3.2波的反射与折射教学设计-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册.docx

3.2波的反射与折射教学设计-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

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教学内容

本节课为2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册第三章第2节“波的反射与折射”。教学内容主要包括：

1.波的反射现象及其特点；

2.波的折射现象及其规律；

3.平面镜成像原理；

4.光的折射率及光路可逆性；

5.光的反射与折射在实际生活中的应用。

本节课将围绕以上内容进行讲解与探讨，通过实例分析、实验演示和习题练习，使学生掌握波的反射与折射的基本概念、原理和规律，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

核心素养目标

1.科学探究：通过实验观察和数据分析，培养学生在波的反射与折射现象中发现问题、提出假设、设计实验、收集证据、解释现象的科学探究能力。

2.物理观念：帮助学生建立正确的波的性质及其传播规律的认识，理解波的反射与折射是光传播的基本形式，发展学生的物理观念。

3.科学思维：训练学生运用科学思维方法，分析波的反射与折射现象中的条件与结论，推理得出相关的物理规律。

4.科学态度与责任：培养学生对物理现象的好奇心，鼓励勇于探索的科学态度，以及在学习和实验中遵循科学伦理和责任。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已学习过波的基本概念，包括波的产生、传播及其性质；

-学生对光的直线传播有一定的理解；

-学生在之前的章节中接触过平面镜成像的基本原理。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对波的传播现象感兴趣，对实验观察和现象解释具有好奇心；

-学生具备一定的数学基础，能够理解并应用几何光学中的角度、比例等概念；

-学生偏爱的学习风格可能包括动手实验、小组讨论和问题解决。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能会对波的反射与折射的原理理解不够深入，难以将理论应用到具体情境中；

-实验操作中，学生可能对实验器材的使用不熟练，影响实验数据的准确性；

-学生在解决复杂问题时，可能难以建立清晰的物理模型，难以将抽象的物理规律与实际问题相结合。

教学资源准备

1.教材：每位学生配备鲁科版物理选择性必修第一册教材。

2.辅助材料：收集波的反射与折射现象的动画视频、示意图及实际应用案例。

3.实验器材：准备平面镜、透明介质（如水）、光源、量角器等实验材料，确保实验的安全性。

4.教室布置：设置实验操作区，配备实验桌椅；预留讨论区，方便学生分组讨论。

教学过程

一、导入新课

1.各位同学，上一节课我们一起学习了波的基本概念和传播特性。今天我们将进一步探讨波在遇到不同介质时发生的两种特殊现象——波的反射与折射。首先，我想请大家回忆一下，波是如何产生的？它是如何传播的？

二、探究波的反射现象

2.现在，请同学们观察教材中的图3.2-1，这是一幅演示波在平面镜上发生反射的示意图。请大家注意波的入射角和反射角，它们有什么关系呢？

3.请一位同学来回答这个问题。很好，入射角等于反射角。这就是我们今天要学习的波的反射的第一个特点。

4.接下来，我们将进行一个简单的实验来验证这个规律。请同学们按照教材中的步骤，使用平面镜和光源进行实验，观察并记录下实验结果。

5.现在，请各组同学汇报你们的实验结果。很好，大家都发现了入射角等于反射角的规律。那么，这个规律在现实生活中有哪些应用呢？

6.对，平面镜成像就是利用了这个原理。请同学们思考一下，为什么我们能在平面镜中看到自己的倒影？

三、探究波的折射现象

7.现在，我们转向波的折射现象。请大家观看教材中的图3.2-2，这是光从空气进入水中的折射现象。请大家注意，光线的传播方向发生了什么变化？

8.请一位同学来回答。很好，光线在进入另一种介质时，传播方向发生了改变。这就是波的折射现象。

9.接下来，我们将进行波的折射实验。请同学们按照教材中的步骤，使用透明介质和水进行实验，观察并记录下光线的折射角。

10.现在，请各组同学汇报你们的实验结果。很好，大家都发现了光线在进入另一种介质时，折射角与入射角不成正比。那么，这个现象背后的规律是什么呢？

11.对，折射角与入射角的关系由斯涅尔定律描述。这个定律告诉我们，折射角与入射角的正弦之比是一个常数，这个常数被称为折射率。

四、深化理解与实际应用

12.现在，我们已经了解了波的反射与折射的基本规律。接下来，我们将这些规律应用到实际问题中。请同学们阅读教材中的案例3.2-1，这是关于光纤通信的应用。

13.请一位同学来概括一下光纤通信的基本原理。很好，光纤利用了光的全反射原理，使得光信号能够在光纤中长距离传输。

14.接下来，我们将讨论另一个应用——眼镜。请同学们思考，眼镜是如