全反射教学案例 物理教学案例分析100例

全反射教学案例

本节课中全反射的概念、全反射现象的产生条件是学习 的重点，因此这节课的教学主线有两个，一是按照物理概念 的形成过程展开教学：直观实验一引导学生分析推理一经过 分析、比较、抽象后提出假说一实验验证一通过概括形成概 念一巩固深化；
二是以实验为主线，通过演示实验的观察、 分析，揭示全反射的现象与产生条件，另外，通过学生间的 讨论、动手操作及合作，使学生对全反射概念的理解更加准 确、丰富和全面，最后，通过全反射的应用性实验，开拓学 生的视野。

[教学过程] 一、观察现象，发现问题 演示试验将光亮铁球出示给学生看，铁球在阳光下很刺 眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，将试 管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制（一定要全部熏黑，再让学生观察），然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中。

现象出现：放在水中的铁球变得比在阳光下更亮。好奇 的学生误认为是水泡掉了铁球上的黑色物，当把试管夹从水 中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，将其再放入水中时， 出现的现象和前述一样，学生大惑不解，这时已经吸引了全 部学生的注意力，学生寻求答案的心情很“迫切”。

学生试验在一个盛有清水的烧杯里放人一根里面插有 铅笔的试管，如图1所示，把烧杯放在明亮的地方，当你从 适当的角度观察水中的试管时，可看到试管壁好像镀了银一 样明亮，但试管中的铅笔却看不见了。当从水中取出试管后， 试管又是透明的，又可以看到铅笔。（虽然老师可以独自做 演示实验，但让学生亲自动手做一做这个实验，使他们有亲 身的体验，能更进一步刺激他们的求知欲。） 学生头脑中已出现了问题，这里由老师点出问题，引发 学生思考。

师：刚才同学们观察到了什么现象？为什么会出现这种 现象？它究竟是一种什么现象？ 二、分析推理，提出假设 1. 分析推理 组织学生讨论，引导学生运用已有的光的折射的 规律分析，提出假设来解释所观察到的现象。

分步引导，设问如下：
（1）同学们可看到试管壁像镀了银一样明亮， 那么光线从哪里来的呢？ （光从试管壁射到眼睛） （2）试管壁不会自行发光，那这个光到底从哪里来呢？ （应当是四周的光线射到试管壁后，试管将光反射） （3）这里光从水中射入试管内的空气，是否同时存在 光的反射和折射？ （既然不能看到管内的铅笔，只能看到试管壁像镀了银 一样明亮，说明试管壁——水与空气的界面——上有较强的 反射光，折射人管内的光可能没有） 2.提出假设 让学生讨 论并总结提出：光从水中射入试管内的空气中时，只发生反 射，不出现折射。

3.建立概念 这是一种特殊的光学现象， 称为全反射。请学生总结出全反射的定义：全部发生反射， 不出现折射的现象叫做全反射。

三、实验验证，归纳概括， 知识发展 以上仅仅是经过分析推理后作出的一种猜测，是 否正确，还必须通过实验进行检验。（让学生了解科学研究 的基本过程）1.描述光在两种介质界面的反射与折射现象，并分析推 理：
演示实验（光学激光演示仪）：让一束激光照在半圆柱 透明玻璃的平面上，让光线过圆心入射到玻璃平面上，观察 折射情况，当入射角增大，折射角如何变化。

请学生对实 验现象进行总结。

Ⅰ.光从玻璃射向空气，当人射角等于某 个角度时，其折射光的折射角等于90。，当入射角继续增大 时，折射光消失，出现全反射现象。

Ⅱ.当光以0°角入射时，无论是从空气到玻璃还是从玻 璃到空气，其折射光的折射角均等于0°。

Ⅲ.光从空气射人玻璃时，无论怎样都有折射光线存在， 故不产生全反射。

从特殊情况推广到一般情况：（使学生 体会到引入“光疏介质与光密介质”的必要性，继而介绍这 一组概念。） I.光从光疏介质射入光密介质时，无论怎样都有折射光 线存在，故不产生全反射。

Ⅱ.光从光密介质射向光疏介质，且入射角等于某个角 度时，其折射光的折射等于90°，当入射角继续增大时，折射光消失，出现全反射现象。

Ⅲ.当光以0°角入射时，无论是从光疏介质到光密介质 还是从光密介质到光疏介质，其折射光的折射角均等于0°。

2.全反射的产生条件（这一条件是在实验过程中归纳概括的， 是对全反射概念的理解的进一步深化）：
I.光必须从光密介质射向光疏介质；

Ⅱ.入射角必须大于（或等于）临界角C。

Ⅲ.临界角 折射角等于90°时的入射角，叫做临界角，用C来表示。

四、注重实践，发展能力 1.应用全反射知识解决生活中的 实际问题 （1）解释学生实验“水中试管变明亮”的原因。（请 学生回答，并让其思考是不是从任何方向看过去都可观察到 这样的现象，为什么？） （2）水中的鱼看岸上的景物均出现在一个顶角为97.6。

的圆锥范围内，为什么？（3）海边、沙漠出现蜃景的成因。

2.全反射棱镜 在讲完全反射棱镜的知识后，可让学生观察自行车尾灯 内部结构，回想在夜间看到的现象，用灯光来照射尾灯时， 尾灯很亮，这也是利用全反射现象制成的仪器。引导学生注 意生活中的物理现象，用科学知识来解释它，体会物理与生 活的紧密联系。

3.光导纤维 （1）利用光纤束传像制成内窥镜；

（2）利用光纤传递信号——现代网络通讯。

演示实验用光导纤维应用演示器（J2516型），演示传 光、传送图像的实际应用。

[教后思考] 全反射现象是光学中的一个极为重要的现象。虽然教材内容简明扼要，但组织这节课的教学却不能简单从事，不能 仅单纯地注重知识的传授，应当充分挖掘本节知识的教育教 学功能，以利于学生的终身发展。因此，教学的组织必须从 知识和技能，方法和能力，情感、态度和价值观这样三个层 次去考虑。

本节课按照学生的认知规律进行教学，通过两个实验观 察全反射现象并分析其产生的条件，并从尽可能多的动手实 验中，合作归纳出全反射概念，使学生体会到人们探索自然 规律的过程：观察现象一提出假设一实验验证一得出结论一 应用于实践。课堂的整个流程通过观察现象，发现问题，设 疑激趣，培养学生的好奇心、进取心；
通过分析推理，提出 假设来培养学生分析推理、运用已知探索未知的能力；
通过 实验验证，归纳概括，知识发展环节培养学生的实验能力、 分析推理能力；
同时也注重实践，发展能力，培养学生的科 学素质，提高实践能力。整堂课的教学应用探究式教学的思 想，让学生经历科学探究过程，以发挥学生个体的自主能力 与合作能力。

教学表明，这样做有利于学生理解全反射概念，获得概 念形成的方法，整个教学过程既符合新课程的三维目标，也 体现了新课程的理念：注重科学探究，提倡学习方式多样化， 突出从生活走向物理，从物理走向社会。众多来源于生活的事例、图片，有利于提高学生的学习兴趣，为课后的自主性 学习打下基础；
也能促进学生的交流与合作，培养学生团体 协作精神。