1、波的反射、折射和衍射波的反射、折射和衍射選用教材：人教版選擇性必修第一冊 第三章第三節授課人： 鄧麗芳學 校： 新安中學高中部 選擇性必修第一冊 第三章第三節 波的反射、折射和衍射【教學時間】40分鐘【教學對象】高二學生【教材】人教版選擇性必修第一冊第三章第三節【教材內容分析】1、課程標準對本節的要求知道波的反射和折射現象。通過實驗，了解波的衍射現象。2、教材的地位和作用 本節是在認識了機械波之后，與第四節波的干涉一起分析了波與介質相互作用的相關結果，是對波的特性的進一步探究，滲透了相互作用觀念，拓展了運動觀念。教材在探究波發生明顯衍射的條件時，首先從現象引出問題，然后通過水波進行試驗得出結論

2、，是一個完整的科學探究過程。對于波的反射、折射和衍射現象的研究，既是對運動和相互作用觀念的拓展，也是培養科學思維與科學探究能力的重要途徑，還是培養學生科學態度與責任的載體。3、教材的編寫思路本節以水波為研究對象，探究波的反射、折射和衍射現象。由于學生初中已經學習過光的反射和折射現象，所以本節對于波的反射和折射現象只做了簡單介紹，而把重點放在了波的衍射現象上，并設計了實驗探究波在什么條件下能夠發生明顯的衍射現象。4、教材的特點 （1）本節是現象課，通過展示波的反射、折射和衍射現象，進而探究產生此類現象的條件及其現象背后存在的客觀規律。 （2）本節從學生已有的知識和經驗入手，逐步引向深入，既是學生

3、已有知識的發展和應用，又是后面學習的基礎 （3）本節較多地采用圖文結合的呈現方式，如水波的反射、折射、衍射現象圖，圖片可以增強學生的感性認知，激發學習興趣，避免僅用文字表達帶來的枯燥無味現象。5、教材的處理 教材中關于波的反射和折射的內容描述比較簡略，沒有明確的定義，也沒有對反射規律、折射規律進行探討。在本教學設計中，對其進行補充；通過現象觀察，給出了相應的定義，然后引導學生建立“射線”模型，分析波的反射規律和折射規律。關于水波衍射的實驗，設計為探究實驗，帶領學生一起完成關于“波產生明顯衍射現象的條件”的探究實驗。 【教學對象分析】1、學生的興趣高二理科的學生具有自信、好學的心里特點，同時他們

4、也已經具備一定的抽象思維能力以及分析概括能力，教學中要注意培養學生自主學習物理的能力，充分調動學生學習物理的積極性和主動性。2、學生的知識基礎 學生在初中已經學過光的反射、折射以及回聲等的初步知識，教學中要充分利用學生已有的知識經驗，使學生積極主動地參與教學過程。3、學生的認識特點 一方面，學生在學習中，已經具備光反射、折射，回聲等零散知識，光、聲都是以波的形式在傳播，學生不難將相關知識擴展到波。另一方面，波的衍射概念學生第一次接觸，對于衍射是否明顯的問題上存在認知困難，一是容易將不明顯的衍射現象理解為沒有發生衍射；二是對明顯衍射條件的認識，容易忽略相對性。【教學目標】1、物理觀念通過實驗和生

5、活圖片展示認識波的反射、折射和衍射現象，知道這是波傳播過程中與介質的相互作用。2、科學思維能通過射線解釋反射、折射現象，認識波動中建構物理模型的方法，培養學生的分析，歸納的思維能力；通過探究實驗的培養學生基于現象證據總結結論的科學思維能力。3、科學探究從繞射現象引出問題：衍射現象什么情況下更明顯？然后通過水波進行實驗，觀察各種縫寬的水波衍射，得出結論：縫寬或障礙物尺寸與水波波長相當或更小時，衍射現象更明顯。通過經歷探究過程培養學生的科學探究能力4、科學態度與責任 在認識波的反射、折射和衍射的過程中，逐漸形成關注生活現象并嘗試用所學知識解釋相關現象的習慣，通過探究實驗，形成嚴謹認真、實事求是的科

6、學態度。【教學重點】 探究波的衍射現象是否明顯的條件【教學難點】 認識波的衍射現象及其產生明顯衍射現象的條件【教學策略設計】本節課教學的指導思想：堅持“以教師為主導，學生為主體”的原則，通過現象展示、思考分析、知識運用等，讓學生親歷科學探究過程，充分體現物理學科對提高學生核心素養的獨特作用。在教學方法和手段上，綜合應用現象、設問和探究等多種方法，并輔以多媒體等手段；由生活現象到規律總結，再到生活應用的整個教學邏輯順序，貫穿本節課堂教學。在學法指導上，讓學生嘗試自主分析概括，得出結論；使學生在獲取知識的過程中，領會物理學模型建構方法，受到科學思維方法訓練以及探索精神等科學素養的教育。【教學用具】

7、Flash動畫、視頻及多媒體課件等通過分析現象、總結出規律，在此過程中滲透波的運動以及波與介質的相互作用觀念物理來源于生活，也將應用到生活中，所以在波的每種現象學習過后，都設計了相應的生活思考通過文學文化、捕魚生活情景展現，讓學生在欣賞文學的美的同時感受其中蘊含的科學知識通過提出問題、設計實驗、進行實驗、分析現象、得出結論，體驗科學探究的過程【教學流程圖】通過分析現象、總結出規律，在此過程中滲透波的運動以及波與介質的相互作用觀念物理來源于生活，也將應用到生活中，所以在波的每種現象學習過后，都設計了相應的生活思考通過文學文化、捕魚生活情景展現，讓學生在欣賞文學的美的同時感受其中蘊含的科學知識通過

8、提出問題、設計實驗、進行實驗、分析現象、得出結論，體驗科學探究的過程【教學過程設計】教學環節和教學內容教師活動設計意圖（一）創設情境 引入新課文學文化中的科學知識：紅樓夢中有個非常有名的人物：“未見其人，先聞其聲”這人是誰？大家可知道“余音繞梁，三日不絕”的出處？提出問題：（PPT展示）以上兩個文學事例里包含了什么物理知識呢？以上兩個文學事例里包含了什么物理知識呢？觀看視頻原始捕魚方法：叉魚里面又包含了什么物理知識？魚叉是直的，為什么我們看到視頻里的魚叉插進水中是彎的？要想叉到魚需要注意什么呢？魚叉是直的，為什么我們看到視頻里的魚叉插進水中是彎的？要想叉到魚需要注意什么呢？波波的反射、折射和衍

9、射同學們，聽語文老師說大家最近都在學古詩文，之前大家深入學習過紅樓夢大家還記得里面有個人被形容為“未見其人，先聞其聲”，是誰？第二個問題考驗大家語文功底，有人能回答嗎？列子.湯問里記載：秦青顧謂其友曰：“昔韓娥東之齊，匱糧，過雍門，鬻歌假食。既去而余音繞梁欐，三日不絕，左右以其人弗去。”傳說春秋戰國時代，韓國有個名叫韓娥的歌唱能手，為了贊美她的歌聲，有了“余音繞梁，三日不絕”這個成語。作為物理老師，其實老師最想考大家的是，里面有何物理知識？下面，我們再通過視頻一起感受原始的捕魚方法叉魚！叉魚里又包含了什么物理知識？其實上面的文學描述，以及生活中的叉魚情景，分別涉及到了波傳播過程中的衍射、反射和

10、折射現象1、通過與文學融合，讓學生感受到不同學科知識之間是相互聯系的，除了要學會鑒賞文學里的美，還要懂得探究其中科學性。 2、通過叉魚的生活情景，聯系本節新課，讓學生感受到物理來源于生活。最后引出本節課題（二）波的反射1、通過兩個小視頻展示：水波在傳播過程中，遇到容器壁被反射回來波的反射：當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回來繼續傳播的現象。波的反射：當波傳播到兩種介質的分界面時，一部分返回來繼續傳播的現象。2、建立模型分析波的反射規律模型建立：反射定律：（1反射定律：（1）入射線、法線、反射線在同一平面內，入射線與反射線分居法線兩側，反射角等于入射角。（2）反射波的波長、頻率、波速都跟入

11、射波相同（3）波遇到兩種介質界面時，總存在反射3、生活思考如圖所示，一場大雪過后，人們會感到外面萬籟俱靜這是怎么回事？難道是人的活動減少了嗎？現在，通過視頻觀察在平靜的水面中滴入一滴水，水波傳播過程會發生什么現象？ 水波遇到容器壁會被反射回來，這是波的反射現象，其實對于波的反射，對大家來說并不是完全陌生的知識，大家初中學過光的反射，也知道聲波在傳播過程中也會因為反射形成回聲。現在大家能否根據這些知識建立模型總結波的反射定律？提出問題：1）回憶初中學習光的反射知識，我們可以怎樣表示水波的入射方向和反射方向？2）我們可以用射線表示水波的入射和反射，橫線表示分界面，建立模型。水波的反射與光的反射都遵

12、循相同的規律，用虛線表示法線，則反射角等于入射角。其實“余音繞梁，三日不絕”是聲波的的反射，當然這里運用了夸張的表達手法。提示：剛下過的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔當外界的聲波傳入這些小氣孔時便要發生反射由于氣孔往往是內部大而口徑小所以，僅有少部分波的能量能通過口徑反射回來，而大部分的能量則被吸收掉了所以不是人的活動減少了1、通過視頻讓學生更直觀觀察到到水波的反射現象，增加感性認識。2、充分調動學生已有的知識，引導學生建立模型分析實際現象，并發現和總結現象背后蘊含的物理規律；培養學生科學推理能力。物理來源生活，并走向生活。鼓勵學生應用所學的知識去解釋生活中的現象，將知識轉化為能力素養

13、。 （三）波的折射（1）通過叉魚圖片以及波傳播動畫，分析波的折射現象叉魚圖水波的折射實驗視頻波的折射視頻動畫波波的折射：波從一種介質進入另一種介質時，波的傳播方向發生了改變的現象叫做波的折射。（2）建立模型分析波的折射規律折射的原因是：波在不同介質中的傳播速度不同。折射的原因是：波在不同介質中的傳播速度不同。1.當入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。1.當入射速度大于折射速度時，折射角折向法線。2.當入射速度小于折射速度時，2.當入射速度小于折射速度時，折射角折離法線。3.當垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。3.當垂直界面入射時，傳播方向不改變，屬折射中的特例。4.在波的折射

14、中，波的頻率不改變，波速和波長都發生改變。4.在波的折射中，波的頻率不改變，波速和波長都發生改變。（3）比較波的反射與折射3、生活思考如圖所示，駱駝隊白天在沙漠中行走時，隊伍后面的喊聲，隊伍前面往往聽不到，而夜晚就不同，聽的比較清楚，這是什么原因？叉魚時，魚叉進入水中，會讓魚叉看起來像是變彎了，大家知道這是光從水中進入空氣時的折射現象產生的視覺效果。其實除了光波，水波等機械波從一種介質進入另外一種介質時都會發生折射。請大家觀察水波的折射現象，思考問題：在淺水區和深水區交界面，水波發生了什么變化？類似分析波的反射規律，我們同樣可以用射線建立物理模型，分析波的折射定律如圖，我們用分居法線兩側的射線

15、分別表示入射方向和折射方向，而折射波線與法線的夾角為折射角r.入射角和折射角滿足什么關系呢？經過實驗發現：入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速度跟波在第二種介質中的速度之比。波發生折射的原因，正是波在不同介質中的傳播速度不同。并且滿足以下關系：所以大家現在知道要想精準叉到魚，要怎么叉了嗎？提示：白天近地面的氣溫較高，聲速較大，聲速隨離地面高度的增加而減小導致聲音傳播方向向上彎曲；夜晚地面溫度較低，聲速隨離地面高度的增加而增加，聲波的傳播方向向下彎曲，這也是在夜晚聲波傳播地比較遠的原因1、通過圖片和動畫視頻的分析，幫助學生更值觀清晰地認識到生活中波的折射現象及其在不同介質中的傳

16、播特點。2同時教育學生要透過現象看本質。提升學生的觀察能力、建模分析能力、邏輯思維能力等。3、通過對所學知識的整理、比較、歸納，有助于學生形成知識體系，并且提升學生科學思維。（四）波的衍射（1）通過視頻觀察水波的衍射現象。波的衍射：波的衍射：波繞過障礙物繼續傳播的現象叫做波的衍射。（2）實驗探究波發生明顯衍射現象的條件（3）生活思考醫院中有一種“B超”儀器，常用來探測人體內臟的位置及發現可能的病變，這種儀器為什么要使用超聲波而不用普通的聲波？通過視頻可以看到，水波在傳播過程中遇到障礙物石頭時，會繞過石頭繼續向前傳播。這是波所特有的衍射現象。一切波遇到障礙物時都能發生衍射現象，只是有的衍射現象比

17、較明顯，有的不明顯。那么問題來了：波在什么條件下能夠發生明顯的衍射現象呢？在現實生活中，水流過橋洞會發生衍射現象，下面在水槽中放中兩塊擋板，中間留一條縫模擬橋洞，進行實驗探究：波發生明顯衍射的條件。波長一定的水波，通過寬度不同的狹縫，請同學們觀察其傳播情況，思考以下問題：（1）水波會一直只沿直線傳播嗎？水波穿過狹縫后，出現了什么現象？（2）當不斷減小狹縫的寬度時，觀察到水波穿過狹縫的傳播有什么變化？（3）保持狹縫的寬度不變，改變水波的波長，觀察波的傳播情況有什么變化？現在大家能說說，剛上課時提到的“未見其人，先聞其聲”是因為什么了嗎？除此之外，還有一個成語也體現了波的衍射現象，大家能想到是哪個成語嗎？提示：1、通過視頻觀察水波傳播過程中遇到障礙物時的現象，引出波的衍射的概念。2、設計水波的衍射實驗，探究波發生明顯衍射的條件，鍛煉學生科學探究能力3、引導學生通過分析觀察到的現象，歸納得到發生明顯衍射現象的一般條件，學生在參與中突破了學習難點，產生了學習興趣，提升了關鍵能力。【板書設計】3.3波的反射、折射和衍射 1、波的反射：反射角= 入射角2、波的折射：折射角入射角 3、波的衍射：波可以繞開障礙物繼