2019人教版高中物理选修第一册《第四章 光》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2010:01:46发布者:gggyyy 19 views 举报
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2019 人教版高中物理选修第一册《第四章 光》大单

元整体教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

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十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

(一)教学内容分析

《第四章 光》是 2019 人教版高中物理选修第一册中的重要章节,内容涵

盖了光的折射、全反射、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及激光等多个方面。

这些内容是光学领域的基础知识,不仅涉及光的传播规律,还深入探讨了光的

本质和特性。

光的折射:

概念:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象称为

光的折射。

折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光

线分别位于法线两侧,入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射

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率之比。

折射率:光从真空射入某种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,

称为该介质的绝对折射率,简称折射率。

实验:通过测量玻璃砖的折射率,加深对折射定律的理解。

全反射:

概念:光从光密介质射入光疏介质时,如果入射角大于或等于临界角,光

线将全部反射回原介质中的现象称为全反射。

临界角:发生全反射时的入射角称为临界角,临界角的大小与介质的折射

率有关。

应用:光导纤维、全反射棱镜等都是利用全反射原理工作的。

光的干涉:

概念:两列或多列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干光源在空

间某些区域相遇时,相互加强或相互削弱的现象称为光的干涉。

双缝干涉:通过双缝产生的干涉图样,可以测量光的波长。

薄膜干涉:利用薄膜前后两个表面的反射光相互干涉产生的现象,可以解

释肥皂泡、油膜等的彩色条纹。

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实验:用双缝干涉测量光的波长:

目的:通过实验掌握用双缝干涉测量光波长的方法。

原理:利用双缝干涉产生的明暗条纹间距与光波长的关系,通过测量条纹

间距和双缝间距,计算光的波长。

步骤:搭建实验装置,调节光源、双缝和观察屏的位置,测量条纹间距,

计算波长。

光的衍射:

概念:光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,能够绕过障碍物继续传播的

现象称为光的衍射。

单缝衍射:通过单缝产生的衍射图样,可以观察光的衍射现象。

衍射光栅:由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件,可以产

生更清晰的衍射图样。

光的偏振 激光:

偏振:光波在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的现象称

为光的偏振。

偏振片:能够允许特定方向振动的光波通过的光学元件。

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激光:通过受激辐射产生的相干光,具有高度的相干性、平行性和亮度。

(二)单元内容分析

本单元内容紧密围绕光的传播和光的本质展 ,从光的折射现象入

步深入到光的全反射、干涉、衍射、偏振以及激光等高 概念。这些概念之间

有区别, 成了光学领域的基础知识 系。

光的折射与全反射:

折射和全反射是光在介质间传播时的两种基本现象, 它们 分别 描述 了光在

不同介质间的传播方向 变化 和光在特定条件 的全反射现象。

折射定律和全反射条件是本单元的基础内容,通过实验可以加深学生对这

些定律和条件的理解。

光的干涉与衍射:

干涉和衍射是光波动性的重要表现, 它们揭示 了光波在空间中的 加和传

播规律。

双缝干涉和单缝衍射实验是本单元的重 内容,通过实验可以直观地观察

到光的干涉和衍射现象, 进而 理解光的波动性质。

光的偏振与激光:

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偏振是光波的一种特 振动 状态 它描述 了光波在垂直于传播方向的平面

上的振动方向。

激光作为一种特 的光源,具有高度的相干性、平行性和亮度,在现 代科

中有 着广泛 的应用。

)单元内容 整合

本单元内容 虽然 涉及多个方面, 但它们 之间有 紧密的内在 系。通过

这些内容,可以 帮助 学生 完整 的光学知识 系,加深对光的传播规律和

本质的理解。

光的传播规律:

从光的折射、全反射到光的干涉、衍射,这些内容 揭示 了光在不同条

的传播规律。

通过实验观察和理 分析,学生可以 步掌握这些规律, 会运 它们

际问题

光的本质:

光的干涉、衍射和偏振现象 揭示 了光的波动性质, 激光的产生 则进 一步

明了光具有 粒子 性(光 性)。

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通过 整合 这些内容,学生可以全面理解光的波 二象性, 进而认 识到光的

本质是一种 复杂 的物理现象。

实验与理 结合

本单元内容 重实验与理 结合 ,通过实验可以加深学生对理 知识的

理解,同时 可以通过理 分析 导实验的 行。

通过这种 结合 ,学生可以更 地掌握光学知识, 并培养 实验 能和

维。

二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解

(一)物理观念

物质观念:

通过学 光的折射、全反射等现象,学生能够 识到光是一种物质形

具有传播 度和折射率等物理 性。

通过实验观察光的干涉、衍射等现象,学生可以 一步理解光波的波动性

质, 识到光波是由光 子组 成的波动现象。

动与相互作用观念:

通过学 光的折射定律和全反射条件,学生能够理解光在不同介质间的传

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播方向和 度的 变化 规律, 进而认 识到光与介质之间的相互作用。

通过分析光的干涉和衍射图样,学生可以理解光波在空间中的 加和传播

规律, 进而认 识到光波之间的相互作用。

能量观念:

通过学 激光的产生和应用,学生能够 识到激光是一种高能量的相干光

源,具有 广泛 的应用前

通过分析光在不同介质中的传播过程中的能量 损失 转换 规律,学生可以

一步理解光的能量性质。

(二)

模型

在学 光的折射和全反射现象时,学生可以通过建 光线传播 模型 来理解

光的传播规律。

在学 光的干涉和衍射现象时,学生可以通过建 光波 模型 来理解光

的波动性质。

理:

通过 用折射定律和全反射条件 理计算,学生可以加深对光的传播

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规律的理解。

通过分析光的干涉和衍射图样 理分析,学生可以加深对光的波动性

质的理解。

论证

在学 激光的产生和应用时,学生可以通过 论证 阐述 激光的 优点

应用前

在学 光的偏振现象时,学生可以通过 论证 阐述 偏振片的作用和应

用领域。

疑创新

在学 过程中,学生可以通过质 创新 来探 索新 的光学现象和应用领域。

如,学生可以 思考 利用光的折射和全反射现象来 新型 的光学

件或光学系

学探

问题提出

学生可以通过观察实验现象和 阅读文献资料 提出 关于光学现象的 问题

如,学生可以 思考 什么 光在通过不同介质时 发生折射现象 什么

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光在特定条件 下会 发生全反射现象

证据收集

学生可以通过实验观察和测量来 收集 关于光学现象的 证据

如,学生可以通过测量不同介质对光的折射率来验 折射定律的正

通过观察光的干涉和衍射图样来 收集 关于光波动性质的 证据

解释 交流

学生可以通过对实验 数据 的分析和 理来解释光学现象的原 和规律。

学生可以通过与同学和 老师 交流 来分 享自己 的实验成果和观 一步

加深对光学现象的理解。

思评估

在实验过程中和实验 结束 后,学生可以对 自己 的实验方 、实验 作和实

数据进 行反 评估

通过反 评估 ,学生可以 找出 实验中 在的 问题 和不 并提出改

进措施 和建

(四) 度与 责任

学本质:

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