启发教学之“法”

黄慧��

摘要：初中物理课程标准提倡教学方式多样化，注重科学探究。而探究必須建立在启发的基础上，要把握启发的时机，解开关键点，否则就成了验证。然而在光的反射教学过程中不少教师没有将“探究光的反射规律”这一学生实验中探究的特点表现出来，其根本原因在于没能够突破“法线”这一难点。本文着力探讨这一教学中的难点。

关键词：物理教学；法线；启发式教学；教材研究

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）03-057-1

在我所听的不少有关光的反射教学课中，教师总是先介绍入射光线、反射光线、反射面，然后提问光在反射时遵循怎样的规律。紧接就是这样一句：“为了探究光的反射规律，科学家人为地引入一条辅助线——法线。”为什么要人为地引入呢？引入它干什么呢？不引入不行吗？只能留给学生自己体会。这样的引入方式没能突破法线这一难点。

一、法线引入不当造成的问题

由于法线的重要性没能有效地体现出来，大多数学生在刚开始猜想时会提出两条光线和反射面的夹角是相等的，而教师这时往往急于否定。其实这有什么不好的呢，这正是说明了学生在积极思考，否定它就是对学生积极参与的否定。而教师为什么否定呢？因为和教师已知的光的反射定律是冲突的，和教学流程是冲突的。那怎么处理呢？其实学生会得出这样的猜想除了是法线引入不当外，还因为教师展示的反射面是一个平面，若这时给学生展示一个圆弧形的反射面，那学生就会发现以目前的知识储备是不好解决这一困难的，这就和原有思维有了碰撞，有了急于解决的内在学习动力，正是教师继续引导启发的好时机。

另外，教学过程中还常出现这样的情景，不少教师喜欢设计这样的教学活动，让学生根据观察到的现象将竹签扎在模具上，模拟光的反射情况，这两支竹签分别代表入射光线和反射光线。通常，孩子们的观察还是比较敏锐的，几乎都能准确地表现出来。这时，教师往往会故意将代表反射光线的竹签改变扎入的方向，使得反射光线不在入射光线和法线所在的平面内，并问学生：“老师觉得反射光线应该是这样的，这样做对不对呀？为什么不对呀？”每一次听到这样的提问我的尴尬症都要犯了。学生做得多好呀，根据观察到的现象是不可能做出教师这种错误的，只会让学生感到莫名其妙。而教师非让学生做如此探讨的目的是因为光的反射定律是这样表述的，教师得让学生能够按照光的反射定律的表述进行探究，这样才能得出“正确结论”。其实，纠结之处正在于教师与学生都没有理解法线位置的意义。

二、法线引入的意义

法线本来是不存在的，在光的反射定律中，它是一条辅助线，然而它确实是研究中不可缺少的。

法线引入的意义之一：法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线。不引入法线，也就不存在入射角和反射角，更加无法解释反射角等于入射角。

法线引入的意义之二：法线的引入可以让人们知道反射光线与入射光线是在同一个平面的，且此平面与反射面垂直。

三、法线的正确引入

教师对教学进行创新，是自身的一种成长，更是对教育的一种发展。然而创新和探索之前还是应该认真研读教材。

教材将“探究光的反射规律”这一学生活动分了四个环节。第一个环节是“试一试”。“将手电筒（激光笔）发出的光照射到平面镜上，它的反射光会在光屏上形成一个光斑，改变入射光找到平面镜上的角度，观察光斑位置的变化。”这一环节的设计是为了让学生体验到光的反射是有某种规律可以遵循的。为了能够更清晰地感受到规律的存在，可以利用日常生活中的棉签盒，将其充满烟雾（如图所示）进行实验。

第二个环节是“猜一猜”。“根据你观察到的现象猜测：1.什么情况下入射光线与反射光线重合？2.当入射光从与反射光重合的位置偏转一定角度时，反射光的方向怎样变化？它们可能有什么关系？”这一步骤正是法线引入的关键！入射光线和反射光线重合的位置非常的特殊，让所有的学生都体会到这一特殊位置的存在，教学中得突出地体现出来。学生自然就会发现紧接着的第二个问题：一旦从这一特殊位置偏转，反射光线、入射光线是轴对称的，而这个“轴”正是刚才的特殊位置。看来这一特殊位置对我们研究光的反射真的很重要，我们将它命名为法线。这样一来，法线是教师和学生共同探讨发现的，而不是科学家人为强加给学生的，教学水到渠成，自然流畅。

第三个环节“设计实验”，设计的关键是既能显示光路，又能方便改变和测量入射角和反射角。根据以往的学习经验，可以引导学生设计出标有角度刻度的白色纸板，也可以在白纸板上描绘出光线再加以测量。然而这看似不起眼的白色纸板，正是探究实验的关键。

第四个环节“实验探究”，“使一束光紧贴纸板A射向镜面上的O点，并将纸板B绕接缝ON向前或后翻折，观察在什么情况下纸板B上能呈现反射光束。”教材并没有让学生在第一环节观察入射光线和反射光线后就直接猜想光线之间的位置关系，因为对于初二的学生来说，线和面的空间关系超出了他们已有的知识储备。选用白色纸板的好处在于：纸板与反射面不固定，学生在探究的过程中必然会发现，只有当白色纸板不翻折且垂直于反射面时，才能在纸板上既看到入射光线又看到反射光线，从而得出：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，更可以进一步让学生总结出，法线必须垂直于反射面。不少教师在教学中使用的并不是白纸板，而是学校统一购买的教具（如图所示），这种教具方便、易操作，然而缺点在于白板已经固定住了，无法使学生观察到假如白板与反射面不垂直时入射光线与反射光线的位置关系。

法线是人为引入的，这句话没错。然而引入的人是谁，在我们的探究活动中，这个“人”必须是我们的学生，教育的根本在于能力的提高，而不是知识的填充！