《光的折射》教学设计
汤其刚
【教材分析】
光的折射是重要的光学现象，是理解透镜成像的基础，有着承上启下的作用，同时又是解释日常生活中许多光现象的基础。通过对折射现象的分析，可以培养学生密切联系实际，运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力，更重要是激发学生学习兴趣，提高科学素质,让学生从小崇尚科学,立志献身科学。
【学情分析】
学生在学习本节知识之前，已经学习了光的直线传播和光的反射，对光的现象已有一些简单的认识，具备了学习光的折射的基础知识，同时学生的好奇心和求知欲望较强也为上好本节课打下基础。但学生对光的折射的生活积累和感性认识比直线传播和反射要少得多，“叉鱼”、“看彩虹”不要说是城镇学生，连乡村学生见过的也不多，因此在折射现象的呈现环节必需充分、直观。由于学生学习物理的时间不长，动手实验有一定的模仿性，在这一阶段需作必要的演示指导。有光的反射探究的经验，只要引导学生处理好光路的可视化问题，折射规律的探究操作就不困难了。
【设计意图】
学生刚学完光的反射，对光的现象已有一些简单的认识，对光学研究中的一些物理量已有初步的了解，如入射角、反射角、法线等。针对新课标对学生能力的要求，本节采用实验、观察分析、探究、讨论法，通过学生猜想、做出假设，再通过教师的引导，让学生进行动手实验和观察，以具体生动的感性认识为基础掌握知识，同时在观察中培养能力，开展思维训练重视知识的应用，理论紧密联系实际,体现从生活走向物理，从物理走向生活的课改精神。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）通过观察，认识折射现象；
（2）了解光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律； （3）了解光在发生折射时，光路的可逆性； （4）会用光的折射知识来解释一些简单的生活现象；
2.过程与方法
（1）通过观察，认识折射现象； （2）体验由折射引起的错觉；
（3）体会科学探究的过程及总结规律。
3.情感、态度、价值观
（1）初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱，并对学生进行安全教育；
（2）领略用物理知识解释自然现象的奥妙，培养学生与他人合作的精神； （3）尊重科学，培养实事求是的科学态度和浓厚的学科知识； （3）激发学生勇于探索自然的热情；
【教学重点】
1、 光的折射概念及折射规律； 2、 光的折射规律的探究；
【教学难点】
作图、解释生活和自然界中的一些现象
【教学方法】
探究法、实验法、讲练法、归纳法
【教学用具】
激光光源、光的折射演示装置、水槽
【教学过程】
一、 引入新课
让学生做一个学生实验，激发学习兴趣
在杯中盛满水，把筷子斜插到杯的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了。如下图所示：
图一 杯中的筷子
上述实验中，学生能看见水中“弯折”的筷子，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的光的折射，由此引入新课。 二、进行新课
（一）、探究光折射时的特点
1、提出问题：我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象，以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？
2、实验
让一束光从空气以不同的角度射入水中（图二所示），观察光束在空气中和水中的径迹。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？向那个方向偏折？并绘制看到的光路图。
图二 光射入水中时的折射现象
图三 光路图
3、 师生归纳：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光
的折射。
4、 有关折射的几个专用名词：
① 教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图；
② 从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角
误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.。
5、 光的折射规律
实验：如图四所示，将量角板平放在桌子上，玻璃砖的一条边和量角器的底边重合，让光线从量角器的顶点入射，然后分别读出入射角大小和折射角大小。改变入射角，重复操作试验多次，记录数据以便总结规律。
0°
90
0°
图四 探究折射规律
表一 折射实验数据记录表
分析数据：分析数据得到折射角和入射角并没有相等，但是得到了结论①：折射角随着入射角的增大而增大；
结论②：入射角大于折射角的结论。
教师引导：如果是光从玻璃砖中射入空气中，结论②还能成立吗？ 学生顿悟：自我否定，完善结论2：空气中的角大。 教师引导：让我们用语言来分别描述下光的折射现象.
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。
光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折。 6、 光路的可逆性
如果让光逆着折射光的方向从水或其他介质射入空气中，可以看到，进入空气中的
折射光逆着原来入射光的方向射出。由此说明，在折射现象中，光路可逆。
（二）、用光的折射规律解释一些简单的现象
1.盛了水的碗，看上去好像变浅了
［分析］如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.
2.放在杯底刚好看不见的石头，加上水又会看的见。
［分析］在未加水之前的小石头S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见小石头.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见小石头，其实，人看到的只是小石头的虚像
.
3. 用光的折射来解释眼睛受骗的问题
才在叉鱼的时候，为什么我们会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线，由水进入空气时，会在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的，鱼像是鱼的虚像，鱼像比鱼位置高。所以有的同学会叉在鱼的上方。
【板书设计】
第四节 光的折射 1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射. 2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内. ②折射光线和入射光线分居法线两侧.
③折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）.
④当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射
入空气时，入射角小于折射角. ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变. ⑥在折射时光路是可逆的.
3.解释现象 ①池水变浅.
②硬币升高. ③叉鱼
【课堂练习】
1、下列现象由于光的折射形成的是（ ）
A．镜花水月 B．管中窥豹 C．一叶障目 D．海市蜃楼
2、在海上或沙漠上，有时会看到高楼大厦，热闹市场，实际大海、沙漠上并没有这些楼市，这种现象叫“海市蜃楼”，出现“海市蜃楼”的原因是（ ） A．光在海面上反射的缘故 B．光在云层上反射的缘故
C．光沿直线传播的缘故 D．光在不均匀的大气层中折射的缘故
3、南宋著名诗人辛弃疾的诗句“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在云里行。”中所描写的“天在清溪底”和“人在云里行”两种情景，是光的（ ） A．反射现象 B．折射现象 C．反射现象和折射现象 D．折射现象和反射现象
4、某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（ ）
A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
5、池水看起来比实际的要_________，这是由于光从________射入________时发生的________造成的，看到的是实际池底的_______像。
6、如图所示，是光由玻璃射入空气时发生折射的不完整的光路图，在图中，折射角是________，MN的________是玻璃。
7、渔民在叉鱼时，真实的鱼是在渔夫看到的鱼的________像，这是因为，鱼反射的光从________射到________中发生了________现象的缘故。渔夫看到鱼时，鱼也看到渔夫，这是因为在光的________现象中光路是________。
8、一束光射向一块玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹。
9. 画出图中折射光线的大致方向。
【小结】
1.知道什么是折射现象，并能叙述折射规律，特别要注意斜射入的条件； 2.知道折射时，光路可逆；
3. 能根据入射光线画出折射光线的大致方向； 4.能应用折射规律解释一些简单的折射现象； 5.从空气中看水中的物体位置变浅； 6.从水中看空气中的物体位置变高。
【布置作业】
1.复习本节课文．
2.动手动脑学物理1、2、3、4。 3.预习“光的色散”一节
【教学反思】
这节课我用反常规的教学方法，不是教教材，而是用教材教。先通过学生体验奇异的光的折射现象，引起了学生学习的兴趣，再借助实验：光从空气斜射入水中，，从而较自然的引入光的折射定义，让学生描绘光路，并由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角，使学生在进行探究性实验对这些术语不会感到陌生。最后归还课堂小结给学生，培养了学生的综合能力。
本节课很好的发挥了学生的能动性，达到了预期的教学目标，但是在将探究所获得的规律应用于问题及现象分析时学生表现出融合的仓促与机械，综合运用多种光学常识和规律的能力还不能急功近利，需要在认识和理解的过程中反复磨合，才能达到应有的深度。
《光的折射》教学设计
汤其刚
【教材分析】
光的折射是重要的光学现象，是理解透镜成像的基础，有着承上启下的作用，同时又是解释日常生活中许多光现象的基础。通过对折射现象的分析，可以培养学生密切联系实际，运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力，更重要是激发学生学习兴趣，提高科学素质,让学生从小崇尚科学,立志献身科学。
【学情分析】
学生在学习本节知识之前，已经学习了光的直线传播和光的反射，对光的现象已有一些简单的认识，具备了学习光的折射的基础知识，同时学生的好奇心和求知欲望较强也为上好本节课打下基础。但学生对光的折射的生活积累和感性认识比直线传播和反射要少得多，“叉鱼”、“看彩虹”不要说是城镇学生，连乡村学生见过的也不多，因此在折射现象的呈现环节必需充分、直观。由于学生学习物理的时间不长，动手实验有一定的模仿性，在这一阶段需作必要的演示指导。有光的反射探究的经验，只要引导学生处理好光路的可视化问题，折射规律的探究操作就不困难了。
【设计意图】
学生刚学完光的反射，对光的现象已有一些简单的认识，对光学研究中的一些物理量已有初步的了解，如入射角、反射角、法线等。针对新课标对学生能力的要求，本节采用实验、观察分析、探究、讨论法，通过学生猜想、做出假设，再通过教师的引导，让学生进行动手实验和观察，以具体生动的感性认识为基础掌握知识，同时在观察中培养能力，开展思维训练重视知识的应用，理论紧密联系实际,体现从生活走向物理，从物理走向生活的课改精神。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）通过观察，认识折射现象；
（2）了解光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律； （3）了解光在发生折射时，光路的可逆性； （4）会用光的折射知识来解释一些简单的生活现象；
2.过程与方法
（1）通过观察，认识折射现象； （2）体验由折射引起的错觉；
（3）体会科学探究的过程及总结规律。
3.情感、态度、价值观
（1）初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱，并对学生进行安全教育；
（2）领略用物理知识解释自然现象的奥妙，培养学生与他人合作的精神； （3）尊重科学，培养实事求是的科学态度和浓厚的学科知识； （3）激发学生勇于探索自然的热情；
【教学重点】
1、 光的折射概念及折射规律； 2、 光的折射规律的探究；
【教学难点】
作图、解释生活和自然界中的一些现象
【教学方法】
探究法、实验法、讲练法、归纳法
【教学用具】
激光光源、光的折射演示装置、水槽
【教学过程】
一、 引入新课
让学生做一个学生实验，激发学习兴趣
在杯中盛满水，把筷子斜插到杯的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了。如下图所示：
图一 杯中的筷子
上述实验中，学生能看见水中“弯折”的筷子，是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象，这就是本节要学习的光的折射，由此引入新课。 二、进行新课
（一）、探究光折射时的特点
1、提出问题：我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象，以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？
2、实验
让一束光从空气以不同的角度射入水中（图二所示），观察光束在空气中和水中的径迹。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？向那个方向偏折？并绘制看到的光路图。
图二 光射入水中时的折射现象
图三 光路图
3、 师生归纳：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光
的折射。
4、 有关折射的几个专用名词：
① 教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图；
② 从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角
误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.。
5、 光的折射规律
实验：如图四所示，将量角板平放在桌子上，玻璃砖的一条边和量角器的底边重合，让光线从量角器的顶点入射，然后分别读出入射角大小和折射角大小。改变入射角，重复操作试验多次，记录数据以便总结规律。
0°
90
0°
图四 探究折射规律
表一 折射实验数据记录表
分析数据：分析数据得到折射角和入射角并没有相等，但是得到了结论①：折射角随着入射角的增大而增大；
结论②：入射角大于折射角的结论。
教师引导：如果是光从玻璃砖中射入空气中，结论②还能成立吗？ 学生顿悟：自我否定，完善结论2：空气中的角大。 教师引导：让我们用语言来分别描述下光的折射现象.
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。
光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折。 6、 光路的可逆性
如果让光逆着折射光的方向从水或其他介质射入空气中，可以看到，进入空气中的
折射光逆着原来入射光的方向射出。由此说明，在折射现象中，光路可逆。
（二）、用光的折射规律解释一些简单的现象
1.盛了水的碗，看上去好像变浅了
［分析］如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像，S′比S与水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了.
2.放在杯底刚好看不见的石头，加上水又会看的见。
［分析］在未加水之前的小石头S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见小石头.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见小石头，其实，人看到的只是小石头的虚像
.
3. 用光的折射来解释眼睛受骗的问题
才在叉鱼的时候，为什么我们会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线，由水进入空气时，会在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的，鱼像是鱼的虚像，鱼像比鱼位置高。所以有的同学会叉在鱼的上方。
【板书设计】
第四节 光的折射 1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射. 2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内. ②折射光线和入射光线分居法线两侧.
③折射角随着入射角的增大（减小）而增大（减小）.
④当光从空气斜射入其他透明介质时，入射角大于折射角；当光从其他透明介质斜射
入空气时，入射角小于折射角. ⑤当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变. ⑥在折射时光路是可逆的.
3.解释现象 ①池水变浅.
②硬币升高. ③叉鱼
【课堂练习】
1、下列现象由于光的折射形成的是（ ）
A．镜花水月 B．管中窥豹 C．一叶障目 D．海市蜃楼
2、在海上或沙漠上，有时会看到高楼大厦，热闹市场，实际大海、沙漠上并没有这些楼市，这种现象叫“海市蜃楼”，出现“海市蜃楼”的原因是（ ） A．光在海面上反射的缘故 B．光在云层上反射的缘故
C．光沿直线传播的缘故 D．光在不均匀的大气层中折射的缘故
3、南宋著名诗人辛弃疾的诗句“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在云里行。”中所描写的“天在清溪底”和“人在云里行”两种情景，是光的（ ） A．反射现象 B．折射现象 C．反射现象和折射现象 D．折射现象和反射现象
4、某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（ ）
A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方 B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方 C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方 D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
5、池水看起来比实际的要_________，这是由于光从________射入________时发生的________造成的，看到的是实际池底的_______像。
6、如图所示，是光由玻璃射入空气时发生折射的不完整的光路图，在图中，折射角是________，MN的________是玻璃。
7、渔民在叉鱼时，真实的鱼是在渔夫看到的鱼的________像，这是因为，鱼反射的光从________射到________中发生了________现象的缘故。渔夫看到鱼时，鱼也看到渔夫，这是因为在光的________现象中光路是________。
8、一束光射向一块玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹。
9. 画出图中折射光线的大致方向。
【小结】
1.知道什么是折射现象，并能叙述折射规律，特别要注意斜射入的条件； 2.知道折射时，光路可逆；
3. 能根据入射光线画出折射光线的大致方向； 4.能应用折射规律解释一些简单的折射现象； 5.从空气中看水中的物体位置变浅； 6.从水中看空气中的物体位置变高。
【布置作业】
1.复习本节课文．
2.动手动脑学物理1、2、3、4。 3.预习“光的色散”一节
【教学反思】
这节课我用反常规的教学方法，不是教教材，而是用教材教。先通过学生体验奇异的光的折射现象，引起了学生学习的兴趣，再借助实验：光从空气斜射入水中，，从而较自然的引入光的折射定义，让学生描绘光路，并由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角，使学生在进行探究性实验对这些术语不会感到陌生。最后归还课堂小结给学生，培养了学生的综合能力。
本节课很好的发挥了学生的能动性，达到了预期的教学目标，但是在将探究所获得的规律应用于问题及现象分析时学生表现出融合的仓促与机械，综合运用多种光学常识和规律的能力还不能急功近利，需要在认识和理解的过程中反复磨合，才能达到应有的深度。