创新实验教学 培养动手能力——以苏科版物理八（上）“光的反射”教学为例

■袁俊华

一、设计理念

“光的反射”是建立在“光的直线传播”基础上的知识，既是对“光的直线传播”的延伸，也为“光的折射”的学习奠定基础，是“光现象”这一章的重点内容之一。本节课，笔者采用探究式教学策略，运用演示实验和分组实验引导、启发学生，并通过多媒体课件等教学手段调动学生的积极性，以培养学生的动手实验的能力、观察能力和语言表达能力。

二、教学片段

1.创设情境，引入教学。

师：同学们，老师手中有一支激光笔。（教师拿着笔先对着墙照射，又对着镜子照射。）你们能看到几个亮点？

（细心的学生发现了其中的小秘密。）

师：看，墙上有一个“爱心”。你能不能用激光笔对着镜子照，使光照中墙上的“爱心”呢？

（学生按要求用激光笔照“爱心”，但需要很长时间才照到，有的学生还照不到。）

师：（迅速将光照到爱心上）老师是怎么做到的呢？这就与今天我们将要学习的知识有关。（多媒体显示课题。）

师：当光照射到物体表面时，有一部分会被物体表面反射回来，这种现象叫作光的反射。相信同学们学习了本节知识，也能快速照中墙上的“爱心”。（板书略。）

（设计意图）通过“照爱心”活动，激发学生好奇心、求知欲，同时导入本节学习的内容。

2.演示实验，初步体会。

师：（打开激光笔。）我现在沿着竖直放置的白板照射光线，白板下方放了一块平面镜，请同学们观察光路。入射的这根光线叫作入射光线；光线射到平面镜后射出的光线叫作反射光线。（板书略。）

（教师演示，让入射光线左右移动，请学生观察反射光线移动的方向。）

师：猜想两条线有什么关系？

生1：移动方向相反。

师：为便于进行下面的探究实验，请同学们先自主阅读教材第70页的“信息快递”。

师：请说说教材第70页图3-45中的入射点、入射光线、法线、反射光线、入射角和反射角。（板书略。）

师：（按照教材的图3-46进行演示实验。）请猜想这三条线的位置有什么关系？两个角的大小又有什么关系？

生2：三条线在同一平面内；入射光线与反射光线在法线的两侧；两个角大小相等。

师：真的是这样吗？能不能通过实验验证你的猜想呢？老师准备了一个“魔球”。这是一个中间插有细棒的立体透明空心球，球体内有一个平面镜，大家看一下。

（教师提前向球中吹入烟，目的是为了显示光路，然后将光照射到“魔球”中的平面镜上，慢慢旋转球体，保持入射光线位置不变，然后再改变入射角。）

师：请同学们观察并说说你看到的现象。

生3：我看到反射光线和入射光线在细棒两侧，有时会看到三线重合。

师：这两线位于细棒的两侧，也就是位于法线的两侧。三线重合说明三线在同一平面内。

师：请你用桌上的器材，进行自主实验探究，并说说你是怎么做的。（板书略。）

（设计意图）“魔球”实验直观显示了反射光线和入射光线位于法线两侧。在某一角度，学生能看到三线重合的现象，这为自主探究奠定了基础。根据教师的演示进行独立的猜想，培养了学生的观察能力和语言表达能力。

3.深入探究，得出规律。

学生按教材的图3-46所示，安装器材，进行探究实验，并记录了三组入射角和反射角数据。

师：请说说你是怎样探究三线共面的？

生4：（上台展示。）光沿左侧纸板射向平面镜，可观察到右侧纸板出现反射光线。将右侧纸板向后转动，看不到反射光线，说明三线在同一平面。改变入射光线与法线的夹角，观察到反射光线始终在法线的另一侧，即反射光线和入射光线位于法线两侧。

师：很好，我们探究了光线之间的关系，那么，入射角与反射角的大小有什么关系呢？

生5：移动激光笔，让入射光线向法线靠拢，可以看到反射光线也向法线靠拢，说明入射角变小时，反射角也变小。进行三组实验，读出入射角和反射角的大小，发现它们大小相等。因此，我得出了反射角与入射角相等的规律。

（教师随机投影学生探究反射角和入射角大小的实验数据。）

师：很棒。各小组分别分析一下你们的数据，并用自己的语言描述你们实验得到的结论。

生6：光反射时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角。

师：我听到有同学说，入射角等于反射角。我们观察数据表，发现入射角在这三组数据中角度越来越小，那么最小的入射角可以是多少度？此时光会不会反射？如何反射呢？试着做做看。

生7：不断减小入射角，当垂直入射时，入射角为0度，此时看不到反射光线了。

师：（演示。）光垂直入射时，光线亮度变亮了，这是因为光沿原路返回了。

师：请同学们再思考，如果不是垂直入射，光线会不会沿原路返回呢？（教师演示。）大量实验表明，光反射时光路具有可逆性。（板书略。）

（设计意图）学生通过演示实验，培养了动手能力和合作意识。教师让学生带着问题去探究，在探究过程中鼓励学生用自己的语言描述看到的现象，并进行合作交流，培养了学生独立思考的习惯和表达能力。

4.学以致用，展示自己。

师：现在哪位同学来试试，运用刚学的知识准确快速地将光照到“爱心”上。

生8：（展示。）用光对准镜子中的“爱心”，就能照到墙上的“爱心”了。因为镜子中的“爱心”是墙上“爱心”的像，光反射时具有可逆性。

（设计意图）与课堂导入部分相呼应，学以致用。

5.拓展学习，加强运用。

师：在刚才的探究过程中，我们都是用一根光线。如果我们用两根、三根光线进行实验，实验结果是否也遵循光的反射定律呢？老师准备了一组平行光源，让平行光源分别对着不同类型的镜子照射，会有什么令人惊奇的现象等待我们去发现呢？

（教师用平行光照射在平面镜上，反射光线也平行射出。教师再用这组平行光照射另一个镜面，该镜面的反射面较粗糙，结果反射的光线不平行。）

师：请说说这两次反射光线有什么不同？镜面有什么不同？

生9：（仔细观察了实验用的镜子。）第一次反射光线平行，镜面是光滑的；第二次反射光线射向各个方向，反射面凸凹不平。

师：平行光照射在物体上有差异的原因是物体的反射面不同。反射面光滑的反射叫作镜面反射；反射面粗糙的反射叫作漫反射。请同学们阅读教材的第72页。

师：（多媒体呈现光路图。）不管是镜面反射，还是漫反射，它们都是光的反射，其每一条光线都遵循光的反射定律。（板书略。）

师：我们的身边有好多镜面反射和漫反射的现象。你能说出几个？

生：穿衣镜、光滑的瓷砖、平静的水面发生反射是镜面反射。光照在黑板上、教材上是漫反射。

师：很好。在生活中，镜面反射和漫反射同等重要。我们今天学习了光的反射定律，像用久的黑板会反光、雨天迎着月亮要选暗的地方走等现象，都可以用光的反射知识去解释。最后，请你说说这节课的收获，谈谈还有哪些疑惑。

三、教学反思

本节课，笔者首先通过“找亮点”“照爱心”活动引入，让学生尝试动手操作，激发了学生学习的兴趣，调动了学生参与的欲望。在这个过程中，教师要给学生留一定思考的时间并设置疑问，这样才能激起学生的好奇心；观察光路时，教师要对学生进行逐步引导。接着，笔者借助特制的“魔球”抓住了学生的眼球。在大型的“魔球”中插入硬棒，使“魔球”可视性增强，方便了全体学生进行观察，抽象的法线概念也随之具体地表现出来。

“三线共面”是本节课的难点。怎么让学生直观地看出“三线共面”呢？课堂上，笔者提示学生注意在球体转动过程中进行观察，并注意观察当有一根光线正对自己时的现象。这样，有了立体的视觉感受，学生就比较容易得到“三线共面”的猜想。笔者演示实验结束后，又安排学生进行自主探究实验。学生们都积极动手操作，期待在自己的实验中观察到“三线共面”，培养了独立思考和动手能力。有的学生在利用“魔球”显示“三线共面”的自主实验中，由于使用不熟练，找不到观察的重点，没有取得观察效果，这时就需要教师进行引导。

在拓展探究中，笔者逐步开展两线分居、两角相等、光路可逆等实验。笔者通过“反射角随入射角的减小而减小”实验，引导学生思考入射角最小的情况是什么样的，从而得到一系列结论；让学生猜想“如果不是垂直入射，光线会不会沿原路返回”，再次激发学生的好奇心，进一步引导学生探究斜射时光路的可逆性；通过理论联系实际，列举身边的例子，加深学生对镜面反射和漫反射的理解。

总之，物理创新实验教学中，教师要引导学生体会用知识解决问题的重要性，鼓励学生善学、活用，敢于表达。整节课，学生学习的状态都很好，但仍有需要改进的地方：比如笔者课前考虑不充分，上课时运用的器材放置的位置太偏，影响了部分学生的观察；在探究角的大小关系时，有一组学生把光线与水平面的夹角当成是入射角、反射角，也得出了两角相等的结论；等等。