4.4光的折射 - 2024-2025学年人教版物理八年级上册

课时主题 4.4 光的折射 课型 新授 课标分析 内容要求 2.3.3通过实验，了解光的折射现象及其特点 例6 通过光束从空气射入水（或玻璃）中的实验，了解光的折射现象及其特点 学业要求 了解光的折射现象，能用光的折射知识解释自然界的有关现象，解决生活中的有关问题，形成初步的运动和相互作用观念； 能用光的折射特点分析简单问题，并获得结论；能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据，具有使用科学证据的意识；能根据光的折射知识，指出交流中有关说法的不当之处，并提出自己的见解； 能基于观察和实验，提出与光的折射现象有关的科学探究问题，并作出猜想与假设；能通过对实验现象、数据的比较与分析，发现数据的特点，并进行初步的因果判断，得出实验结论；能表述实验过程和结果； 知道物理学对相关自然现象的描述与解释，物理学需要观察、实验和推理，体会物理学对人类生活和社会发展的影响；具有光的折射知识的学习兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度； 教学提示 结合生活中的真实情境，进行光的折射的学习；引导学生通过观察实验寻找证据，归纳总结出一般性的规律，鼓励学生勇于质疑，敢于表达自己的观点；在探究光的折射特点的学习过程中，注重发挥学生的积极性和主动性，给学生留出恰当的时间和空间，鼓励学生发现问题、提出问题，通过科学方法收集证据、得出结论，引导学生解释得出结论的理由，并对探究过程和结果进行评估、反思与交流；用所学光的折射特点解释古诗文中的有关现象，培养学生的爱国情怀。 教材分析 本节是《光现象》第四节内容，在本节前，学生已经对光现象有所认识。光在同种均匀介质中沿直线传播，而在两种介质的分界面处，其传播路径不再是一条直线。如果遇到透明物体的表面，光不但会发生反射，通常还会发生折射，进入该透明介质继续传播。本节依然以光的传播为主线，继续研究光在不同介质中传播时的特点。 《义务教育物理课程标准(2022年版)》要求学生定性了解折射现象及其特点。本节包括光的折射规律和生活中的折射现象两部分内容。在探究折射规律过程中，可将反射定律探究时所建构的物理模型、所使用的探究方法、所得出的探究结论进行类比、迁移，学生将通过不断提出猜想、实验验证、证据释疑的方式完成折射规律的学习，并进一步深入了解光的折射特点的广泛应用。折射规律的得出，将为凸透镜成像规律、折射定律的学习作好铺垫。将折射规律渗透入实际生活，帮助学生从物理学视角认识自然、解决生活中的光学问题、建立科学的自然观。 学情分析 知识经验：学生刚刚学习了光的反射定律，认识了反射光线、入射光线、法线、反射角、入射角，并掌握了他们之间的位置关系和大小关系，能够通过作图的方式重现光的反射过程，并利用光的反射定律解释生活中的现象，解决实际问题。 生活经验：学生在生活中已经知道“折射”这一名词，能说出筷子在水中弯曲是由于光的折射。但学生不完全理解其作为物理概念出现时的意义，存在错误的前概念，易将折射等同于“光路发生了偏折”。 策略经验：初二的学生已经具备一定的知识类比、迁移的能力，由于刚刚经历了反射定律的学习过程，学生能够自然而然地将探究反射定律时所使用的科学方法迁移至此，并能够想到根据反射定律的内容，对折射现象中光的空间位置关系进行有目的的观察与探究。通过小组合作的学习方式，在交流中总结出合理的探究方案，通过对现象的观察、对数据的分析进一步提升学生的表达与归纳能力。 障碍分析：学生已经经历使用光学仪器探究反射定律的过程，具备一定的实验设计和操作能力，在探究折射规律时，容易默认“空气中的光是入射光”，对“入射光在水中”的实验操作存在障碍。 差异分析：学生的提出问题、设计探究方案、动手能力不同，不利于个人进行实验探究；作图能力存在差异，容易出现作图不规范的情况。 学习目标 1. 通过观察演示实验，了解光的折射现象，会画折射现象的光路图，能说出光路图中的角和线的名称，体会物理模型的思想。 2. 通过观看演示实验，分析归纳、总结光的折射特点，发展对实验现象分析比较，归纳实验结论的能力。通过观察实验现象，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度。 3. 通过解释生活中光折射的现象，体会物理学的应用价值，增强学习的兴趣和安全意识。 评价任务 任务一：进行光的折射实验观察，描述光的折射现象，说出实验中看到的入射光线、折射光线；准确画出光的折射现象的光路图，清晰标注出各个角和线的名称。（与目标1对应） 任务二：观察演示实验，记录实验现象、分析总结光的折射特点。（与目标2对应） 任务三：用光的折射特点解释池水变浅、筷子弯折等生活现象。（与目标3对应） 教学重难点 教学重点 通过实验研究了解光折射时的特点。 教学难点 1．折射角与入射角大小关系的探究。 2．利用折射知识解释生活中的现象。 教学活动设计 学习环节 教师活动 学生活动 评价及补救 新课导入 做一做： 1．器材准备：陶瓷碗、硬币一枚、适量水 2．按要求进行操作并思考： (1)坐在桌前，将硬币放在空碗底。保持坐姿，使自己能够看到硬币。 请思考：此时观察者能够看到硬币的原因是什么？ (2)保持坐姿不变，将装有硬币的空碗向前推(远离身体)，直至刚好看不到碗底硬币。 请思考：此时看不到硬币，原因是什么？ (3)保持坐姿不变，向碗中缓慢注水，直至碗底硬币重现。 请思考：此时又能看到硬币了，原因是什么？ 3．分析、讨论 光在均匀空气和均匀水中都沿直线传播，但光路在水面处发生偏折。 教师介绍：产生这种现象的原因就是光的折射。 准备器材。 按要求进行实验并回答问题。 硬币反射的光在空气中沿直线传播进入人眼。 硬币反射的光在传播过程中沿直线传播，被碗壁遮挡，无法进入人眼。 硬币反射的光从水中进入空气中传播时，传播路径发生偏折，偏折后的光能够进入人眼。 新知探究 任务一：折射概念及命名 1．演示实验：光从空气斜射入水中。 要求学生：观察光的传播路径，并描述出现象。 介绍现象：光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这是由于光发生了折射。 2．要求学生：模仿光的反射定律，利用光线模型描述折射现象，启发学生为模型中的线与角命名。 任务二：探究光的折射特点 回顾光的反射定律 思考探究光的折射特点需要观察的现象。 观察演示实验，记录实验现象 分析归纳光的折射特点： 光在空气和水中都沿直线传播，但光束在水面分界处发生偏折，一束返回空气，一束进入水中。 借鉴光的反射定律光路模型完成命名。 回顾光的反射定律，对折射现象中折射角与入射角的大小关系进行大胆猜想。 观察演示实验、记录实验现象。总结光的折射特点并分享交流。 评价标准： A：准确描述光的折射现象、说出入射光线和折射光线，正确画出光的折射光路图，清晰标出各个角和线； B：基本描述出光的折射现象、基本说出入射光线和折射光线，大概画出光的折射光路图，清晰标出各个角和线； C：能基本描述出光的折射现象、知道入射光线和折射光线，但不能画出光的折射光路图，标出各个角和线； 补救： 1. 重温光的反射现象作图； 2. 同桌互评、互讲光的折射现象作图。 评价标准： A：能认真观察演示实验，准确记录实验现象，准确总结出光的折射特点； B：演示实验现象记录不完整，总结的光的折射特点不完全正确； C：实验现象记录有误，无法分析总结出光的折射特点。 补救：教师再次演示光的折射实验，分析总结光的折射特点。 任务三：解释生活中光的折射现象 1．利用折射特点作图，解释碗底硬币重现的原因。 介绍：硬币某处的反射光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了。 2．利用作图的方法，运用光的折射特点解释池水变“浅”的原因？ 要求学生：根据折射规律选出符合实际的光路图。 分析现象，并利用折射特点对现象进行解释。 评价标准： A：能正确画出光路图并利用光的折射特点进行解释； B：能画出光路图，但无法运用光的折射特点解释； C：不能画出光路图，不能运用光的折射特点解释生活现象。 补救：小组互讲互评，课后作业补充练习。 课堂小结 要求学生：从知识和方法两个层面说说本节课的收获。 总结折射特点内容和新知探究过程中所应用的类比—迁移、建立模型等科学方法。 板书设计 4.4光的折射 教学反思 4.4 光的折射学历案 学习目标 1. 通过观察演示实验，了解光的折射现象，会画折射现象的光路图，能说出光路图中的角和线的名称，体会物理模型的思想。 2. 通过观看演示实验，分析归纳、总结光的折射特点，发展对实验现象分析比较，归纳实验结论的能力。通过观察实验现象，体会收集证据的重要性，养成实事求是的科学态度。 3. 通过解释生活中光折射的现象，体会物理学的应用价值，增强学习的兴趣和安全意识。 学习过程 任务一：认识光的折射现象 1.观察演示实验和图片，总结光的折射定义。 光从 斜射入 时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2.利用光线模型，画出演示实验中光从空气斜射入水中时的光路图，类比光的反射现象中角和线的命名，为折射现象中相应的角和线命名。 ① ：照射到两种介质分界面的光线； ② ：进入另一种介质的光线； ③ ：过入射点且垂直于两介质分界面的直线； ④ ：入射光线与法线的夹角； ⑤ ：折射光线与法线的夹角； 任务二：探究光的折射规律 1.观察演示实验，分析归纳、总结光的折射特点。 观察1：入射光线在法线左侧时， 折射光线在法线 （选填“左侧”或“右侧”）。 入射光线在法线右侧时， 折射光线在法线 （选填“左侧”或“右侧”）。 观察2：光屏向后（前）折时，光屏上 （选填“能”或“不能”）看到折射光线。 观察3：光从空气斜射入水中时，折射角 （选填“>”、“<”或“=”）入射角。 且折射角随着入射角的增大而 （选填“增大”、“减小”或“不变”） 光从水斜射入空气中时，折射角 （选填“>”、“<”或“=”）入射角。 观察4：逆着光从空气斜射入水中的方向，让光从水斜射入空气中时，两个光路是否重合？ 观察5：光从空气垂直射入水或从水垂直射入空气中时，光的传播方向 （选填“改变”或“不改变”）。 根据以上现象分析总结光的折射规律： ① 光线、 光线和 线都在同一平面内。 ②折射光线和入射光线分别位于法线 。 ③两角关系： a.光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角 入射角。 b.光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角 入射角。 c.在光的折射现象中，折射角随入射角增大而 。 d.光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向 。 ④在光的折射现象中，光路是 的。 课堂练习 1.一束光沿AO方向从空气斜射入水中，请在图中画出折射光线的大致方向。 2.如图，一束光线从水中斜射到水面，请在图中画出此光线的反射光线和大致的折射光线。 3.如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下数据： （1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有___________的作用； （2）分析表格中的数据，得出结论（写出一条即可）： ； （3）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角______30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （4）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是______。 任务三：解释生活中折射现象 1.利用光的折射规律作图解释碗底硬币“重现”之谜。 硬币反射的光从 中斜射向 时，会向_____（填“靠近”或“远离”）法线方向偏折，且折射角_____入射角，人认为进入人眼的光都是沿直线传播，逆着折射光看去，就会感觉硬币的位置_____。 2.利用光的折射规律作图解释池底变浅 （潭清疑水浅）。 3.利用光的折射规律作图解释有经验的渔民在叉鱼时，为什么要瞄准鱼的下方才能叉到鱼？ 4.阅读课本105页科学世界部分内容，完成以下问题： ①海市蜃楼是一种光的 现象； ②海市蜃楼发生的原因是: ③我们日常生活中看到日出时，太阳真的已经上升到地平线以上了吗？ 反馈练习 1.下列光现象中，由于光的折射形成的是（　　） A．手影 B．筷子错位 C．水中倒影 D．小孔成像 2.如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线______是同一束光，界面的上方是______（选填“玻璃”或“空气”）。 3.有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是（ ） A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大 B．保持激光射入的角度不变，使水面上升 C．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移 D．保持激光射入的角度不变，使水面下降 4.两位同学想用激光笔去照亮水中漂亮的小石子。同学甲往他看到的小石子的下方去照射；同学乙往他看到的小石子的方向去照射。他们谁能照亮小石子?请你作图说明。 学科网（北京）股份有限公司 $$