“光的折射”是初中階段學(xué)習(xí)的第三類(lèi)光現(xiàn)象，這節(jié)課有很多有趣的小實(shí)驗(yàn)，為此可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，這樣以來(lái)既充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又讓學(xué)生在探究過(guò)程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和幸福感。

另外在認(rèn)真研讀了省專(zhuān)家孔祥龍老師關(guān)于“光的折射”探究式教學(xué)案例的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際，將本節(jié)課實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的思路設(shè)計(jì)如下：

第一環(huán)節(jié)：認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象

1.實(shí)驗(yàn)激趣，提出問(wèn)題。

教師首先讓學(xué)生以小組為單位完成以下兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)1：在燒杯中盛滿(mǎn)水，把鉛筆斜插到燒杯的底部，從側(cè)面斜視水面，看到水中的鉛筆出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)2：在空的茶杯里放一枚硬幣，移動(dòng)杯子，讓組內(nèi)一位同學(xué)的眼睛剛剛看不到硬幣，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢地向杯里倒水，由另一位同學(xué)慢慢向杯內(nèi)倒水，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，并對(duì)觀察到的現(xiàn)象作出解釋或提出猜想。

點(diǎn)評(píng)：學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作，觀察到：斜插入燒杯中的鉛筆看上去好像向上彎折了;杯內(nèi)倒水后隨著水面的升高，觀察者看到了硬幣，還會(huì)發(fā)現(xiàn)硬幣升高了.這兩種實(shí)驗(yàn)情景完全出乎學(xué)生的預(yù)料，容易引發(fā)學(xué)生的探究欲望和興趣，從而提出探究的問(wèn)題。

2.運(yùn)用舊知，猜想假設(shè)。

（1）匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

每個(gè)小組的學(xué)生按照老師提出的要求進(jìn)行了以上兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生顯得非常興奮，對(duì)產(chǎn)生的現(xiàn)象感到驚奇：“老師，我們看到鉛筆彎折了！”“老師，我看到硬幣了!”

“哪些小組的同學(xué)都看到以上這些現(xiàn)象了？”老師問(wèn)。幾乎所有小組的同學(xué)都舉起了手。

（2）教師引導(dǎo)初步釋疑

師：你對(duì)于剛才觀察到的現(xiàn)象是如何認(rèn)識(shí)的嗎？

生：學(xué)生稍加思考，有些學(xué)生開(kāi)始在竊竊私語(yǔ)。

師：哪位同學(xué)愿意談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)？”

生：老師，我感覺(jué)看到的是魚(yú)的虛像，而不是實(shí)像。

師：我聽(tīng)出來(lái)了，你說(shuō)的意思是看到的是魚(yú)所形成的像，而不是魚(yú)本身，很好。（這位學(xué)生顯然把像說(shuō)成了虛像，把物體說(shuō)成了實(shí)像，對(duì)概念的認(rèn)識(shí)有點(diǎn)含糊。這時(shí)教師敏銳地發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，及時(shí)予以說(shuō)明。）

（3）趁勢(shì)引導(dǎo)深層思考

師：你覺(jué)得剛才實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的這兩種現(xiàn)象的原因有什么猜想嗎?

生1：我覺(jué)得可能跟光的傳播方向有關(guān)，光經(jīng)過(guò)水的時(shí)候，方向發(fā)生改變。

生2：我們以前學(xué)過(guò)，光在均勻介質(zhì)里是沿直線傳播的，空氣和水是不同的介質(zhì)，光改變方向了。

師：光的傳播方向會(huì)在哪里改變呢？

生：在水面上。因?yàn)樵诳諝夂退姆纸缑嫔?，介質(zhì)發(fā)生改變，水里是均勻的，水外面也是均勻的。

師：聽(tīng)明白的同學(xué)請(qǐng)舉手示意一下。

生：大多數(shù)學(xué)生舉起了手。

師：很好！看來(lái)同學(xué)們已經(jīng)意識(shí)到，光在空氣和水的分界面上將會(huì)不沿直線傳播，而是發(fā)生拐彎。那么從水里射出來(lái)的光，拐彎會(huì)有兩種可能，一種是這樣向上偏，另一種是這樣向下偏。（老師配合著圖形和手勢(shì)說(shuō)）

師：但是究竟是向上偏還是向下偏呢？”（老師的問(wèn)題窮追不舍）

生：陷入沉思之中。

師：光照射在兩種介質(zhì)的分界面上究竟是不是在任何情況下都發(fā)生偏折，怎樣發(fā)生偏折，剛才我們只是進(jìn)行了推測(cè)和猜想，事實(shí)究竟怎樣呢？我們今天通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。（老師引出了本節(jié)課的課題——光的折射。）

點(diǎn)評(píng)：這一環(huán)節(jié)的猜想比較長(zhǎng)，主要進(jìn)行了兩方面的猜想：一是鉛筆的彎折和重新出現(xiàn)的硬幣，學(xué)生普遍意識(shí)到這不是真實(shí)的物體，為后面學(xué)習(xí)“虛像”做了很好的鋪墊；二是學(xué)生對(duì)于看到的兩種現(xiàn)象的猜想。學(xué)生試圖運(yùn)用原有知識(shí)（光的直線傳播）解釋新現(xiàn)象，但是沒(méi)有成功。在經(jīng)歷這樣一個(gè)思維沖突的過(guò)程中，學(xué)生試圖解釋觀察到的新現(xiàn)象，提出了光線在水面處發(fā)生偏折的猜想和假設(shè)，為接下來(lái)探究光的折射現(xiàn)象打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，認(rèn)識(shí)折射。

（1）教師演示初步感知。

教師首先演示光從空氣斜射入水中的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生初步感知光的折射現(xiàn)象。

（2）學(xué)生分組合作實(shí)驗(yàn)。

教師為每組學(xué)生提供的實(shí)驗(yàn)器材有：激光燈一個(gè)，梯形玻璃磚一塊、白紙板一張。

教師首先簡(jiǎn)單演示了用激光燈和玻璃磚研究光從空氣射入玻璃和光從玻璃射入空氣的實(shí)驗(yàn)方法，并通過(guò)大屏幕顯示出實(shí)驗(yàn)任務(wù)：

①利用桌上提供的器材，嘗試更多的辦法，使光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

②根據(jù)你觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)說(shuō)什么是光的折射。

接著學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，老師巡回指導(dǎo)，提醒同學(xué)們多試幾次，對(duì)操作有困難和有疑問(wèn)的小組進(jìn)行了具體的指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大約5分鐘后，老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了交流和總結(jié)。

點(diǎn)評(píng)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)做得非常充分，獲得了許多對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是新奇有趣的體驗(yàn)，積累了豐富的感性認(rèn)識(shí)，為下面的交流總結(jié)奠定了基礎(chǔ)。從課堂上看到的是學(xué)生在操作、在思考、在交流，教師僅僅是從旁指導(dǎo)，輔助和提醒學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.交流總結(jié)，得出結(jié)論。

師：通過(guò)剛才老師的演示實(shí)驗(yàn)以及你們合作完成的實(shí)驗(yàn)，你有什么發(fā)現(xiàn)？能否和大家一起分享和交流一下？

許多學(xué)生充滿(mǎn)驚奇之感，興奮地到前臺(tái)展示了他們的發(fā)現(xiàn)：

生1:光從空氣斜射入水中，有一部分光會(huì)返回空氣中，有一部分光進(jìn)入水中，而且方向改變了。

生2：光從空氣斜射入玻璃和從玻璃射入空氣中，都有同樣的現(xiàn)象。

師：這能說(shuō)明什么呢？

生：是不是光射入兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)同時(shí)發(fā)生反射和折射兩種現(xiàn)象呢？

師：對(duì)！今天我們主要研究光的折射。

生：如果讓光垂直于分界面從空氣射入玻璃，光線就不發(fā)生偏折，而是沿直線。倒過(guò)來(lái)也是！在水和空氣中也是！

師：是的，當(dāng)光垂直射入兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生偏折。

師：還有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

生：如果用另一個(gè)激光燈倒著射過(guò)去，光會(huì)完全重合。

師：你認(rèn)為這說(shuō)明什么？

師：光路是可逆的。

（在學(xué)生進(jìn)行以上展示時(shí)，老師總是及時(shí)提示全體學(xué)生：你是否發(fā)現(xiàn)了這些現(xiàn)象？如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的小組較多，則讓學(xué)生再試一試。）

師：我們已經(jīng)有了這么多的發(fā)現(xiàn)，能不能用一句話(huà)來(lái)描述光的折射？”

生：光從一直介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生改變，就是光的折射。

生：但垂直入射時(shí)不偏折。

師：怎么描述更全面、更準(zhǔn)確呢？

生：應(yīng)該說(shuō)明不包含垂直入射。

師：同學(xué)們的認(rèn)識(shí)很好，下面讓我們看看課本上是怎樣描述光的折射的。請(qǐng)你找出其中的關(guān)鍵詞，想想為什么這些詞語(yǔ)是關(guān)鍵的，和同組的同學(xué)交流你的觀點(diǎn)。

學(xué)生閱讀交流以后，老師在屏幕上顯示光的折射的描述性定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向一般會(huì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。

點(diǎn)評(píng)：這里的匯報(bào)交流過(guò)程應(yīng)該給學(xué)生一段時(shí)間，有很多同學(xué)在全體同學(xué)面前展示了自己的實(shí)驗(yàn)，交流了自己的觀點(diǎn)。在前面充分實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了許許多多與光的折射有關(guān)以及無(wú)關(guān)的現(xiàn)象。本節(jié)課老師充分尊重學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)更多的現(xiàn)象，然后在此基礎(chǔ)上自然地總結(jié)得出什么是光的折射。

第二環(huán)節(jié)：探究光的折射規(guī)律

1.提出問(wèn)題，引導(dǎo)探究。

師：我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了光的折射現(xiàn)象，關(guān)于光的折射現(xiàn)象，你認(rèn)為還有哪些問(wèn)題需要進(jìn)一步研究？

生：折射的光為什么向這邊偏折，而不是向另一邊偏折呢？

生：我發(fā)現(xiàn)入射光變化時(shí)，折射光也變化，它們有什么關(guān)系嗎？

師：同學(xué)們提出的這些問(wèn)題都牽涉到光的折射規(guī)律，不知道同學(xué)們注意沒(méi)有，我們剛才研究光的折射，只是說(shuō)光如何偏折，感覺(jué)既不形象直觀，也不準(zhǔn)確。如果我們要想進(jìn)一步研究光的折射規(guī)律，在研究的方法和手段上，你有什么建議嗎？

生：在研究光的反射時(shí)，有入射光線、反射光線、法線、入射角、反射角等名詞，而且還畫(huà)圖表示反射的情況，我覺(jué)得折射時(shí)也應(yīng)該這樣研究。

生：還應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究角度的關(guān)系。

師：很好！下面就請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究光的折射有什么規(guī)律?！比缓笤诖笃聊簧巷@示出實(shí)驗(yàn)要求：

①用圖記錄觀察到的光路。模仿研究光的反射的方法，畫(huà)出法線，給光線和角標(biāo)出名稱(chēng)。

②光的折射有什么規(guī)律？

點(diǎn)評(píng)：在認(rèn)識(shí)“光的折射現(xiàn)象“的科學(xué)探究中，學(xué)生獲得了許多關(guān)于光的折射的感受和認(rèn)識(shí)，思維以發(fā)散為主。這里的“探究光的折射規(guī)律”則讓學(xué)生從大量的物理現(xiàn)象中分析、比較、歸納總結(jié)光的折射規(guī)律，思維以收斂為主，滲透了研究問(wèn)題的科學(xué)方法。

2.小組合作，實(shí)驗(yàn)探究。

學(xué)生畫(huà)圖、實(shí)驗(yàn)，老師及時(shí)指導(dǎo)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供幫助。這個(gè)過(guò)程需要持續(xù)一段時(shí)間，老師組織學(xué)生進(jìn)行了交流和總結(jié)。

點(diǎn)評(píng)：在學(xué)生畫(huà)圖和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有關(guān)光的折射的一些術(shù)語(yǔ)和名詞，如入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角等，都是學(xué)生從光的反射知識(shí)通過(guò)遷移、自學(xué)、自悟而得。這里不是作為死的知識(shí)要學(xué)生接受它、記住它，而是讓學(xué)生把它們作為研究問(wèn)題的手段和方法，運(yùn)用它們描述光的折射現(xiàn)象和規(guī)律。

3.分析論證，交流總結(jié)。

生：在視頻展臺(tái)上通過(guò)大屏幕向全體同學(xué)展示光從空氣斜射入玻璃時(shí)折射的光路圖，配合展示介紹了入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角等名詞。（老師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)明了這些名詞的含義，并對(duì)這位同學(xué)的展示予以表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。）

師：還有沒(méi)有不同的畫(huà)法？我們希望有更多不同的觀點(diǎn)展示給大家。

生：展示了光從玻璃斜射入空氣時(shí)折射的光路圖。

生：還有垂直入射時(shí)光的方向不改變的情況。

師：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)和作圖，你能發(fā)現(xiàn)光在折射時(shí)有什么規(guī)律嗎？

生：折射角小于入射角。

生：不對(duì)！折射角大于入射角。

生：有時(shí)大于，有時(shí)小于。

師：什么情況下大于，什么情況下小于呢？

（學(xué)生陷入思索，而后有些同學(xué)在小聲交流。）

師：光從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)大于，光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)小于。

生：還有，光從水進(jìn)入空氣時(shí)大于，光從空氣進(jìn)入水時(shí)小于。

生：垂直入射時(shí)折射角等于入射角，都是0°

師：這里我們比較了折射角和入射角的大小，還有其他規(guī)律嗎？

生：光從空氣射入玻璃時(shí)，折射角比入射角小，如果入射角增大，折射角也增大。

師:更精確的研究發(fā)現(xiàn)，折射角和入射角之間并不是固定的差多少度，而是有其他關(guān)系，可以用一個(gè)公式來(lái)表示，將在高中物理中進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

師:還有其他規(guī)律嗎？

 生：我們發(fā)現(xiàn)從空氣斜射入玻璃的光線與從玻璃射回空氣的光線是平行的。（這是本節(jié)課實(shí)驗(yàn)探究的一個(gè)亮點(diǎn)。）

師：其他同學(xué)也發(fā)現(xiàn)了嗎？（引導(dǎo)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證。）

師：這一現(xiàn)象能夠說(shuō)明什么？

生：折射時(shí)，光路也是可逆的，跟反射時(shí)一樣。（學(xué)生跟反射進(jìn)行了類(lèi)比）

師：你能結(jié)合光的反射定律總結(jié)一下光的折射特點(diǎn)嗎?

學(xué)生稍加思考，得出如下結(jié)論：

光的反射時(shí)，反射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線跟入射光線分居法線的兩側(cè)；光在折射時(shí)也是這樣，折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線跟入射光線分居法線的兩側(cè)。

師：請(qǐng)你用比較簡(jiǎn)練的語(yǔ)言把光的折射的規(guī)律總結(jié)出來(lái)。

學(xué)生進(jìn)行討論總結(jié)后，與課本上的光的折射規(guī)律進(jìn)行比較，并在描述是否全面、用詞是否準(zhǔn)確、語(yǔ)言是否精練等方面進(jìn)行集體討論交流，使學(xué)生比較深刻地認(rèn)識(shí)了光的折射規(guī)律。

點(diǎn)評(píng)：在這里學(xué)生經(jīng)歷了曲折、漫長(zhǎng)的尋找光的折射規(guī)律的過(guò)程。其中不乏一些不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的結(jié)論，但是經(jīng)過(guò)學(xué)生的交流，最終對(duì)光的折射規(guī)律獲得了比較全面的認(rèn)識(shí)。其實(shí)，最重要的是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、歸納的過(guò)程，以及在這個(gè)過(guò)程中獲得的體驗(yàn)，至于光的折射的規(guī)律倒不必要求很高，這也是符合新課標(biāo)精神的。

第三環(huán)節(jié)：運(yùn)用規(guī)律，解釋現(xiàn)象

1. 學(xué)生運(yùn)用光的折射的知識(shí)，通過(guò)畫(huà)圖解釋現(xiàn)象。

（1）畫(huà)圖解釋課堂開(kāi)始時(shí)的兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

引導(dǎo)學(xué)生分析生活實(shí)例：

①魚(yú)在哪兒：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P69圖3-4-3

  ②潭清疑水淺（課本P69圖3-4-4）

（2）采用逆向思維畫(huà)圖解釋以下現(xiàn)象。

  水中的潛水員觀看岸上的景物

點(diǎn)評(píng)：這一環(huán)節(jié)是光的折射規(guī)律的應(yīng)用，通過(guò)畫(huà)圖的方式既可以進(jìn)一步鞏固“光的折射規(guī)律”這一知識(shí)點(diǎn)，又讓學(xué)生拓展了知識(shí)面，學(xué)會(huì)知識(shí)的應(yīng)用。

2.討論日常生活中的折射現(xiàn)象。

（1）鋼筆錯(cuò)位：

（2）海市蜃樓：（課本P70圖3-4-5）

點(diǎn)評(píng)：光的全反射現(xiàn)象是高中物理的知識(shí)，在本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，有的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，在完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)的前提下，在此可以適當(dāng)加以拓展延伸，以解決學(xué)生對(duì)此產(chǎn)生的疑惑，但深度要把握住，不要挖掘過(guò)深，以免加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)。