(中职)602第二节--光的全反射现象的应用电子教案.docx

（中职）602第二节 光的全反射现象的应用电子教案
主题六 光现象及其应用
第二节 光的全反射现象的应用 教学设计案例
课程内容
第二节 光的全反射现象的应用
课程类型
启发讲授课
课时
1 学时
教材内容分析
本节主要让学生学习光线在全反射棱镜、光纤中的传播原理，知道全反射棱镜和光纤在生产生活中的应用。
学情分析
由于学生以前没有接触过有关全反射棱镜和光纤的内容，因此会有一定的理解难度。老师教学时，要通过图示、动画，或实物展示等方式，让学生增加相关感性认识，理解其工作原理，克服这一难点。
教学目标
1．建构全反射棱镜、光纤等概念，形成全反射棱镜可让光通过全反射改变方向后射出、光纤可让光通过全反射在内部传播等物理观念，并能应用其解释潜望镜、望远镜、光纤等光学仪器的成像原理等。
2．了解建构全反射棱镜、光纤物理模型的方法。练习在生产生活中运用全反射规律解决实际问题，发展质疑创新等核心素养。
3．通过观察光在玻璃棒中的传播实验，增加对光纤工作原理的感性认识，增强实验观察等核心素养。通过对全反射实验的观察与讨论，提高技术运用、探究设计等能力。
4．通过对全反射现象应用实例的讨论，增强合作交流的核心素养。了解我国“鹊桥号”中继通信卫星、光纤通信网络、海底光缆建设等方面取得的伟大成就，增强民族自豪感和科技传承的责任感。
教学重点
让学生建构全反射棱镜模型，了解光纤的工作原理。
教学难点
了解全反射棱镜在生产生活中的应用，了解光纤的工作原理。
教学策略
让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验观察能力，受到科学方法熏陶和爱国主义教育。
主要教法
启发式讲授、演示实验、组织合作学习
主要学法
自主学习、观察实验、思考讨论、合作学习
教学资源
多媒体课件展示系统、直径6 mm被弯折的玻璃棒（可由化学实验中常用的搅拌棒制成，通过酒精喷灯加热，弯曲成曲率不同的各种形状）若干根、小激光灯1个、白纸1张、小刀1把等等。
课堂实施
教学
环节
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
课前
准备
1.什么是全反射棱镜？
2.全反射棱镜的主要优点是什么？
3.什么是角反射器？其主要特点是什么？
4.生活中哪些地方利用了角反射器？
5.什么是光纤？其主要工作原理是什么？
6.光纤有哪些优点？
7.光纤主要应用在哪些领域？
1. 安排学生进行预习（阅读教材、观看老师提供的微课视频）。
2. 就学生提出的问题进行有针对性地备课，准备在课堂上学生讨论时给予指导。
对教材和教学视频进行学习和思考，并与同学讨论其中发现的问题，将疑问反馈给老师。
让学生通过课前自主学习，发现自己不理解的问题，准备到课堂上与同学讨论，与老师交流，解决疑问。
课堂
实施
新课引入
创设情境：
在夜间公园、广场、夜市等场所经常可以看到一种儿童玩具称为“满天星”，如图所示，它由一个发光系统和几百根塑料丝组成。启动开关后，它一面发出不同色彩的光，一面不停地旋转，就像满天星斗一样，令人浮想联翩。
展示图片、提问：
这种玩具是如何传导光的？
观看、思考
激发学生学习动力，明确学习目标
新课教学
能够发生全反射的棱镜叫全反射棱镜。最常见的全反射棱镜是横截面为等腰直角三角形的三棱镜。
等腰直角三角形ABC表示一个棱镜的横截面，它的两个直角边AB和BC分别表示棱镜上两个互相垂直的侧面。如果光线垂直地射到AB面上，就会沿原方向射入棱镜，射到AC面上。由于入射角（45°）大于光从玻璃射入空气的临界角（32°～42°），因此光会在AC面上发生全反射，沿着垂直于BC的方向从棱镜射出，如图所示。如果光垂直地射到AC面上，射入棱镜后，会先后在BC面和AB面上发生两次全反射，最后沿着与入射时相反的方向从AC面上射出。
展示图片、讲解
观看、倾听、理解
让学生建构全反射棱镜模型，了解其工作原理。
由于经过全反射棱镜反射的光几乎没有能量损失，因此，在光学仪器（如潜望镜、照相机、望远镜等）中，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向。如图所示是全反射棱镜应用在潜望镜里的光路图。
望远镜为了获得较大的放大倍数，镜筒要很长，但使用全反射棱镜，就能够缩短镜筒的长度，如图所示。
展示图片、讲述
观看、倾听
让学生了解全反射棱镜的实际应用。
【应用与拓展】 角反射器
角反射器是一种由三个相互垂直的平面组成的能反射光等电磁波的装置。其中一种反射光的角反射器由石英直角锥棱镜组成，结构如图所示，其特点是：无论光从哪一个方向射入正面圆形通光孔，都能经两次或三次反射，逆着原方向反射回去。
我国“鹊桥号”中继通信卫星、自行车的尾部、轮条上、道路安全道钉、路障警示牌、车辆轮廓标志等。
展示图片、讲述
倾听
让学生了解角反射器及其实际应用。
1966年7月，华裔科学家高锟首先提出光纤可以用于通信传输的设想，后来因此获得2009年诺贝尔物理学奖，被誉为“光纤之父”。光纤是光导纤维的简称，其传递信息利用的就是光的全反射原理。
讲述
倾听
帮学生了解光纤的发明和工作原理。
演示实验：观察光在玻璃棒中的传播
用激光灯照射弯折成各种形状的玻璃棒（图）的一端，在一张白色纸片上挖一个圆孔，使其恰好能套在玻璃棒上。将纸片沿着玻璃棒移动，观察激光在玻璃棒的不同位置的泄漏情况。
进行演示实验，组织学生合作学习。提问：
激光最容易从玻璃棒的哪个位置泄漏出来？如何防止？
观看实验、记录数据、合作学习、回答：
从曲率大的位置。玻璃棒不能有曲率较大的弯折或减小其直径。
通过模拟实验，让学生增加有关光纤传光特点的感性认识。
应用最广的光纤是用纯度极高的石英拉制成直径约10 μm的纤芯，纤芯的外侧包裹着折射率更小的包层。在纤芯中传播的光会在纤芯和包层的界面上发生全反射，使得光在光纤中沿纤芯传播，如图所示。
展示图片、讲解
倾听、理解
让学生了解光纤的结构和传光原理。
儿童玩具“满天星”的传光原理就跟光纤一样，不同色彩的光从数百根塑料丝的一端射入，在塑料丝的内壁发生多次全反射，沿着锯齿形路线穿过塑料丝，从另一端射出，形成数百个明亮的发光点。
回应“情境与问题”中的问题。
倾听、理解
让学生了解用光纤传光原理解释生活中的现象。
载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以沿着光纤传输到千里之外的另一端，实现光纤通信。光纤通信具有容量大、损耗低、抗电磁干扰性能强、保密性强等优点。一根光纤的传输能力理论值为1 000亿路电话，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如图所示，其通信容量之大就更加惊人了。
展示图片、讲述
倾听
了解光纤的主要优点。
【行为与责任】
通信光缆是国家通信网络的重要组成部分，担负着国内、国际通信任务。光缆主要由玻璃纤维组成，对于个人无任何经济价值，但通信光缆一旦受损，修复的成本是很大的，会给国家带来巨大的社会影响和经济损失。故意损害和盗窃通信光缆都是违法犯罪行为，将会被追究刑事责任。每位公民都有责任和义务注意保护通信光缆。
讲述
倾听、记忆
让学生增强保卫国防的责任感。
医学上用光纤制成内窥镜，如图所示，用来检查人体胃、肠、气管、肺等器官的内部。实际的内窥镜装有两组光纤：一组用来把光传送到人体内，用于照亮人体组织器官；另一组用来把光传送出来，可供医生用眼直接观察，或把光信号通过摄像机转变为图像信号，放大呈现到显示器上，便于医生观察、抓拍图像和录像等。
讲述
倾听
让学生了解光纤在医学领域的应用。
进入21世纪后，随着人工智能、大数据、物联网等新技术的应用与发展，全球进入万物互联的5G时代，我国对大容量、超高速和超长距的通信网络有了更为迫切的需求，光纤宽带互联网也已经连接入我国的大多数家庭。截至2020年9月末，我国光缆线路总长度已达5 000万千米，每天9亿多网民产生的海量数据流动在光纤宽带网络上。
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让学生了解光纤与社会发展的关系。
【技术·中国】 我国的海底光缆
目前我国在光缆断点查找和机器人海底作业等方面的技术已经达到世界领先水平，为建设21世纪的数字丝绸之路奠定了坚实的基础。
组织学生自主学习、巡视、答疑
自主学习、质疑
让学生了解我国近年来在海底光缆方面的建设成就，增强家国情怀。
自由讨论
本节的主要内容讲完了，同学还有哪些疑问，自由提问，小组讨论，自由抢答。
组织学生自由提问、讨论，或回答问题。
向老师提出自己的疑问、回答同学的问题。
通过思想的碰撞，发展学生质疑创新的核心素养。
归纳总结
本节学习了全反射棱镜、光纤模型，了解了其工作原理及应用，受到了爱国主义教育等。
归纳总结本节所学内容。
倾听、记忆
帮助学生巩固所学。
课后
提升
书面作业
实践与探索6—2中第1题，与同学讨论后，独立完成。
实践活动
实践与探索6—2中第2、3题，任选一题，与同学合作完成。
板书
设计
略。
评价
反馈
本节课堂上学生回答问题得到的分数、批改学生作业后将评语及时反馈给学生。
教学
反思
反思本节课是否让学生通过自主学习进行了预习？授课过程中是否考虑到新旧知识的衔接？是否注意由浅入深地进行引导？教学难点的处理方法是否恰当？是否调动了全体学生的学习积极性？是否采用了合作学习、探究学习的教学策略？是否给学生提供了思维方法指导？学生是否进行了动手实践活动？是否注重了学生正确价值观、爱国主义思想等的培养？思考自己的讲授、启发、提问、组织、指导、回答等方面有哪些需要改进的地方。

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