3. 光的衍射与偏振教学设计及课堂实录

绵阳中学实验学校 梁望

《光的偏振》教学设计

【教学分析】

一、

教材分析

《光的偏振》选自教科版选修3-4第5章第3节，体现了新课程内容结构的选择性。光的偏振偏现象在我们的生活中应用性较强，但是由于光本身的特殊性，使得学生对于光的偏振现象的认识仅限于感性层面。本节内容通过继续学习光的波动性，得出光是一种横波的结论，进而通过既是对学生光的波动性知识体系的补充和完善，又激发了学生发展探索自然、理解自然的兴趣与热情。

二、

学情分析

本节课的授课对象是普通高中二年级理科学生。

1、学生已具备的前置认知基础：已有知识结构包括光的干涉、衍射现象以及机械波中横波与纵波的区别方法。通过光的干涉、衍射现象的学习，学生已对光的波动性有了初步的认识。

2、学生已具备的前置技能基础：学生通过两年的高中物理学习过程，对物理基本思想（类比思想）和科学探究过程有一定的认识，并且对探究的七个要素：提出问题，提出猜想，设计实验，操作验证，分析结论，总结评价已经非常熟悉。学生具备了基本的观察、分析、归纳能力，但通过实验现象寻找规律的能力还比较薄弱。因此，教学中应注重学习方法的引导。

3、学生的思维障碍

由于学生前置知识的干扰，学生以为区别横波与纵波的方法即根据质点振动方向和波传播方向的几何关系，难以从旧知识中抽象出光的偏振概念。

【教 案】

《光的偏振》

——普通高中物理教科版选修3-4第5章第3节 授课对象

普通高中二年级学生

计划课时 1课时

- 1 -

绵阳中学实验学校 梁望

知识与技能目标：

1、了解横波的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象

2、知道光波是横波，掌握自然光、偏振光的概念

3、了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用

过程与方法目标：

1、

掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中相似现象的科学研究三 维

教学目标

方法

2、通过光的偏振现象的研究，培养学生善于动手动脑、敢于猜想、喜欢探究的学习习惯和科学的思维方法

情感、态度与价值观目标：

1、通过“光的偏振现象”的实验探究，懂得科学研究需要实事求是的科学态度和严谨的思维方式

2、通过了解光的偏振现象的应用，深切体会科学知识的实用价值和掌握科学知识的人生价值，激发学生对科学的好奇心和求知欲

1、机械波中横波与纵波的区别、横波的偏振现象

教学重点

2、光的偏振现象的实验探究

3、自然光、偏振光的概念

教学难点

1、光的偏振现象的实验探究

2、运用光的偏振现象分析解决实际问题

- 2 -

绵阳中学实验学校 梁望

光的偏振演示仪

教学资源

两个透振方向相互垂直的方形偏振片

学生用偏振片（若干）

课件

教学活动

学生活动

教师活动

设计意图

1、视频引课：观看穿墙而过的小视频，思考视频中1、

观看“穿墙而过”的的玩具小狗和嘉宾到底具

活动1 视频魔术、激发兴趣

魔术小视频，质疑：有什么神奇的魔法，竟可视频中玩具小狗具有以穿墙而过？

什么神奇的魔法，竟2、问：这其中蕴含着怎么可以穿墙而过？

新课

样的奥秘呢？学习今天的白其中的原理

利用视频中展示的魔术激发学生兴趣，引入新课

带着好奇的心理学习新课“光的偏振”就能明1、

设疑激趣

2、

导入新课

- 3 -

绵阳中学实验学校 梁望

1、

学生回顾已经学习过的光的现象：光的活动2 旧知回顾

干涉、光的衍射；证明光具有波动性；

2、

思考光到底是横波还是纵波；

1、

引导学生回顾已经学习过的光的现象，以及光的波动性的结论

2、

提出问题：光的确是一种波，那么光是横波还是纵波？我们如何用实验证明？

1、

课件演示横波--绳波穿过狭缝的传播情况

旧知回顾，培养学生利用旧知常识解决新问题的能力

活动3 机械波中横波的偏振现象

1、

跟着老师的思路分2.

课件演示纵波--弹簧析横波和纵波的区波穿过狭缝的传播情况

别，知道只有横波才能发生偏振现象

1、

渗透类比的科学研究方法

2、承上启下

3.

通过分析绳波和弹簧波，总结出横波具有偏振现象

- 4 -

绵阳中学实验学校 梁望

1、

学生思考教师提出1、

提出问题：

问题，并拿起偏振片光到底是横波还是纵波？

观察灯光，发现透过2、

猜想与假设; 偏振片光强变弱，提类比机械波的研究，需要出猜想：光是横波

一个类似狭缝的仪器，简2、

学生对光是横波的单特别介绍兰德发明的偏实验研究提出自己的振片及其原理；引导学生想法，并与小组同学拿起偏振片观察灯光，提共同探讨

3、

小组实验一：

出猜想：光是横波

3、

实验设计与操作：

观察光通过一个偏振将学生分组，讨论设计实片的实验现象，并进验方案，并利用两个个旋行分析，提出解决问转的偏振片进行实验，引题的看法

活动4 小组实验：探究光是一种横波

4、

小组实验二：

导学生对实验现象进行分析，并引导学生进一步设1、学生亲自经历科学研究过程，了解物理学研究方法

2、培养学生质疑能力，分析、解决问题的能力

光经过两个偏振片计实验验证光是一种横波

时，其中一个不变，4、

解答疑问：

旋转另外一个偏振通过比较，引出自然光的片，观察光的强弱在概，即自然光在与波传播旋转偏振片的过程中方向垂直的平面上包含了有什么变化，并运用沿一切方向振动的光，并已学机械波中横波的且沿各个方向振动的光强偏振现象进行分析，度相同，而自然光通过偏进而得出光是一种横振片后形成偏振光

波的结论

4、提出疑问：为什么光通过一个偏振片时没有发生偏振现象

5、

作出自然光和偏振光的示意图，清晰易懂，加深学生理解

6、

实验现象分析：

5、通过类比的方式学习你能分析两个实验现象自然光，并且运用自然吗？

光、偏振光的概念进行小教师讲解两组实验的原组讨论，分析实验现象

理，深化概念，体现教师

的导学作用

- 5 -

绵阳中学实验学校 梁望

1、

魔术揭秘：向学生解释视频内部有两个偏振片，其透振方向相互垂直，根据偏振原理可知，看起来重叠部分不透光，

故形成一堵“墙”

1、

思考讨论开始“穿墙术”的原理和秘密

2、

学习人眼睛的视差，介绍3D电影的拍摄活动4 的实际应用（STS）

和放映

车前灯和挡风玻璃应怎样设计才能更加安全

4、

照相机镜头前安装偏振片，减弱反射的影响。

偏振现象3、

通过CAI视频分析汽2、

生活中的偏振光之1培养学生利用一：3D眼镜

新知解决实际介绍人眼睛的视差，问题的能力

介绍3D电影的拍摄和2、让学生领略放映：拍摄立体电影自然界的奇妙时两个镜头从不同方与和谐

向同步拍摄，放映时3、从培养学生通过两个投影机同步科学素养的角放映两组胶片，使略度出发，使学生有差别的图像在荧幕体验物理学对重叠。

于人类社会、科二：车灯的巧妙设计学、文化等方面教师利用自拍视频讲的推动作用

解光的偏振在汽车车灯上的巧妙应用

3、

照相机镜头前安装偏振片，减弱反射的影响。

- 6 -

绵阳中学实验学校 梁望

活动5 知识梳理

教师通过提问的方式复习：

什么是光的偏振现学生通过问题方式复习象？

新知，回顾实验探究过程

偏振光如何获得和检验？

理清脉络

总结方法

1、

试一试：试着分析为何昆虫在沙漠中不会活动6 课后拓展

迷路呢？这和偏振光

有什么关系？

2、

搜集相关资料，了解更多关于光的偏振在生活中的应用

光的偏振

一、

二、

横波

延伸拓展

纵波

只有横波才有偏振现象

三、

板书设计

三、

四、

- 7 - 自然光

起偏器

偏振光

检偏器

光强度最弱

光是一种横波

偏振现象实际应用

3D眼镜、偏振镜、汽车车灯

绵阳中学实验学校 梁望

1．机械波的偏振现象和光的偏振现象的实验对比，符合中学生由具体到抽象、由表及里的思维特点，合理搭建了学生学***台，有利于学生理解光波是横波的本质。同时通过实验对比，培养学生的知识迁移能力。

教学反思

2．演示实验与学生实验相结合、生活中常见偏振现象介绍，有利于扩大学生视野，提高学生的学习积极性和兴趣，培养学生良好的物理实验习惯，促使学生培养联系实际学习物理的观念和习惯。

3．课堂教学中还可进一步加强学生与教师的互动，给学生更多的讨论、自主学习和合作学习的机会，注重学生个性与共性的发展。

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