——“探究光的折射规律”教学设计与实录
南昌市广南学校倪凌云
教材分析光的折射规律是自然科学和生活中常见的现象，在科学技术和生产生活中都有运用。本节共有以下内容，“光的折射”、“探究光的折射规律”、“生活中和自然中的折射现象”。“光的折射”中学生通过观察光由不同的几种介质进入到另一种介质中的现象，找出其中的共同点认识光的折射规律。“探究光的折射规律”作为一个非常完整的探究过程，让学生在经历科学探究的过程中学习物理研究方法，获取相关的知识。在探究活动中运用最简单的实验器材，给学生指定实验策略，简化实验难度，提高学生实验成功率，但是在后期实验数据分析和处理方面留有较大的空间，以期达到培养学生对实验数据的处理能力，也让学生深入参与到实验中来，对光的折射规律形成更加全面和深入的认识。“生活中和自然中的折射现象”则是为了帮助学生进一步理解光的折射规律，了解光的折射规律在生活中的应用，并解释一些相关现象。教材以“渔夫叉鱼”、“海市蜃楼”为例，引导学生根据光的折射规律进行归纳，找出原因。最后，根据本节课的引入“消失的鱼”对接光的折射，引入光的全反射现象，激发学生进一步探究其中奥秘的兴趣。这一节内容又是初中自然科学中光学知识中非常重要的环节，是学习透镜和凸透镜成像的基础。也是培养和提高学生科学思维能力和学习科学方法的重要环节。本节教材从生活场景走进物理学习，又从物理学习走进社会应用，体现的物理与生活社会的紧密联系。学情分析沪粤版八年级下册第三章第四节的内容。在本节学习之前，学生已经学习了光的基础知识，并学习了光的直线传播和光的反射。这些知识是本节学习的认知基础；控制变量、对比、归纳等学习方法在以前学习中已经有所涉及，为本节课的探究学习提供了方法基础。此外，初中学生有一定的观察能力，也具备了较强的形象思维能力，但抽象思维能力尚未成熟，对于本节内容将涉及的一些生活现象，由于对生活中的光现象的认识存在一定的思维定式，在解释相关问题是存在一定的障碍，这也是本节课要解决的难点所在。
教学目标学生发展核心目标
1.通过参与探究光的折射规律，强调控制变量实验思想；通过光的折射规律的得出过程建立严谨的实验习惯；通过学习生活中和自然中的折射现象养成将物理知识应用于日常生活、生产的意识。
物理学科核心目标
2.知道光的折射现象；知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。知道在光的折射现象中，光路可逆。会用折射规律解释一些生活中的折射现象。
3.经历探究光的折射规律实验，强调控制变量的意识，并领悟分析归纳方法。
教学重点和难点教学重点：光的折射规律的探究。
教学难点：光的折射规律的应用。
教学仪器教师器材：玻璃水缸、防水激光笔、激光笔若干、玻璃砖、磁吸纸、自制折射模型、鱼照片、密封袋等
学生器材：三束光平行激光、玻璃砖、直尺、马克笔等
教学设计《初中物理新课程标准》提到，义务教育物理课程应让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，认识物理概念和规律，学习科学方法，树立正确的世界观。因此在教学过程中应该把培养学生物理核心素养放在实处，不但要注重传授知识、培养技能，还要让学生通过身边事物和现象来学习物理学的基本思想和研究方法，在知识的生成和理解中形成能力，使其在生活中能够根据实际情况合理选择和运用科学方法解决问题。
本节课以学生假日海洋馆游玩的一天为背景，将本节的知识点融入游玩过程的几个场景，体现从生活走向物理的教学理念，引导学生观察分析生活场景中的细节，培训学生观察生活、善于归纳的好习惯。也提醒学生这是人们认识事物及发现规律的一般过程。在本节的教学过程中采用递进式教学，通过观察生活中的一些有趣光现象，总结归纳其共同点对光的折射规律有更科学、系统的定义。再通过小视频展示生活中有趣的光折射现象，学生根据已经学习的光的反射，引出新的问题，以探究光的反射规律实验为基础自行设计探究光的折射规律的实验，这种由观察到设计到实验再到总结的递进式教学给学生以深刻的记忆，自然就突破了探究光的折射规律、并理解光的折射规律应用的重难点。这种学习的方法不但可用于本节知识的学习，更可扩展至其他章节，体现了物理方法的延续。
本节课的教学流程教学过程教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
构建情境魔术引入新课
师：在一个愉快的假期，洋洋同学跟爸爸妈妈一起去海洋馆游玩。一进入海洋馆就看到了小丑在表演魔术。老师也会表演这个魔术。（展示魔术——鱼儿去哪了？）
师：想不想知道其中的奥秘？那就让我们在这节课的学习中去寻找它的答案。
学生认真观察、自主思考
魔术展开，趣味性较佳，激发学生的求知欲，以此引入新课
一、光的折射及其折射现象
过渡：前面我们已经学习过，老师能够看到同学们，是你们身上反射的光进入了我的眼睛。那么我们看水中的鱼，也是鱼身上有光……（学生回答）
师：现在鱼身上的一束光从水中射出来。
问：你们看到了什么现象？在哪里发生的偏折？（学生回答）
师：这束光的传播穿过了几种介质？（学生回答）
师：是不是只有光从水中进入空气中才有这样的现象呢？（展示光从空气进入水中，从空气进入玻璃中，从玻璃进入空气中，光发生折射的现象）
师：在物理学中我们就把，光由一种介质进入到另一种介质，传播方向发生改变的现象叫做光的折射。
师：我们再来看生活中有关折射的有趣现象。
问：那么光的折射又具有哪些规律呢？为了更科学的探究光的折射规律，请大家仿照光的反射定律给现象中的各部分命名。
（利用贴纸做出光的折射光路图，让学生给他们取名字）。
学生观察、思考，并回答问题。得出光的折射规律的概念。
结合光的反射，得出，三线两角一点命名。
将激光笔浸入水中，呈现光从水中进入空气中明显的折射现象。这也契合我们生活和学生答题中常见的看到水中物体的现象。
也以这条鱼埋下伏笔，围绕它展开教学。
二、探究光的折射规律
师：请一位同学再给我们回忆一下光的反射定律。
师：那么光的折射规律会不会像光的反射规律一样呢？我们该如何去验证？（学生回答）
师：通过实验来验证，我们需要透过不同的介质进入另一种介质，我们应该调节不同的方向，还有需要调整不同大小的角度。如果我们每一小组都把这些做一遍，这节课时间可能就不够了。
师：为了使得我们实验更加高效，接下来我们分组展开实验。在实验前请耐心听老师讲解。
1.给你们提供的实验器材有：激光笔、半圆形玻璃砖、红色水笔；
2.请将玻璃砖完全放入实验报告中画好的半圆框内；
3.调整激光笔使光沿老师画好的入射光线方向入射，在玻璃砖后方折射光线的位置做好标记，拿开玻璃砖，连接标记点与入射点，画出折射光线；
4.完成实验并认真填写实验报告。
实验时请同学们注意以下事项：1.切勿将激光笔正对自己或他人的眼睛；2.玻璃砖属于光学仪器，在移动玻璃砖时，请握持两侧贴有胶纸的部位，以免接触其它部位而影响实验结果。
师：同学们都准备好了吗？我来检查一下。玻璃砖都放到了正确的位置。那么同学们就开始实验，看哪一组的实验做的又快又好。做完实验的小组请举手示意。
师：完成实验的小组请举手。（收上来实验单，分组拍照好，以便分类讨论，同屏照片）
师：我们先来看到这两个小组的实验结果。这两组的同学表示我是来做光的折射的实验的，我都做了什么？你们看到了什么？（学生回答）
师：很好，光垂直入射时光没有发生折射。那再去讲光的折射时，怎样表述更确切呢？（学生回答）
师：很好，那我们继续分析这些光线斜射入实验小组的结果。折射光线与入射光线的位置有什么特点？（学生回答）
师：我们同学总结的非常到位。我们继续分析实验结果。（展示光由空气进入玻璃中情况的学生实验报告）
师：你们能得出什么结论？（学生回答）
生：光由空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角（注意：1.学生没有强调斜射入；2.学生把折射角与入射角说错了顺序）
师：此时你们又可以得出什么结论？（展示光由玻璃进入空气的实验报告）（学生回答）
（同上）
师：非常好。那我们利用探究出来的这些规律来解答老师提出的问题。老师带来了这样几个模型，分别表示了分界面、法线，用文字表示了他们的介质。用这个带有箭头的竹签来表示光的传播方向和路径也就是光线。其中老师已经插好了入射光线或者折射光线，接下来请几位同学用这个模型来将其中的入射光线或者折射光线补充完整。（学生练习）
问：同学们！他们都做对了吗？有没有不同的意见？（学生回答）
师：很好！现在我们来换个角度观察事物，看看是不是会有新的收获。（电脑同屏水槽中光的折射时的侧面画面，再把同学们完成的模型也侧过来）
师：现在你们有没有不同的意见呢？（学生回答）
师：请你帮他们改正。（学生完成）
师：从侧面看是一条直线，说明入射光线、法线、折射光线三条光线有什么关系？（学生回答）
师：非常好。看来在三线共面这一点上，光的折射现象与光的反射现象也是一致的。
我们是否还记得光的反射时光路是可逆的。现在老师用一束光沿水中鱼的那束折射光线方向入射。
师：你们现在看到了什么？说明什么问题？（学生回答）
学生回忆光的反射规律，以此提出问题，光的折射规律与光的反射规律是否相同。
学生分组实验
学生思考，回答老师问题。
完成练习。
认真观察，模型与实际的差异。完成修正并思考并回答问题
促进学生知识迁移
增强学生实验的合作意识，简化实验过程，降低学习难度，提高学习效率。
合理运用合作交流数据。提高学生分类归纳、科学处理实验结果的能力。
利用模型，既完成了对刚刚得出的结论进行巩固，又可以引出新的问题。
利用模型帮助学生找出三线共面。并培养学生采取多种方法解决问题的能力。
三、折射规律的应用与现象解释
过渡：洋洋同学在海洋馆还玩了一个捞鱼的游戏，他每次都对准了鱼，可是总也捞不到鱼。他在想是不是因为光路可逆，鱼特别聪明，每次也看到他，所以都成功的躲过了网子。现在老师请一位同学来体验一下，帮助洋洋同学寻找到答案（学生活动——叉鱼）
师：为什么他瞄的很准的却没有叉到鱼呢？
师：我们清楚了光的折射规律，就用它来分析一下是为什么。（在原来的光路图基础上完成）
作业：同样利用作图的方法找出在水中看岸上的物体会偏高还是偏低，我们把这个作为我们的家庭作业。
过渡：知道了其中原理，洋洋同学顺利的捞到了满满一袋鱼。他非常善于观察，不经意之间他发现了在鱼缸底部的一束光竟然是弯曲的。
师：老师就把这个现象带来了，我们同学也来看一看。老师这里有一杯很浓的糖水，当光从杯子的一侧照向另一侧时大家可以看到什么现象?
师：可见光不仅在两种介质的界面上会发生折射，在同一种不均匀的介质中也会发生折射。生活中的日出和海市蜃楼就是这种原因造成的。其实我们看到的都是它们的虚像。
学生参与活动，仔细观察，找出问题原因
呼应先后，贯穿始终，与生活相结合，缓解课堂紧张氛围
四、课堂小结，引入释疑
过渡：经历了丰富多彩的海洋馆一日游，收获了很多快乐，那么现在再请一位同学总结下收获哪些知识。
小结。（学生小结）
将水缸中的激光笔的角度调整，学生观看只剩下了反射，讲解这是全反射现象，有兴趣的同学可以自行查阅。
总结话语：像法线公正平等，像折射光线能折能伸。爱生活，爱物理！
学生总结，加深印象
引入释疑，首尾呼应，并拓展学生视野。
板书设计设计说明：板书设计反映出本堂课的流程。
教学反思(一)教学的创新点
1.以假期海洋馆的游玩贯穿整堂课，围绕游玩场景递进，将本课的三个知识板块融入在这些场景中，使得教学环节联系紧密。在完成知识目标的同时，层层递进教学设问让学生由浅入深的完成探究光的折射规律，让学生学习掌握递进式的学习方法，培养了学生的思维，也提高了学生物理学科的核心素养。
2.课堂教学模式的转变。在这节课中教师通过问题的设计，语言的引导将学生过渡到不同的场景中，场景中所反映的物理知识以及最后的结论都是由学生自已总结出来。说明学生才是这堂课的主人，这也正是新课程标准所要求的。
3.很好地体现了从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念。生活中光的折射现象有很，但我相信绝大多数同学会觉得有趣可以不一定会深入研究，我选择游玩过程中的场景为引入，除了教学的需要以外还有向学生渗透观察生活之意。这种种有趣现象让学生切实体会到物理是有趣的、物理学就在身边。
4.正确发挥多媒体课件辅助教学的作用。本节课使用希沃白板来教学，并较多地采用了同屏工具实时同屏学生实验情况。巧妙而恰当地运用多媒体和互联网技术，掺入时下流行的小视频短片，学生感觉更加新颖有趣，更乐于参与到学习中来，课堂教学的效果良好。
(二)能力和素养的培育
1.通过老师的设问引导学生经历认识光的折射现象、探究光的折射规律、光的折射规律练习、生活和自然中的光的折射现象等几个环节，在此过程中学生的观察能力、思维能力、应用物理方法、表达概括能力等都得到了培养。
2.教授知识的同时，也跟学生充实控制变量的思想，严谨的实验态度。根据放大的模型，根据老师的引导养成辩证认识事物，多角度观察问题的习惯。
3.探究光的折射环节中，体验——设计——验证，这种递进式的教学模式也让学生体会到新的实验探究的过程，提高学生的实验能力。
(三)自身能力的提升
1.经历这堂课的设计过程，使我更熟练主线式教学模式，这种教学模式让课堂教学的效果更好。今后也将尝试将这种模式运用到更多课题中去。
2.教学角色的转变让教学过程变得更轻松。一直以来传统的老师讲、学生听的教学模式既不符合课标要求，也不利于学生核心素养的培养，同时教学的效果较差。教师不妨将课堂交给学生，充分发挥学生的能动性，教学过程既简单又轻松，还能取得不错的教学效果。
3.在实验操作中，常常重视学生实验的操作过程，而在学生实验后期有所忽视。通过这节课，简化学生操作难度，但在实验结果得出过程给予充足时间，同样能达到探究实验的目的，并提高学生数据处理和分析能力，在今后探究实验过程中也将有更多的方法。
4.通过这节课发现，使用辅助工具，制作相应模型，可以让画光路图，学生演板练习更加高效和有趣。可以借助模型帮助学生从多个角度发现问题，得出不同的结论。每一次的备课准备都让自己的业务能力得到提升，每一次的实验设计或者自创实验教具的制作让自己收获了教学内外的经验。
点评熊德鑫
南昌市北京路学校
市初中物理教研中心成员
1.教师将本节课的教学知识点融入参观海洋馆的过程中，从观察生活中的折射现象到总结折射的概念再到探究折射规律，各个环节间过渡自然，这样逐个分析，层层递进的递进式教学模式让这节课的各个环节融为一体，也体现从生活走向物理的教学理念。
2.例如以下过程：
“师：现在我们看到鱼身上的一束光从水中照射出来。师：你们看到了什么现象？在哪里发生的偏折？师：这束光的传播穿过了几种介质？师：是不是只有光从水中进入空气中才有这样的现象呢？（展示光从空气进入水中，从空气进入玻璃中，从玻璃进入空气中，光发生折射的现象）师：在物理学中我们就把这样，光由一种介质进入到另一种介质，传播方向发生改变的现象叫做光的折射。”
教师通过语言引导，剖析概念，将物理概念以多个问题的形式抛给学生，让学生逐一思考解答，从而自己总结出此物理概念，这降低了物理概念的教学难度，有助于学生对概念的理解和吸收，也传授给了学生科学分析的方法。所以整堂课教师是将课堂交给学生的，学生作为课堂的主人各个物理概念都是由自己总结出来的，学生参与其中提高了课堂学习的效率，体现了以学生为中心的教学理念。
3.本堂课的实验操作相对简单，所以在探究环节中，教师简化探究过程，把更多精力放在实验数据处理上，通过让学生对不同实验数据进行对比，逐条总结出光的折射规律。培养了学生对实验数据的处理能力，渗透了物理研究的方法。
4.教师反复引导学生借用已经学习过的光的反射规律研究的方法对照学习分析，这大大降低学习的难度，也体现了物理方法的延续，促进学生在今后学习中注意做到知识迁移。
5.教师在教学过程中将信息技术与实验教学很好的融合。实验现象清晰明显，利用同屏投影学生实验报告，便于直观对比分析也大大节约教学时间。教学过程利用包括物理模型等方法在内的多种思想方法培养学生物理核心素养。
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