到?jīng)_開水的場景，發(fā)覺聲音的音調(diào)越來越高，認(rèn)為主要是空氣柱振動發(fā)生的，隨著頁面的上升空氣柱的振動頻率越來越高，音調(diào)也就越來越高。這顯然與孩子們生活經(jīng)驗(yàn)相矛盾，對著空瓶吹氣我們可以感覺到空氣柱振動發(fā)聲，而沖開水的過程明明是水流沖擊瓶膽并相互撞擊發(fā)聲，從音色上判斷更是傾向于水振動發(fā)聲，這是怎么回事呢？我們通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究，并通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：沖水過程中，水流相互撞擊振動發(fā)聲，就是我們所聽到的水的音色，而水的振動也帶動了瓶內(nèi)空氣柱的振動，發(fā)生諧振，并隨著液面上升而出現(xiàn)空氣柱諧振頻率加快，音調(diào)變高。
二是有關(guān)聲音的反射問題。如圖，這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)考查題，本意是為了讓學(xué)生知道聲音在傳播過程中也會像光一樣發(fā)聲鏡面反射，轉(zhuǎn)動角度就聽不清楚了。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生完全可以根據(jù)聲音在空氣中傳播來聽到聲音而不需要反射，有點(diǎn)理想化的味道。一方面我們通過介紹上海科技館中聲音反射的奇妙現(xiàn)象，一方面改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，裝上隔音板，加上耳罩，效果就好多了。
二、有關(guān)物態(tài)變化的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)困惑及優(yōu)化嘗試
一是關(guān)于冰的熔化實(shí)驗(yàn)。如左圖所示是以往的實(shí)驗(yàn)教材裝置，實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)冰塊的溫度是不斷上升的，這對課堂探究晶體熔化特點(diǎn)是一個(gè)挑戰(zhàn)。課后我們仔細(xì)分析，冰塊的顆粒較大，受熱不均勻，攪拌不充分，加熱過程過于劇烈等原因?qū)е率�敗，我們采取了水浴法（也就是改編的教材目前使用的方法），如右圖，并且盡量延長實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，用溫水加熱等方式，最終取得了滿意的效果。
二是關(guān)于冰棍周圍有白汽下落的液化現(xiàn)象的研究。我們準(zhǔn)備了冰棍，用保溫瓶帶到了課堂上，可就是發(fā)現(xiàn)不了周圍有白汽下落，什么原因？后來有學(xué)生提醒在大熱天的太陽下可以看到，于是我們特意選擇了一節(jié)活動課帶孩子們到操場上，給他們一人準(zhǔn)備了一根冰棍，孩子們欣喜地看到了液化現(xiàn)象，品嘗了成功的甜蜜，后來我們又設(shè)法用手電筒的熱光源照射冰棍，在教室的環(huán)境中也發(fā)現(xiàn)了周圍有白汽下落的現(xiàn)象。
三、有關(guān)光現(xiàn)象的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)困惑及優(yōu)化嘗試

一是關(guān)于光的直線傳播實(shí)驗(yàn)。我們經(jīng)常遇到這樣的問題：“在一盞臺燈外罩上方一定高度放一白紙如圖1，請判斷白紙上的亮斑符合實(shí)際情況的是（    ）” 


等孩子們做出判斷后，我們對這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了現(xiàn)場展示，奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了。我們進(jìn)行了分析：
其一：如果把臺燈的燈泡（燈絲）看成點(diǎn)光源，則點(diǎn)光源發(fā)出的光是發(fā)散光線。根據(jù)光的直線傳播原理，如圖2所示，只要白紙不是直接蓋在燈罩上，顯然正確答案應(yīng)選B。其二：如果臺燈的燈泡（燈絲）足夠大，而燈罩上方的小孔又相對較小，這時(shí)可以將燈泡（燈絲）看作平行光源（類似于太陽），那么無論白紙距離燈罩多遠(yuǎn)，如圖3所示，則亮斑直徑與燈罩口處相同，故答案選A。其三：實(shí)際情況如圖4所示，則會出現(xiàn)另一番情形，中間最亮，周圍較亮，答案又可能選擇了C選項(xiàng)。而對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，孩子們就會不足為奇了。
再如關(guān)于日食月食的例子，我們在學(xué)習(xí)的時(shí)候，不惜用媒體展示、模型演示、學(xué)生相對示范表演等方式加以認(rèn)識和強(qiáng)化，但是在今年的12月10日，我國絕大部分地區(qū)都可以較清晰地欣賞一次月全食的全過程，孩子們欣賞到了一輪不可思議的美麗的紅月亮！為什不是黑的？難道課堂上學(xué)的光學(xué)原理不科學(xué)？為了解開這個(gè)謎，我又動員孩子們上網(wǎng)查閱了相關(guān)資料，并通過圖像向孩子們展示了紅月亮形成的原理，光的折射！其實(shí)每次月全食都應(yīng)該是紅月亮的！可見實(shí)際觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象多么重要！
二是關(guān)于光的折射實(shí)驗(yàn)。我們在研究如何辨別凸凹透鏡時(shí)，通過分別讓孩子們使用近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡在陽光下照射觀察地面光斑情況來區(qū)別。很明顯凸透鏡對光有會聚作用，地面上有較小的亮光斑，凹透鏡對光有發(fā)散作用，地面上有較大的暗光斑。細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)近視眼鏡下面的較大暗光斑周圍還有一個(gè)較亮的光圈，比正常的地面還要亮！為什么呢？我引導(dǎo)孩子們用原理圖像進(jìn)行介紹，原來平行光都

被發(fā)散到外圈了，因而會呈現(xiàn)這種情形。借此機(jī)會，我又追問孩子們，老花眼鏡下一定是較小的亮斑嗎？孩子們再實(shí)驗(yàn)的時(shí)候就仔細(xì)了，終于有孩子在上下挪動鏡片，發(fā)現(xiàn)了還有出現(xiàn)較大暗斑的可能！這時(shí)再應(yīng)用折射原理介紹凸透鏡對光線會聚后的幾種情況，如圖，這樣孩子們對于焦點(diǎn)焦距的認(rèn)識又深一層。



三是關(guān)于透鏡成像規(guī)律的探究實(shí)驗(yàn)。其一是放置物體、透鏡、光屏的位置，要求三者的中心大致在同一高度，便于將像呈現(xiàn)在光屏的中央。可是很多學(xué)生經(jīng)常說成是一條直線，對于同一高度并不是十分的理解。于是我干脆讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是完全可以的！如圖。然后我讓學(xué)生改變物距再次實(shí)驗(yàn)，問題來了，光屏上很難接收到清晰的像了。這樣孩子們徹底明白三心同一高度的真正內(nèi)涵了。另外在學(xué)習(xí)顯微鏡成像原理后，教材中安排了一個(gè)要求學(xué)生自制水滴顯微鏡的活動，理論上操作很簡單，但是本人實(shí)驗(yàn)了多次，要想成功難度卻非常大！玻璃板的厚度難選擇，水滴的厚度和焦距難控制。與其這樣，我干脆讓學(xué)生用兩塊老花眼鏡進(jìn)行了合作實(shí)驗(yàn)，效果好得多。
 

四、有關(guān)物體運(yùn)動和測量的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)困惑及優(yōu)化嘗試
一是研究紙錐下落的速度。如圖，研究紙錐的運(yùn)動情況，這確實(shí)是一個(gè)理想化的實(shí)驗(yàn)考題，孩子操作的難度非常大，影響的因素眾多，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境要求很高，幾乎不能記錄和判斷。對于這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們采取推理法進(jìn)行探究，應(yīng)用頻閃照片加以對比，引導(dǎo)學(xué)生從二力平衡的知識點(diǎn)上理解物體的運(yùn)動狀態(tài)。
二是長度的特殊測量的方法。如圖考查刻度尺使用的特殊測量方法，學(xué)生很容易判斷出測量球體直徑的方法，。但是我讓學(xué)生回去動手實(shí)驗(yàn)，第二天的反饋演示，學(xué)生出現(xiàn)了問題，工具的放置很不穩(wěn)，也就是測量的誤差較大。也有愛動腦筋的學(xué)生提供了解決的優(yōu)化方案，即用兩個(gè)長方體物塊進(jìn)行穩(wěn)固，有效解決了實(shí)際困難。看到這一幕，我由衷地高興。
學(xué)無止境。對物理問題的探究，必定要有“實(shí)驗(yàn)必躬親”的思想準(zhǔn)備和踐行能力。尊重事實(shí)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是劉老師給我的教師生涯的有益啟示，希望這一良訓(xùn)能傳遞給每一位物理教學(xué)同仁，傳遞給每一節(jié)物理課堂，傳遞給熱愛物理和熱愛生活的孩子們。

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