《光的反射》實驗反思研究

朱粉玉　陳海濤

摘要：本文真實地記錄了《光的反射》課堂教學的片段，然后執(zhí)教老師借助課題研究的成果，先后通過個人獨立反思、備課組老師參與反思、執(zhí)教人再反思、總結交流反思等步驟進行“五步曲反思”，展示了如何以實驗教學反思為突破口，從而促進教師成長的過程。

關鍵詞：實驗反思；策略；光的反射

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2014）4（S）-0028-5

自從“反思”的相關理論被引入我國教育界，教學反思已受到越來越多的教育者青睞。心理學家林崇德曾提出：“優(yōu)秀教師=教學過程+反思”的成長模式；不過實踐發(fā)現(xiàn)，不少中學老師雖然能進行一些簡單的反思，但是反思的質量值得商榷。為了更好的促進教師成長，有必要探討和研究如何提升教師教學反思的品質，尤其是如何結合物理學科的特點對教學進行更加有效的反思。我們通過課題研究。發(fā)現(xiàn)使用“五步曲反思策略”。反思的效果不錯。現(xiàn)以《光的反射》教學反思為例，簡介如下：

1 第一步曲——上課老師整理實驗教學過程，做好課堂實錄

本節(jié)課是蘇教版（八年級上）第三章第五節(jié)第一課時內容，以“光的反射定律”為重點。筆者在教學設計中，把本節(jié)課教學過程分為4個實驗環(huán)節(jié)。為了方便整理反思，對整個教學過程進行了錄像。

片斷1——引入光的反射現(xiàn)象

師：喜洋洋與灰太狼之間有個不透明的障礙物，在不改變位置的情況下喜洋洋能將激光直接照到灰太狼身上嗎？（如圖1）

生：不能，因為光在均勻介質中沿直線傳播。師：你能不能幫喜洋洋想想辦法？將激光照到灰太狼的鼻子上。學生思考后躍躍欲試，教師請學生上臺嘗試。

太狼的鼻子上（整個光的反射路徑在黑板上清晰呈現(xiàn)）。（如圖2）

師：當光射到物體表面時，有一部分光被其表面反射回來，這種現(xiàn)象叫做光的反射（介紹入射光線和反射光線）。剛才那位同學是怎樣想辦法將激光照射到灰太狼鼻子上的？

生：調整激光筆的角度和平面鏡的角度。

師：我們通過觀察發(fā)現(xiàn)反射光線的方向與入射光線和平面鏡的角度之間可能存在某種關系，今天我們就來探究他們之間的線和角的關系（板書：線、角）。為了探究他們之間的關系，我們要將實驗現(xiàn)象記錄下來，前面我們曾學過用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路線，現(xiàn)在我們將入射光線、反射光線、平面鏡的位置記錄下來（教師板書示范）。你們鐵板上也有一點，我們可以把它看成灰太狼的鼻子，你想不想也體驗一下利用平面鏡將光反射到灰太狼的鼻子上。并請你們將實驗現(xiàn)象記錄下來。

片斷2——探究反射角與入射角的關系

生：學生分組實驗，并把平面鏡位置、入射光和反射光路徑記錄在玻璃紙上。

師：將不同學生的透明的玻璃紙放在投影儀上對比，你能發(fā)現(xiàn)它們之間有什么關系嗎？

學生1：入射光線與鏡面的夾角和反射光線與鏡面的夾角相等。

師：你說的非常好，這個又像數(shù)學上的什么圖形呢？（學生回答不出來，教師引導）最近同學們在數(shù)學課上學的等腰三角形是什么圖形？

生：軸對稱圖形。

師：如果是軸對稱圖形，你能找到對稱軸嗎？如果找到的話請你用虛線畫出來。

生：將玻璃紙對折，使入射光與反射光線重合，中間的那條線就是對稱軸。

生：學生尋找對稱軸。

師：這個對稱軸和鏡面之間是什么關系呢？

生：垂直。

師：多媒體顯示課本中的信息快遞（法線：過入射點并垂直于鏡面的直線：入射角：入射光線與法線的夾角：反射角：反射光線與法線的夾角）。教師根據信息快遞，指出光路圖中對應的法線，入射角和反射角。并請學生猜想入射角與反射角之間的關系。

生：反射角等于入射角。

師：同學們的猜想是否正確，我們不能只是通過觀察，還需要通過測量。

生：學生用量角器測量玻璃紙上的反射角與入射角，發(fā)現(xiàn)相等。

師：一次實驗數(shù)據具有偶然性，我們?yōu)榱藢ふ宜麄冎g的規(guī)律，需要多次實驗比較。

師：為了方便同學們實驗，你們桌上實驗裝置的鐵板上也有個量角器。請同學們觀察鐵板上的量角器（如圖3），為了研究反射角與入射角的關系，你覺得老師應該將平面鏡放在哪個位置？（讓學生上臺放置平面鏡的位置，教師故意將入射點照射到其他位置，學生糾正教師的做法。將入射光線照射到圓心。）

生：分組實驗，并記錄實驗數(shù)據。

師：巡視指導，獲取部分學生的實驗記錄，將多組學生的實驗數(shù)據投影。請學生根據自己的數(shù)據以及投影的數(shù)據分析歸納反射角與入射角的關系。

生：反射角等于入射角。（板書：反射角等于入射角。）

片斷3——探究反射光線、入射光線、法線的空間位置關系

師：（出示模型）兩個入射角相同的模型，請插出反射光線的位置。誰來試一試？

生：兩位同學上臺插反射光線。

師：老師見你一直在仔細調整，你在調整什么？

生：要使反射角等于入射角。還要注意使反射光線、入射光線、法線在同一平面內。（學生可能已預習）

師：那你們看老師可不可以這樣插。我也讓反射角等于入射角，但反射光線、入射光線、法線不在同一平面內？你們同意誰的做法呢？一條入射光線對應的反射光線不可能有幾條。只能有一條。反射光線到底在哪里呢？這三條線在空間上到底是什么關系？請大家使用課桌上的實驗器材探究一下。教師介紹實驗裝置透明塑料桶的用法，并請學生分組體驗反射光線、入射光線、法線的空間位置關系。

生：學生分組體驗。

師：你們通過體驗覺得反射光線、入射光線、法線的空間位置關系更接近哪種做法？

生：更接近三條線在同一平面內的做法。

師：同學們通過體驗認為反射光線、入射光線、法線應該是在同一平面內?，F(xiàn)在老師將平面鏡水平放在實驗裝置中的豎直鐵板邊緣。利用鐵板將入射光線顯示出來，法線在哪里呢？

生：鐵板的邊。

師：現(xiàn)在有沒有反射光線呢？

部分學生：沒有。

部分學生：有，在空中，只是看不見而已。

師：反射光線在空中哪里呢？我們用鐵板將入射光線顯示出來了，同樣我們可以用一個白板來尋找反射光線，我們將白板放在鐵板邊緣，將白板繞著法線轉動，看看白板繞到什么位置反射光線能顯示出來，看看同學們的猜想是否正確。請大家利用桌上的器材試一試。

生：學生分組實驗。

生：只有當白板繞到與鐵板在同一平面內時才能看到反射光線，其他位置看不到反射光線，說明反射光線、入射光線和法線在同一平面內。教師板書（反射光線、入射光線和法線在同一平面內）。

師：同學們通過剛才的實驗說明反射光線與入射光線在法線的同側還是兩側？

生：反射光線與入射光線分居在法線的兩側。

教師和學生一起總結光的反射定律：（板書）

線：反射光線、入射光線和法線在同一平面內。

反射光線與入射光線分居在法線兩側。

角：反射角等于入射角。

片斷4——利用光的反射定律引入兩種反射

師：每個同學桌上有一個玻璃紙。老師給同學們畫好了入射光線，你能否根據光的反射定律畫出反射光線，試一試。

生：畫反射光線。

師：教師選取不同學生畫的反射光線，將入射角相同的玻璃紙拼在一起，使入射光線平行，再將入射角不同的玻璃紙放在一起，也保持入射光線平行。請學生對比兩種情況下的反射光線方向有什么不同？

生：第一種情況入射光線平行，反射光線也平行。第二種情況入射光線平行，反射光線不平行。

師：第二種情況反射光線為什么不平行？

部分學生：第二種情況畫錯了。

部分學生馬上反對：沒有畫錯。是因為入射角不同。

師：第二種情況遵守光的反射定律嗎？

生：遵守。

師：大家通過作圖對比，如果將平行光射到第一種這樣光滑的表面，反射光線也會平行；如果將平行光射到第二種這樣凹凸不平的表面，反射光線將射向各個不同的方向。這是我們從理論上的分析，理論的分析還要通過實驗的驗證。教師通過實驗演示兩種現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)與理論分析一致。

多媒體重現(xiàn)兩種反射現(xiàn)象，介紹鏡面反射和漫反射現(xiàn)象。

2 第二步曲——上課老師利用課題組研究的實驗反思策略。獨立反思

為了提升反思的品質，我們課題組研究了一套供教師實驗反思的策略：

①反思教學目標：②反思能否更好地引起學生的注意；③反思如何更好地引導學生復習；④反思如何更好呈現(xiàn)教學內容；⑤反思如何更好地提供學習指導；⑥反思教師的引導行為是否合理；⑦反思如何提供更好的反饋；⑧反思如何更好地評價學生行為；⑨反思如何增強學生記憶與促進遷移。

執(zhí)教老師根據上文的實驗反思策略，首先獨立反思?，F(xiàn)摘錄部分反思內容如下：

1.創(chuàng)設情景引入：激光源和灰太狼之間有個不透明的障礙物，光不能直接照射到灰太狼身上，是因為光在均勻介質中沿直線傳播，創(chuàng)設此情景既承接了前面的“光的直線傳播”的內容。又順利通過實驗引入光的反射。

2.備課不僅要備教材也要備學生。教師創(chuàng)設課堂的出發(fā)點應該基于對教學內容的把握和對學生認知結構的分析。利用對稱的關系引入法線是借鑒優(yōu)質課比賽中一位老師的做法，我校學生基礎相對薄弱，超越了他們的最近發(fā)展區(qū)，出現(xiàn)了“冷場”。在課后作業(yè)中也發(fā)現(xiàn)有不少學生將入射光線與鏡面的夾角標成入射角。當時課堂上有學生猜想反射光線和入射光線與鏡面的夾角相等，也可以根據學生的這個猜想引入有關光的反射現(xiàn)象的概念。請學生自主學習這些概念，并在自己的圖上畫出法線，標出入射角和反射角。選取幾組投影，通過學生自主學習并相互糾錯也許效果會更好，同時也加深了入射角和反射角的概念理解。再根據多組投影進一步猜想反射角與入射角的關系。

3.驗證反射光線與入射光線是否在同一平面內是這節(jié)課的難點，課前用點光源和線光源都進行了實驗，但是用這兩種光源都遇到同樣的問題：當把白板向前側翻轉時，仍可以看到反射光線。用點光源需要將激光緊貼光屏，使入射光線沿光屏射向鏡面，在操作時比較難控制?？紤]到用線光源學生操作容易，現(xiàn)象明顯，但在理論上用線光源做這個實驗是不對的，因為當學生將白板向鐵板前側翻轉時，仍然可以接受到來自平面鏡的“反射光”，這條“反射光”已經不是在鐵板板面上呈現(xiàn)出的那條“入射光線”的反射光了，而是激光筆提供的線光源中隱藏在空氣中看不見的某條入射光對應的反射光了。在課后的題目中發(fā)現(xiàn)這樣一道題目：將一缺角的紙板按如圖4所示方式放置，讓光沿直線AO入射，接著她以ON為軸旋轉缺角紙板，發(fā)現(xiàn)無論缺角紙板旋轉到哪個角度，反射光線都只出現(xiàn)在入射光所在的紙板上，在缺角紙板上沒有顯示出反射光。這一現(xiàn)象說明了：___。我根據題目中的方法將紙板的一角剪去。用點光源射向O點。發(fā)現(xiàn)當紙板向前側翻轉時。紙板上看不到反射光線，只有當紙板旋轉到與鐵板在同一平面時才看到反射光線。

4.以往的教學經歷中。學生對漫反射較難理解，總認為漫反射不遵守光的反射定律。為了讓學生能夠更深刻地理解漫反射。請學生畫反射光線既能對光的反射定律的進行課堂反饋。又可以利用學生的作圖引入兩種不同的反射現(xiàn)象。使學生對兩種反射現(xiàn)象的原理有了更深刻的認識。

3 第三步曲——組內、外其他老師參與評議，百花齊放

3.1 教師A

學生探究過程中暴露的問題不能刻意回避，應該進行引導。驗證“三線共面”過程中因為光源是通過柱形透鏡出來的，所以當部分同學將光屏向前偏折的時候光屏上還是呈現(xiàn)光路的。我建議教師可以通過演示順序來合理規(guī)避這個問題：先將光屏向后偏折，打出入射光線，問學生有沒有反射光線。然后通過煙霧呈現(xiàn)原來沒看的反射光線，讓學生明白“不管你見還是不見，反射光線就在這里”，然后偏轉光屏來呈現(xiàn)反射光線，說明“三線共面”……

3.2 教師B

在教學內容的預設和執(zhí)行時，有一些問題值得注意。比如，在片斷2教學時，教師為了引入“法線”，引導學生將玻璃紙上的反射光路對折，認為反射光線和入射光線是“軸對稱”圖形，這里明顯不妥。因為反射光線和入射光線的長短往往不相等，所以用“軸對稱”的方法引入法線并不妥當。

教師在教學時不斷地指導學生用實驗方法建構新知，讓學生在探究中不斷提升的同時，也很好的滲透了科學方法教育。在片斷4中，引出“鏡面反射和漫反射概念”，此處操作使用了“累積法”和“比較法”，真的很巧妙！“累積法”在初中很多教學中都可以使用，比如，在探究凸透鏡成像規(guī)律時。借助多組學生的數(shù)據“累積”找規(guī)律。效果明顯。不過，教師在教學時對學生進行方法指導的意識還不夠強，如果能讓學生知其所以然，讓“科學方法”顯性化，讓學生明白所使用的“科學方法”就更好了……

3.3 教師C

這節(jié)課最大的敗筆在于課程容量太大，本節(jié)課不管是教師的還是學生的實驗、活動進行的比較多，朱老師有點太注意課程知識的完整性，將鏡面反射和漫反射放在本節(jié)課堂里上。我個人認為。如果把光的反射定律這一節(jié)課的探究性實驗完成的基礎上，再來做些針對性課堂練習進行一下課堂反饋，這樣效果會更好。最后，我覺得，可以在引入光的反射概念。給出入射光線，反射光線，入射點這些名稱后。讓學生先做圓筒中反射光路實驗，讓學生觀察、感知、體會、猜想三線的位置，反射角、入射角的關系，再用光的反射定律實驗裝置來驗證光反射時三線的空間位置，最后探究兩角的關系，這樣可以更加符合探索物理知識的程序，使探究實驗更具科學性……

4 第四步曲——執(zhí)教老師集思廣益，進行二次反思，形成認識飛躍

為了更深入地進行反思，更好地促進教師成長，執(zhí)教教師借鑒其他老師的評議，再進行二次反思，便于今后優(yōu)化教學：

首先要考慮取舍的價值，好鋼要用在刀刃上。課堂教學時間是十分寶貴的，要判斷教學時間分配是否合理。首先要看課堂流程結構是否合理。這節(jié)課在探究反射角與入射角的大小關系時，用了兩種不同的實驗方法，在內容上重復了。在嘗試新的實驗方案時又沒有大膽舍棄傳統(tǒng)實驗方案。

其次是如何利用好實驗處理教學難點。這節(jié)課的難點是：反射光線、入射光線和法線在同一平面內。在往年的教學中筆者都是用點光源讓學生分組做實驗。當時在做實驗時就遇到了困難。這個問題存在這么多年，自己一直沒有及時深入思考想辦法解決，筆者今后要進一步探索用點光源完善這個實驗。

最后是及時關注課堂生成，如果學生的回答沒有按照我的思路，我該怎么辦？蘇霍姆林斯基說過：“教育的技巧并不在于能預見到課堂的所有細節(jié)，而在于根據當時的具體情況，巧妙地在學生不知不覺中做出相應的變動。”在這節(jié)課中，將不同學生的透明的玻璃紙放在投影儀上對比，筆者問“你能發(fā)現(xiàn)它們之間有什么關系嗎？”希望學生回答：“它們是對稱的?！钡珜W生并沒有說出我預想的答案，而是回答：“入射光線與鏡面的夾角和反射光線與鏡面的夾角相等?！闭n后思考當時也可以利用學生的這個回答引入反射的相關概念。學生課堂上的生成應該更符合學生的思維方式，如何把“意外事件”轉化為“教學資源”，需要筆者在今后的課堂中不斷地反思，提升課堂教學機智。

5 第五步曲——整理出教師反思案例，促進交流。供今后循環(huán)使用

由執(zhí)教教師把前四步曲中內容整理好，形成案例，生成資源，供教師間交流。

葉瀾教授也曾說過：“一個教師寫一輩子教案難以成為名師，但如果一個教師寫三年的教學反思則有可能成為名師。”可見，科學、有效的反思是促進教師專業(yè)成長的關鍵?！拔宀壳此肌痹鰪娏私處熤g的交流與合作，通過教師個人的反思分析和其他教師的“會診”，幫助教師發(fā)現(xiàn)自己的問題，提高了教師反思的廣度和深度?！拔宀壳此肌苯沂镜氖墙處熣鎸嵉摹罢n堂故事”，它的方法和步驟容易被一線教師所接受。既提高了執(zhí)教教師的教學水平，也促進其他參與教師的專業(yè)成長。

參考文獻：

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（欄目編輯 李富強）