2025届高三物理二轮复习教学设计：从情境分析到模型构建——以光的折射为例

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高三 学期 春季 课题 从情境分析到模型构建 ——以光的折射为例 教科书 书 名：人教版教材 出版社：人民教育出版社 教学目标 1. 通过实验提升学生的逻辑思维能力、综合分析能力、合作学习的能力。 2. 以光的折射为例提炼出从情境到模型的科学思维方法。 教学内容 教学重点： 1. 折射定律和全反射的深度应用 2. 真实生活情境问题到建立物理模型能力的培养 教学难点： 1. 茶壶的茶漏水下部分变粗的模型构建和利用模型求折射率的简易方法 2. 水槽底部阴影区域的光学原理分析和模型建构，利用模型求水的折射率。 教学过程 1、 快速了解光的折射这个模块的课程标准要求。即理解折射定律、知道全反射、会测量折射率。 2、 生活中的真实情境问题：茶壶中水下的茶漏部分变粗了。 1.引导学生提取关键情境信息：水下部分细，水上部分粗。 2.情境和物理知识相融合进行理性分析：茶漏没水的部分是看到的实物，茶漏的水下部分是由于光由水射向空气时发生了折射，人眼看到的虚像。 3.实物建模：为了分析问题的方便，引导学生对茶壶中的光现象进行实物建模，把茶壶看成圆柱形水槽，用3D打印的圆柱体代替茶漏，把这个圆柱体放在水槽中央研究会更简便。 4..建立光学模型：建立了实物模型后利用光路可逆原理模拟出一条可视化的具有代表意义的光路，用激光笔在烟箱里做实验由于丁达尔现象可以看到光路，激光笔发出的激光经水折射后于圆柱外侧相切，就是要找的可视化的光路。引导学生画出俯视的光路图，根据课标要求求出折射率，一种方法是用量角器量出角度求折射率，另一种方法是用几何关系推出，然后引导学生量出实验照片中的直径，求出水的折射率，结果与课本里给的水的折射率1.33很符合。学习了从情境分析到模型构建的科学方法后，学生用这种方法来分析第二个生活情境化的问题 三、生活中的真实情境问题：激光垂直照射水面，在容器底部形成一个圆形“暗区” 1.引导学生提取关键情境信息：水底有一个亮点，水下部分有一个明显的圆形暗区。 2.情境和物理知识相融合进行理性分析：水底有一个亮点可以看成光源，水下部分有一个明显的圆形暗区可能是光在水和空气中传播是形成的。 3.学生画出可能的光路图：为了分析这个光现象，引导学生画出折射和全反射的光路图，然后理性分析，暗区是因为光在水面既有反射光也有折射光，导致反射光弱，形成暗区。全反射光强，水底明亮。 4..建立光学模型：引导学生画出恰好发生全反射的光学模型，这条临界光路恰好是照在水底暗区的边界。提供给学生一张画有圆直径的纸，游标卡纸，请学生根据暗区的搬家和水的深度测量水的折射率， 结果与课本里给的水的折射率1.33很符合。从表达式还可以看出水的深度越深，暗区半径越大。老师演示投影验证这个结论。 四、课堂小结 从情境分析到模型构建的方法是提取有效情境信息，将情境信息与物理原理融合进行理性分析，化繁为简建立模型 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$