初中物理“光的反射”“光的折射”实验创新

谢贵宇

【摘要】“光的反射”“光的折射”是初中物理光学部分的重要内容，做好课本中的实验对学生来说，无论是光学规律的发现还是光学定律的验证都至关重要。本文以“光的反射”“光的折射”实验装置的改进和创新为契机，从深化课程改革、进行探究式和研究性学习的角度出发，在充分尊重教材的基础上，对教材中“光的反射”“光的折射”实验器材作了大胆的尝试性设计，使之更符合学生的认知规律和新课程理念。

【关键词】课程改革 新课程理念 实验创新 “光的反射” “光的折射”

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）03-0158-02

1.“光的反射”“光的折射”传统实验

1.1 探究光的反射规律

实验所需的器材有光源、平面镜、可折转的光屏。

按照装置配好实验器材，按以下四个步骤进行操作，并观察所产生的现象。

（1）让入射光线沿光屏投射到平面镜上，观察反射光线的方向。

（2）将有反射光线的半个光屏向后折转一个角度，观察光屏上还有反射光线吗？为什么？

（3）研究反射光线、法线、入射光线之间的相互位置关系。

（4）研究反射角和入射角的大小关系。

1.2探究光的折射规律

实验所需的器材有光源、水槽、一个可折转的光屏和一块玻璃砖。

按装置配好实验器材，按以下六个步骤进行操作，并观察所产生的现象。

（1）观察折射光线、法线与入射光线之间的位置关系。

（2）将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度，观察光屏上还有折射光线吗？为什么？

（3）比较折射角与入射角的大小。

（4）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。

（5）换用玻璃砖，将上面的实验重复一次。

（6）让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。

上述就是“光的反射”“光的折射”传统实验的写照。我们应该承认传统实验对了解光的反射、折射现象，探究认识光的反射、折射规律，了解法线、入射角和反射角、折射角的含义，了解反射、折射现象中光路的可逆性都已经比较清楚并且也比较全面，但是存在一些不足之处。

首先，用常用的激光笔做反射和折射实验时，因为是点光源，要在光屏上显示出光路，需要一定的操作技巧。

其次，在探究“反射角等于入射角”这条规律时，因为光屏上没有角度，所以学生需要在光屏上描点作图，然后再用量角器测量入射角与反射角从而比较它们的关系，整个操作过程复杂，浪费了大量课堂上的时间，而且学生还不是直观地就能观察到规律，让学生缺少了好奇心。

然后，这种传统实验对现今新形势下培养人和教育人的理念作用不大。学生是一种“鲜活的生命”，不是工厂里的加工“零件”。虽然大部分教师都知道应更好的引导、启发学生，但对现有的教具的不足却束手无策。

最后，这种传统实验教具在市面上虽有销售，但价格较高，不利于一些贫困地区的教学开展，这对九年义务教育的实施起到了阻碍作用，并对新课程理念下应以学生为主体的思想不符。笔者认为如能自制一些简单的，价格便宜的教具对我们的教学会起到很大的帮助，并让学生能真正接受。

2.“光的反射”“光的折射”实验创新

“实验创新”可以是实验设计、实验方法或实验仪器的创新，不是课本中已有实验的重复或简单再现。实验创新应该科学合理，构思新颖，设计巧妙，趣味性强，有助于改进教学方法和解决教学中的重点、难点问题；同时实验器材要简单易得、安全卫生，实验易于操作，无危险隐患，实验效果明显。正因为如此，笔者提出如下实验创新。

2.1光源

现今，所有教材上所用的光源都为点光源，要在光屏上显示出光路，需要一定的操作技巧，这就为实验增大了难度。很多时候由于教师操作技巧的不当，入射光路很难显示出来，就更不要说显示反射光路了，这就为后面探究光的反射规律带来了影响。借此，笔者将普通激光笔发出的点光源改为了线光源。

只需剪切下一段PP-R管（长短、粗细以刚好能装进一只普通激光笔为准），然后在PP-R管前面镶入一段玻璃圆柱，并将激光笔放入PP-R管中就可將激光笔发出的点光源变为线光源。笔者将普通激光笔发出的点光源改为线光源，第一，在探究光的反射规律、折射规律时，我们就能轻而易举地将入射光线、反射光线以及折射光线在光屏上显示出来了。第二，借助线光源，实验现象更加明显，可见度更强，知识的重、难点的诠释度更高。这样就能让学生自己通过实验，探究初中物理光学中的一些规律。第三，根据学生的年龄特点和现在学生的普遍的一些性格特点，当他们自己能通过实验看见现象，寻找到规律时，能在很大程度上提起学习的热情及兴趣，并积极参与到实验以及学习中，从而逐渐唤起他们的求知欲。第四，将点光源改为线光源，只需要一段大小适宜的PP-R管和一段玻璃圆柱，器材造价便宜，简单易得，实验易于操作，有利于大范围推广。

2.2可折转的光屏

普通可折转的光屏上没有角度，所以需要在光屏上描点作图，然后再用量角器测量入射角与反射角从而比较它们的关系，整个操作过程较复杂。笔者将两块大小完全相同的硬纸板，通过透明胶带组装成一个可折转的光屏，并在可折转的一面沿底边缘画上180°的量角器。光屏上有了量角器以后，第一，学生便可以直接从量角器上读出入射角与反射角的大小，从而准确、直观地判断它们的关系。第二，能使实验现象直观，实验效果明显，极大地调动学生的学习兴趣和参与意识，在此基础上进行有效的知识构建和探究性学习。第三，通过对光屏上量角器的添加可以更好地突出知识的重点、突破知识的难点，使学生在直观实验现象的引导下，增强学生对光学知识的理解与掌握。第四，在硬纸板上添加量角器，操作方便，器材易得，有利于一些贫困地区的教学开展，这对九年义务教育的实施起到了促进作用。

3.“光的反射”“光的折射”实验创新的目标

3.1 初级目标

实验现象明显，直观，易于操作，学生可以一学就会，甚至可以通过已有的知识和经验通过自己的简单探索即会使用实验仪器。造价便宜，能大范围的推广使用。这样就能让更多的教师，更多的学生在光的反射、光的折射这两部分光学教学中，通过一些简单、直观的实验器材，明显的实验现象及实验数据的分析论证，帮助他们攻克知识的重、难点，探究物理规律。从而使教师更高效的完成教学任务，学生更好的学习知识，锻炼各方面的能力。

3.2高级目标

从长远来看笔者希望此项工作能够使教师更高效的完成教学任务并引导教师关注课程改革，积极改进初中物理教学。同时，我们希望通过该课题培养学生对物理现象的热爱，对物理知识的热爱，让他们在轻松愉快的学习环境下学习，达到学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信息、获取新知识、分析和解决问题以及交流与合作等总体目标。最终能引导学生改变学习方式，学会学习，勇于科学探究，乐于在生活中学习物理，应用物理。

4.结束语

光的反射与折射定律是几何光学的基础。它们不仅在理论研究上有重要的成果，也为光学技术的发展和光学产品的设计奠定了基础。望眼镜、放大镜以及显微镜等先进的光学仪器的研制都离不开光的反射定律与折射定律。光的反射与折射给生活带来了极大的方便更给科学带来了巨大的进步。对光的反射与折射的研究与探讨成为了一项重要的科研。

参考文献：

[1]《初中物理课程标准》教育部，人民教育出版社.

[2]母国光.光学原理[M]. 第七版. 电子工业出版社，1997年.

[3]高文， 徐斌艳， 吴刚. 建构主义教育研究[M]. 教育科学出版社，2008年.

[4]《物理·义务教育课程标准实验教科书8年级》上海科技出版社.

[5]《物理·义务教育课程标准实验教科书八年级上册》人民教育出版社.

[6]舒朝濂. 现代光学制造技术[M]. 国防工业出版社，2008年.

[7]谭辉， 鲍勤. 建构主义教学策略实证研究[M]. 云南大学出版社，2010年.