引导学生更好地探究光的反射

杨秀林

在引导学生探究光的反射现象时，我重新进行了教学设计，希望能更好地帮助他们建构科学概念。

为了让学生能有效地研究反射光，我用激光笔替代手电光，激光笔光线集中，实验时能更容易判断光的路线。在水槽里固定反射光的小镜子，光源可以移动，这样便于学生感知入射光与反射光的角度变化。如图1所示，在水槽底部铺上白纸，在白纸上固定一面小镜子，水槽顶部用磨砂玻璃盖住一半，并在磨砂玻璃上面设置3个目标，激光笔从水槽外往水槽底部照射，依次照亮目标。

我的预设是：学生在操作过程中，能发现“激光笔和桌面夹角越大，能照到的目标越近;夹角越小，能照到的目标越远”的规律，如图2所示。

而实际上，除了预设的方法，学生不倾斜激光笔，前后平移激光笔，也能照亮全部目标，如图3所示。学生很聪明，但这种方法干扰了他们发现光的反射规律。

怎样避免这种情况发生呢？我对实验进行了改进，在水槽底部固定一面小镜子，用一张挖有小孔的白纸覆盖，只露出很小的圆形镜面。这样，学生只能照射很小的镜面来照亮目标。控制了入射点，学生能在倾斜激光笔、改变角度的过程中更好地感知光路的变化，总结出反射规律。

但是，这样的探究实验，学生的感知还是比较肤浅。如果能让光线显形，效果是不是更好？于是，我在水槽底部点燃艾香，如图4所示，光线在缭绕的烟雾中显形了。我在水槽背面贴上黑纸，在黑色背景的衬托下，光线更加清晰了。学生亲眼看到光线的变化，可以很容易总结出“入射光越向上倾斜，反射光越向上倾斜;入射光越向下倾斜，反射光越向下倾斜”的规律。我在水槽正面正對着入射点的位置，贴了一条竖直的线，实验时虽不做提示，仍然有学生发现“入射光与反射光在竖线两边的角度变化是一样的”。简单的一条线，让细心观察的学生又有了新的发现。学生亲手操作了，亲眼观察了，画光路图时也就清晰明白了。

学生把光的反射规律找出来后，有几个学生提出了自己的疑惑：为什么我把光照在镜子上能反射出光点，照在白纸上，就没法反射出光点呢？他们的问题引起了我的思考，生活中除了镜面反射，很多时候光会发生漫反射现象。如果让学生明白镜面反射和漫反射，很多现象不就很容易理解和解释了吗？

于是，我又一次改进了实验：还是用这个水槽，把镜面反射和漫反射的实验整合在一起，盒子中间用黑纸隔成两个格子（如图5）。1号格子设计与之前一样，照射白纸中间露出的一小点儿镜面，以照亮目标，从中发现反射规律;2号格子底部只有白纸，学生没有办法照亮目标。这就会引发他们思考：为什么不能照亮？为什么只能看到入射光线，看不到反射光线？盒子周围的红光是怎么来的？虽然学生不知道漫反射概念，但能想到是照在白纸上的光点扩散开了。

在学生对“照到白纸上的光点为什么会扩散开来”不能很好理解的时候，我用了一个动画视频，把光线产生的不同反射，用形象直观的动画展示出来，他们一下子就明白了。知道了镜面反射和漫反射后，学生在“生活应用”环节中，就能很好地解释许多现象了。

对这样的教学设计，我仍然有些不满足：对入射点的控制，是否过于限制了学生的自主探究？哪种改进方式更有利于学生的发展？我会在今后的教学中继续探索！