《光的折射》实验说课

白杨

一、使用教材：人教版物理八年级第四章第四节《光的折射》

二、使用器材：

（一）水瓶灯实验：自制暗室（模拟帐篷），水瓶，射灯

（二）光从空气射入其他介质实验：激光笔，亚克力箱，平行玻璃砖，肥皂，烟雾

（三）光的折射规律探究实验：

1. 小组实验：小激光笔，平行玻璃砖，白纸，不同颜色的彩笔，刻度尺，量角器

2. 演示实验：自制光从空气射入水教具

（四）池水变浅实验：等高的两个玩偶，手机，亚克力箱，水

（五）水中看岸上物体变高实验：等高的两个玩偶，两部手机，亚克力箱，水

（六）扩大青蛙视野实验：手机，小杯子，挡板（模拟天空星星）

（七）不均匀盐水实验：亚克力箱，激光笔（含支架），浓盐水，直角弯管

三、实验创新要点

（一）折射规律探究小组实验：传统实验采用半圆形玻璃砖，当光从玻璃射入空气时，有可能发生全反射；细心的同学会发现，当光沿半径入射时，传播方向不变，无形中增强了学生的认知障碍；改进后，加装平面镜，利用反射沿圆心入射，但操作困难。我采用平行玻璃砖，可以进行空气射入玻璃，玻璃射入空气，光路可逆，三个层次的探究，层层递进，得出折射规律水到渠成。

（二）故事为明线，问题为暗线：以我的旅行故事引入新课，并贯穿始终，使学生整节课都沉浸在同一个有趣的情景中；以问题内在的逻辑关系，使学生由浅入深的进行阶梯式学习。

（三）用三个实验将孤立的应用有机串联，层层递进，有趣，有序，课堂效果佳。

四、实验教学内容与过程

（一）教学目标：

科学思维：在设计实验过程中培养学生严谨的科学思维。

物理观念：总结归纳光的折射规律，形成正确的物理观念。

态度责任：激发学生研究物理的好奇心与求知欲，培养实事求是的科学态度。

（二）教材学情分析

1.教材分析

承    上：光的直线传播，光的反射

启    下：光的色散，透镜

教学重点：光的折射规律

教学难点：设计实验探究光的折射规律

（三）学情分析

学生对光的折射感性认识较少，实验设计与操作能力较差。

（四）设计亮点

亮点1：故事为明线，问题为暗线：以我的旅行故事引入新课，并贯穿始终，使学生整节课都沉浸在同一个有趣的情景中；以问题内在的逻辑关系，使学生由浅入深的进行阶梯式学习。

亮点2：小仪器，大威力

本节课重点实验采用底部贴有胶带的平行玻璃砖进行，仪器虽然简单，但是通过巧妙的设计，可以进行空气射入玻璃，玻璃射入空气，光路可逆三个层次的探究，得出折射规律水到渠成。

亮点3：用三个实验将孤立的应用有机串联，层层递进，有趣，有序，课堂效果佳。

（五）教学过程

1.水瓶灯照亮帐篷，创设情境，提出问题，从生活走向物理。

学生体验                     放入水瓶前           放入水瓶后

模拟实验：一瓶水照亮房间

通过旅行中搭建帐篷，内部昏暗，无法阅读，提出问题一：一瓶水能照亮帐篷吗？。自制暗室，顶部开孔，待放入水瓶，学生在内部体验放入水瓶前后的变化。对比效果明显，激发学生强烈学习兴趣。提出问题：光在不同种介质中如何传播？

2.演示实验：光从空气射入水和玻璃时的现象

学生通过观察，发现光从空气射入其他介质时，发生了偏折。由这两个实验使学生初步了解光的折射现象，并给出其中线和角的定义。再提出问题：光的折射遵循什么规律？

3.实验探究光的折射规律

（1）设计实验：传统实验采用半圆形玻璃砖，当光从玻璃射入空气时，有可能发生全反射；细心的同学会发现，当光沿半径入射时，传播方向不变，无形中增强了学生的认知障碍。改进后，加装平面镜，利用反射沿圆心入射，但操作困难。

传统实验

（2）而我采用底部贴有胶带的平行玻璃砖来完成探究。设计梯度不同的问题来引导学生主动思考设计，完成实验，提高学生自主探究能力。

关键记录哪条光线的位置？折射光线；如何记录折射光线的位置？小组讨论得出，描点连线的方法。下面是学生进行小组实验。

探究一：光从空气射入玻璃

使学生沿着不同方向入射，找到折射光线，描点连线，找到并测量对应入射角和折射角的大小，通过比较大小关系得出以下结论：①折射光线靠近法线②折射角小于入射角③垂直入射方向不变

探究二：光从玻璃射入空气

撕去底部的胶带，使光从玻璃射出，利用同样的方法进行探究，很容易得出光从玻璃射入空气的规律：①折射光线远离法线②折射角大于入射角③垂直入射方向不变

将两组实验数据对比分析，误差允许范围之内，第一次入射角和第二次折射角相等，第一次的折射角和第二次的入射角相等，利用数学知识可以证明最初的入射光线和最终的折射光线平行。

探究三：折射现象中，光路是否可逆？

将试验单翻转，再进行实验，测量并和第一次的实验数据对比，在误差允许范围内，对应的角大小相等，可以得出：在光的折射现象中，光路可逆。

探究四：光从空气射入水

那么光从空气射入水是这样的规律吗？课本上的实验如图所示。

我将它微型化，将水装入薄的亚克力箱，可旋转的圆盘方便改变入射角的大小，加装几个量角器，将定性分析变为定量研究。本实验不但可以探究光从空气射入水时的折射规律，撕去底部的胶带还可以探究光从水射入空气时的折射规律；既能演示光路的可逆性，又能呈现动态规律。

通过本装置进行实验，得出以下数据，通过分析得出和光从空气射入玻璃相似的结论。

拓展探究：

将光从空气射入玻璃和水两组实验数据进行对比，当入射角相同时，折射角不同，于是得出结论：不同介质对光的折射能力不同。

通过两组实验，共同得出光的折射规律：法线居中，空气角大，同增同减，垂直不变，光路可逆。

4.利用折射规律解释现象

（1）.问题二：为什么不能贸然跳入齐腰深的水？

由游泳引入问题：为什么不能贸然跳入齐腰深的水？通过摄像头同时拍摄有水和无水两种情况下的等高玩偶，得出从岸上看水中的物体变矮或者水变浅了，再通过光的折射规律解释原理。

再逆向思考，从水中看岸上的物体如何变化？利用两部手机同时拍摄等高的玩偶，一侧加入水，逐渐没过摄像头，对比现象，明显观察到从水中看岸上的物体变高，视野也变大了。再利用光路作图解释原理。

（2）.问题三：如何扩大青蛙的视野？

通过旅行故事中听到蛙鸣，引入坐进观天，并提出问题：如何扩大青蛙的视野？通过模拟实验再现青蛙眼睛看到的现象。手机摄像头模拟青蛙的眼睛，小杯子模拟竖井，挡板模拟天空，比较加水前后视野的变化，说明青蛙视野确实变大了，再利用作图解释原理。

再回归实际，坦克观察窗应用的同样的折射原理，自制教具，使学生体验坦克观察窗视野的变化，深刻体会学以致用。

5.光在不均匀介质中的传播

透过水观察岸上的物体变高，发散思维，日出时透过大气看到的太阳是它的实际位置吗？将光的传播介质由不同介质转移到同种不均匀介质。用底部带孔的直角弯管将浓盐水注入清水底部，在浓盐水和清水的交界面处，水不再均匀，当光在不均匀的水中传播时，不再沿直线传播，同样发生了折射。

再利用激光笔模拟太阳，处在地平线以下，发出的光经过不均匀的大气折射后，进入人的眼睛，人眼逆着看过去，看到的太阳比它的实际位置偏高。

6.回扣水瓶灯最后利用视频——摩瑟灯回扣水瓶灯，从物理回归社会。

五、实验教学反思

（一）本节课就是让学生亲历从生活走向物理，再从物理回归社会，使光的传播介质从同种均匀介质变为不同介质，再变为同种不均匀介质，体现了从实际到模型，再还原到实际的思想。

（二）利用手机摄像头模拟眼睛，大大提高了实验的直观性，增强了学生的感性认识。

（三）以问题为引领，以实验为基础，通过自制教具、实验探究共同揭示了光的折射规律，突破了重难点，旨在培养学生的物理观念、科学思维等学科核心素养。

   我的说课到此结束，恳请批评指正。