資源簡介

教學設計
課程基本信息
學 科 物理 年級 八年級 學 期 秋季
課 題 第 4 節 光 的 折 射
編 寫教 師 工作單 位
指 導 專 家 工作單 位
教學背景
1.教學內容分析 本節是《光現象》第四節內容，在本節前，學生已經對光現象有所認識。光在同種均勻 介質中沿直線傳播，而在兩種介質的分界面處，其傳播路徑不再是一條直線。如果遇到透明 物體的表面，光不但會發生反射，通常還會發生折射，進入該透明介質繼續傳播。本節依然 以光的傳播為主線，繼續研究光在不同介質中傳播時的特點。 《義務教育物理課程標準(2022年版)》要求學生定性了解折射現象及其特點。本節包 括光的折射規律和生活中的折射現象兩部分內容。在探究折射規律過程中，可將反射定律探 究時所建構的物理模型、所使用的探究方法、所得出的探究結論進行類比、遷移，學生將通 過不斷提出猜想、實驗驗證、證據釋疑的方式完成折射規律的學習，并進一步深入了解光的 折射特點的廣泛應用。折射規律的得出，將為凸透鏡成像規律、折射定律的學習作好鋪墊。 將折射規律滲透入實際生活，幫助學生從物理學視角認識自然、解決生活中的光學問題、建 立科學的自然觀。 2.學情分析
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學生在生活中已經知道“折射”這一名詞，能說出筷子在水中彎曲是由于光的折射。但 學生不完全理解其作為物理概念出現時的意義，存在錯誤的前概念，易將折射等同于“光路 發生了偏折”。初二的學生已經具備一定的知識類比、遷移的能力，由于剛剛經歷了反射定 律的學習過程，學生能夠自然而然地將探究反射定律時所使用的科學方法遷移至此，并能夠 想到根據反射定律的內容，對折射現象中光的空間位置關系進行有目的的觀察與探究。 學生已經經歷使用光學儀器探究反射定律的過程，具備一定的實驗設計和操作能力，在 探究折射規律時，容易默認“空氣中的光是入射光”,對“入射光在水中”的實驗操作存在 障礙，通過小組合作的學習方式，在交流中總結出合理的探究方案，通過對現象的觀察、對 數據的分析進一步提升學生的表達與歸納能力。
教學目標
物理觀念 1.通過實驗，學生能夠說出光的折射現象，會畫折射現象的光路圖，能夠說出光路圖 中的角和線的名稱。 2.通過實驗研究，學生能夠說出光的折射特點的有關內容，能夠用光的折射特點的有 關內容解釋生活中的現象。 科學思維 通過類比、遷移探究光的反射定律的實驗研究方法，體會物理模型的思想，深化對光的 傳播規律(尋找光路)的研究方法的理解，發展科學思維能力。 科學探究 1.基于光的折射現象的觀察，提出問題，形成對光折射特點的猜想和假設。 2.基于問題，嘗試制定簡單的研究方案，并進行實驗研究。 3.對實驗現象及數據進行交流與分析處理，歸納出光折射時的特點。 科學態度與責任 1.通過解釋生活中光折射的現象，體會物理學科的應用價值，增強學習興趣。 2.通過經歷光的折射的實驗研究過程，體會收集證據的重要性，養成實事求是的科學 態度，學會如何與人合作。
教學內容
教學重點 通過實驗研究了解光折射時的特點。
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教學難點 1.折射角與入射角大小關系的探究。 2.利用折射知識解釋生活中的現象。
教學過程
教 學 環 節 教師活動 學生活 動 設計意圖
新 課 導 入 做一做： 1.器材準備：陶瓷碗、 硬幣一枚、適量水 2.按要求進行操作并思 考 ： (1)坐在桌前，將硬幣放 在空碗底。保持坐姿，使自 己能夠看到硬幣。 請思考：此時觀察者能 夠看到硬幣的原因是什么 (2)保持坐姿不變，將裝 有硬幣的空碗向前推(遠離 身體),直至剛好看不到碗底 硬幣。 請思考：此時看不到硬幣， 原因是什么 備 材。 按 要求進 行實驗 并回答 問題。 硬 幣反射 的光在 空氣中 沿直線 傳播進 入 人 通過經典實驗使學生感受傳播條件的改變 使得光路發生偏折的事實。 增強課堂互動，提升課堂參與感。 利用實驗制造沖突，引出本節內容。
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(3)保持坐姿不變，向碗 中緩慢注水，直至碗底硬幣 重現。 請思考：此時又能看到 硬幣了，原因是什么 3.分析、討論 光在均勻空氣和均勻水 中都沿直線傳播，但光路在 水面處發生偏折。 教師介紹：產生這種現 象的原因就是光的折射。 眼。 硬 幣反射 的光在 傳播過 程中沿 直線傳 播，被 碗壁遮 擋，無 法進入 人眼。 硬 幣反射 的光從 水中進 入空氣 中傳播 時，傳 播路徑 發生偏 折，偏 折后的
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光能夠 進入人 眼。
新 知 探 究 二、折射概念及命名 1.演示實驗：光從空氣 斜射入水中。 要求學生：觀察光的傳 播路徑，并描述出現象。 介紹現象：光從空氣斜 射入水中時，傳播方向發生 了偏折，這是由于光發生了 折射。 光 在空氣 和水中 都沿直 線 傳 播，但 光束在 水面分 界處發 生 偏 折， 一 束返回 空氣， 一束進 入 水 中 。 觀 察并描 述 現 象：光 束沒有 引導學生將觀察到的現象準確、全面地描 述出來，提升學生的觀察能力，增強學生的證 據意識。 深化對物理模型的理解。
2.演示實驗，完善折射 條件：光從空氣垂直射向水 面。 引出定義：光從空氣斜 射入水中時，傳播方向發生 偏折的現象，叫作光的折射。
3.要求學生：模仿光的 反射定律，利用光線模型描 述折射現象，啟發學生為模 型中的線與角命名。
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(
N
)空氣 法線 射光 射角 (
0
水
)折 折射角 線 發生偏 折，仍 沿直線 傳播。 借 鑒光的 反射定 律光路 模型完 成 命 名。 回 顧光的 反射定 律，對 折射現 象中折 射角與 入射角 的大小 關系進 行大膽 猜想。 觀 采用類比遷移的方法，對提出的問題進行合理的 猜想。 鼓勵學生遷移已有經驗，加深對新規律的 理解和記憶。 提升學生的證據意識，建立嚴謹科學態度 和實事求是的科學精神。 提升學生數據分析與科學推理的能力。
二、探究光的折射規律 1.提出問題 折射角和入射角的大小 是否相等 2.進行實驗、收集證據 分析論證、得出結論。 (1)介紹實驗器材，探究 光的折射現象中，兩角大小 是否相等。 演示實驗： 光從空氣斜射入水(或 玻璃)中，改變入射角i,測 量折射角r,并記錄。 (2)數據匯總，分析歸納 提問：若入射角i減小 至0,折射角r的大小將是 多少
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3.提出新問題：在反射 現象中，光路可逆，折射現 象是否也如此 引導學生思考：如何利 用現有器材進行驗證。 (1)將新的入射光逆著 原有折射光的方向入射，觀 察現象。 (2)讓光從玻璃斜射入 空氣，測量出折射角與入射 角，并與光從空氣斜射入玻 璃中時的數據進行對比。 察演示 實驗， 完成角 度的測 量與記 錄，收 集數據 并進行 比較。 觀 察數據 發現折 射角與 入射角 不等， 進一步 分析得 出 結 論 ： ① 光從空 氣斜射 入 水 ( 或 玻 璃 ) 時，∠r 小于∠ j,即折 射光更
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(
回
)靠近法 線。 折 射 角 r 隨 入 射 角 i 的 改變同 增 同 減。 遷 移折射 現象的 發生條 件，進 行 分 析：入 射光垂 直界面 入 射 時，光 路將不 發生偏 折，故 折射角 也是0 答：將 入射光
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(
觀
現
)移至水 (或玻 璃 ) 中，當 入射角 與第一 次實驗 中的折 射角相 等時， 觀 察 、 對比新 的折射 角與第 一次實 驗中入 射角的 大小關 系。 察 象，對 比、分 析數據 并進行 推理， 進而得 到 結
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論 ： ① 在折射 現 象 中，光 路是可 逆的。 ② 當光從 水 ( 或 玻 璃 ) 斜射入 空氣中 時，折 射角∠ r 大 于 入射角 ∠j,即 空氣中 的折射 光更加 地遠離 法線。
課 堂 練 習 應用規律，分析問題： 1.利用折射規律作圖， 解釋碗底硬幣重現的原因。 介紹：硬幣某處的反射 光從水中斜射向空氣時會發 生偏折，逆著折射光看去， 析 現 象，并 利用折 射規律 體會建立模型研究物理現象的方法。 利用光路圖突破難點，加深學生對折射規律 的理解。 通過成語、故事來學習并鞏固光的折射規 律。
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就會感覺這點的位置升高 了 。 2.成語“坐井觀天”, 是在光沿直線傳播的原理下 比喻眼界小、見識少的情況。 若有一場大雨使得井中充滿 水，在光的折射情境下，井 底青蛙的“眼界”會有怎樣 的變化 要求學生：根據折射規 律選出符合實際的光路圖。 對現象 進行解 釋。 生 考、聆 聽：井 中 無 水，青 蛙視野 較 小 ； “ 暴 雨”過 后，視 野 變 大。
課 堂 小 結 要求學生：從知識和方 法兩個層面說說本節課的收 獲。 總 結折射 規律內 容和新 知探究 過程中 所應用 的 類 比—遷 移、建 提升學生總結歸納的能力，內化科學方法， 強化科學思維。
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立模型 等科學 方法。
板書設計
4 . 4 光 的 折 射 -光從空氣斜射入水或玻璃，折射角小于入射角。 折射規律- 光從水或玻璃斜射入空氣，折射角大于入射角。 光的折射 一入射光垂直于界面，折射角等于入射角等于0°,光路不偏折。 光路可逆
教學反思：
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