《光的反射》教學(xué)設(shè)計(jì)初探

殷發(fā)金

(江蘇省南京市第二十九中學(xué)致遠(yuǎn)校區(qū)，江蘇　南京　210029)

《光的反射》教學(xué)設(shè)計(jì)初探

殷發(fā)金

(江蘇省南京市第二十九中學(xué)致遠(yuǎn)校區(qū)，江蘇南京210029)

摘要：筆者通過(guò)《光的反射》的教學(xué)實(shí)施，不僅讓學(xué)生掌握光的反射定律這一科學(xué)知識(shí)，還讓學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程.在教學(xué)中利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)引入，提高學(xué)習(xí)興趣，快速進(jìn)入主題；在教學(xué)過(guò)程中使用實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，在實(shí)驗(yàn)中知道知識(shí)的來(lái)源，提高自主學(xué)習(xí)能力；交流實(shí)驗(yàn)心得，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和新發(fā)現(xiàn)，提出新問(wèn)題.

關(guān)鍵詞：光的反射；實(shí)驗(yàn)探究；光路顯示

1引言

《光的反射》是義務(wù)教育教科書(shū)蘇科版物理教材八年級(jí)第三章的第五節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容是光現(xiàn)象的最后一節(jié)，是前一節(jié)平面鏡成像的理論解釋?zhuān)瑢?shí)現(xiàn)由特殊到一般、現(xiàn)象到本質(zhì)的升華.光的反射也是光的傳播理論中重要的一部分，同時(shí)為后面利用對(duì)比的方法學(xué)習(xí)光的折射規(guī)律作鋪墊.

本校學(xué)生層次處于中等水平，學(xué)生課堂較活躍，在生活中有利用平面鏡改變光路的經(jīng)驗(yàn).前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)光的直線(xiàn)傳播，知道如何在空氣中顯示出光的傳播路徑，對(duì)光在同種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播已經(jīng)了解.知道人眼能夠看見(jiàn)光源是由于光源的光進(jìn)入人的眼睛，知道利用光的直線(xiàn)傳播確定物體的位置，但對(duì)于人眼如何看到本身不發(fā)光的物體、人眼為什么能看到平面鏡中的像還不太清楚，只有通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)才能解釋清楚.

2教學(xué)過(guò)程

(1)片斷一：引出光的反射現(xiàn)象.

我們能看見(jiàn)教室里的電燈是由于它們能發(fā)光，光線(xiàn)進(jìn)入了我們的眼睛.而教室里的課桌椅、書(shū)本、筆、同學(xué)、老師、投影幕布等，本身都不會(huì)發(fā)光，為什么我們從各個(gè)方向都能看到？

活動(dòng)1：有什么辦法使射向桌面的激光束照亮天花板？你能畫(huà)出其光路嗎？

學(xué)生分組利用桌面上所給實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并畫(huà)出光路圖.

你能讓光束照亮天花板上的電風(fēng)扇嗎？

學(xué)生上臺(tái)調(diào)節(jié)激光筆的位置，使光照亮天花板.

利用學(xué)生已經(jīng)知道的人看到光源需要光源的光進(jìn)入人眼，遷移到如果不是光源，人眼是如何看到呢？提出問(wèn)題，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.為了使學(xué)生能進(jìn)入本課主題，設(shè)計(jì)了這個(gè)光反射的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手感受到光的反射.再設(shè)法讓光照亮天花板上的電風(fēng)扇，在本節(jié)課的實(shí)際操作中，演示的同學(xué)是調(diào)節(jié)激光燈的方向，同時(shí)還有學(xué)生在下面提示調(diào)節(jié)桌面上的平面鏡也是可以的.這個(gè)活動(dòng)使學(xué)生體會(huì)到，光反射中反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)與平面鏡之間存在一定聯(lián)系，并且反射光線(xiàn)隨著入射光及平面鏡的位置改變而改變，為后面光的反射特點(diǎn)的研究作鋪墊.

(2)片斷二：介紹光的反射中的反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)等名詞.

活動(dòng)2：①將入射光線(xiàn)射向平面鏡，觀察反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)、鏡面之間的位置關(guān)系；②保持平面鏡不動(dòng)，改變?nèi)肷涔饩€(xiàn)的方向，觀察反射光線(xiàn)的方向變化；③保持入射光線(xiàn)的方向不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡，觀察反射光線(xiàn)的方向變化.

根據(jù)剛才的活動(dòng)可以知道，當(dāng)入射光線(xiàn)的位置改變時(shí)，反射光線(xiàn)也隨之變化，那么光在反射時(shí)遵循什么規(guī)律呢？

學(xué)生進(jìn)行猜想：反射角等于入射角；反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)……

要研究光反射時(shí)遵循的規(guī)律，首先要能顯示出光的傳播路徑，如何顯示出反射光和入射光路？

學(xué)生討論：在空氣中噴水霧、在空氣中放煙、讓光沿墻傳播……

哪種方法便于我們?cè)谡n堂上來(lái)持續(xù)研究？說(shuō)出其優(yōu)點(diǎn).

學(xué)生討論：利用白板來(lái)顯示光路，優(yōu)點(diǎn)是便于記錄.

在對(duì)光的反射所遵循規(guī)律的猜想時(shí)，學(xué)生通過(guò)活動(dòng)比較容易猜到反射角等于入射角.由于數(shù)學(xué)知識(shí)的限制，學(xué)生對(duì)于線(xiàn)與線(xiàn)的位置關(guān)系不容易理解，對(duì)于反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居在法線(xiàn)兩側(cè)，學(xué)生認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象太明顯，不需要描述.所以在實(shí)驗(yàn)中要不斷引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要觀察仔細(xì)，不能放過(guò)任何細(xì)節(jié).實(shí)驗(yàn)中要顯示光的傳播路徑，學(xué)生容易想到各種方法，這是對(duì)前面知識(shí)的鞏固，但使用白板來(lái)顯示光路，并且要分析原因，對(duì)學(xué)生的要求比較高，可以結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，需要記錄角度來(lái)引導(dǎo)學(xué)生.

(3)片斷三：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光的反射規(guī)律.

要研究反射角與入射角的大小關(guān)系需要設(shè)計(jì)一張實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，經(jīng)過(guò)討論，同學(xué)們提出要進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，可歸納出反射角與入射角的大小關(guān)系.

次數(shù)入射角反射角123

實(shí)驗(yàn)中如何證明反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)？

老師展示光的反射定律演示裝置：豎直平面內(nèi)的板有一半是可以前后活動(dòng)的，當(dāng)入射光沿A板入射時(shí)，在B板上就會(huì)看到反射光.如果轉(zhuǎn)動(dòng)B板，當(dāng)A、B不在同一平面內(nèi)時(shí)，B板上就看不到反射光.

在物理中多次實(shí)驗(yàn)的目的主要有兩個(gè)：多次測(cè)量求平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差；多次實(shí)驗(yàn)尋找規(guī)律，使結(jié)論更具普遍性.本次實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)是要找到反射角與入射角的大小關(guān)系，屬于第二個(gè)目的.對(duì)于三線(xiàn)共面的實(shí)驗(yàn)探究，由于受學(xué)生層次及數(shù)學(xué)知識(shí)的影響，不作為本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，老師通過(guò)演示進(jìn)行說(shuō)明.對(duì)于反射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分居在法線(xiàn)兩側(cè)，在研究完角度關(guān)系后，在板AB上會(huì)留下光路，可以看到板上反射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)的位置關(guān)系，不需要特別說(shuō)明.

(4)片斷四：師生交流，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

在研究光的反射定律的實(shí)驗(yàn)中，你還有哪些新發(fā)現(xiàn)？可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明.

學(xué)生進(jìn)行交流，得出結(jié)論：①當(dāng)入射光垂直于平面鏡照射時(shí)，反射光也垂直于平面鏡.反射光與入射光重合；②當(dāng)入射光靠近法線(xiàn)時(shí)，反射光也靠近法線(xiàn)；③當(dāng)入射光轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射光轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與入射光轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同.

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了研究反射定律外，還會(huì)有另外的收獲，可以培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、勤于思考的習(xí)慣，通過(guò)合作、交流，既可以對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，又可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，得到新結(jié)論，提高學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力.

3教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)使筆者認(rèn)識(shí)到，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)是非常重要的，實(shí)驗(yàn)可以使物理課堂更高效.通過(guò)這節(jié)課學(xué)生不僅掌握了光的反射定律這一科學(xué)知識(shí)，還體驗(yàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程.具體體現(xiàn)在：

(1)利用實(shí)驗(yàn)引入課題，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.本節(jié)課的引入采用了學(xué)生活動(dòng)的方法，利用平面鏡來(lái)改變光的傳播路徑，學(xué)生對(duì)光的反射有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為后面的實(shí)驗(yàn)探究作了鋪墊.

(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的能力.通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的知識(shí)水平，還可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?在設(shè)計(jì)引入時(shí)，筆者曾猶豫采用教師演示還是學(xué)生活動(dòng)，因?yàn)榻處熝菔荆梢怨?jié)省時(shí)間，而安排學(xué)生活動(dòng)會(huì)擔(dān)心課堂比較亂，但最終還是放手讓學(xué)生去活動(dòng).在活動(dòng)1中利用光線(xiàn)表示光的傳播路徑時(shí)，當(dāng)時(shí)擔(dān)心學(xué)生沒(méi)有看到光的傳播路徑，不會(huì)畫(huà)，最終在教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生畫(huà)的很好.課后向?qū)W生了解如何畫(huà)出光路圖的，學(xué)生利用前面光的直線(xiàn)傳播的知識(shí)，知道入射點(diǎn)和光源就可以畫(huà)出入射光線(xiàn)，知道入射點(diǎn)和反射的光斑就可以畫(huà)出反射光線(xiàn).

(3)交流合作可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的交流合作可以培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和合作精神，實(shí)現(xiàn)思維互補(bǔ)，發(fā)展創(chuàng)新思維，有利于提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題能力.在本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)最后，請(qǐng)學(xué)生說(shuō)說(shuō)還有哪些新發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的參與度很高，積極性很強(qiáng)，不少同學(xué)都提到了反射光與入射光的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系，甚至有一個(gè)同學(xué)提到了旋轉(zhuǎn)平面鏡對(duì)反射光的影響，這使學(xué)生對(duì)光的反射定律的理解及應(yīng)用提升到一個(gè)更高的水平，學(xué)生學(xué)習(xí)的效率也提高了.