巧設課堂實驗 生動物理教學
——以滬科版八年級物理《光的反射》為例

黃玉霖

(福建省廈門市湖里實驗中學 361006)

物理是一門以實驗為基礎的學科，而實驗是學習物理知識、研究物理問題的重要途徑，也是檢驗物理理論的唯一標準.

一、注重演示實驗，引導學生從現象看到本質

教師演示：將激光筆打開照到墻壁上，墻壁出現光斑.

接著教師提問：這束激光是通過什么介質傳播到墻壁上？

學生：光是通過空氣傳播到墻壁.

教師追問：它的傳播路徑是怎樣的呢？

學生可能會猜測光是沿直線傳播的，但是我們并沒有看出光的傳播路徑，那要怎么辦呢？

教師指出：若空氣中有水霧或粉塵，可以將光的傳播路徑顯示出來.為了研究方便，實驗室通常選擇白色硬紙板作為光屏.

教師演示：利用空氣加濕器噴水霧，激光照射到有水霧的空氣中，光的傳播路徑一目了然，如圖1.

學生通過觀察得知光在空氣中是沿直線傳播的.那么光在其他介質中如何傳播呢？傳播路徑是否和空氣中一樣呢？

教師演示：光在玻璃磚的傳播路徑(圖2).

教師演示：光在不均勻的液體傳播路徑(圖3)和均勻液體中的傳播路徑(圖4).

學生發現：光必須在均勻的液體中才是沿直線傳播.

最后教師引導學生觀察總結：光在同種透明均勻介質中沿直線傳播.

緊接著，引導學生討論生活中哪些現象說明了光沿直線傳播，利用光的傳播特點，在生活中的應用.教師演示手影，播放自制教具小孔成像的視頻，及日食月食形成的動畫演示.并配合光路圖講解.

整個過程，教師配合清晰的實驗現象加以引導，讓學生直觀的看到光在氣體、固體、液體中的傳播特點，進而得出結論.層層遞進，由現象到本質，充分培養了學生的觀察、分析、總結能力，不僅讓物理課堂更加有趣，也提高了課堂效率.接著介紹光沿直線傳播的例子和應用，并配以光路圖解釋，從生活走向物理，又從物理走向生活，讓學生感受物理和生活息息相關.

教師提問：我們要怎么用符號描述光的傳播路徑呢？

學生根據觀察應該可以說出畫一條帶箭頭的直線.

教師演示：將激光筆固定在黑板上，沿光的傳播路徑畫一條帶箭頭的直線，表示光線(圖5).同時指出：光線不是真實存在的線，而是為了便于描述光的傳播路徑而引入的模型，用到了建模法.

教師將激光筆吸在黑板上，巧妙的借助黑板這個光屏，沿著光的傳播路徑用粉筆畫出光線，讓學生清晰明白光線的做法.同時指出“建模法”這種物理學中很重要的研究方法，對培養學生的物理思維起到了啟蒙作用.

二、突出分組實驗，學生動手探究尋找物理規律

教師演示：將光照射到放置于桌面的平面鏡上，在天花板上出現了光斑.

并指出：當光照到物體表面時，被物體表面反射回去，這種現象叫做光的反射.同時介紹入射光線、反射光線，并在黑板上多次演示，沿著光的傳播路徑畫出多組入射光線和反射光線，讓學生觀察它們的特點.學生不難發現它們關于中間的線對稱，從而引入法線.這樣的設計也讓學生明白法線的由來，同時順其自然的進行入射角和反射角的介紹.

教師提問：反射角與入射角之間大小有什么關系呢？

學生用圖6的器材分組實驗，多次改變入射角的大小，進行實驗，完成表格1，尋找反射角與入射角的關系.

實驗前，教師強調使用激光不能照射到人的眼睛，做好實驗前的安全教育.對于為什么要進行三組實驗，是不是像測物體長度一樣為了求平均？讓學生帶著問題進行實驗.

表1

實驗結束后，分享多組學生的實驗數據，引導學生總結結論：光在反射時，反射角等于入射角.學生通過實驗也發現，這里多次實驗并不能求平均而是為了避免偶然性尋找普遍規律.

這個過程中，教師起到引導作用，提出問題，并讓學生明確實驗目的、實驗步驟以及注意事項.學生是課堂的主人，通過分組實驗，動手操作，記錄數據，分析數據，最終得出結論.教師給足學生充足的時間，學生通過動手獲得知識，體驗到了主動獲取知識的成就感，充分體現了學生的主體地位.

三、演示與引導結合，突破重難點

教師提問：反射光線與入射光線是否在同一平面？該如何驗證呢？

學生思考討論得出：需要一個可以折轉的光屏.

教師演示：將承接反射光線的光屏向后折轉一個角度(圖7).

學生觀察發現：承接反射光線的光屏向后折一個角度，光屏上接不到反射光線，光屏再折回來，又可以觀察到反射光線.由此得出反射光線與入射光線在同一平面內.

教師提問：如果讓光沿反射光線的方向入射，那么反射光線會如何？

學生進行小組討論，并大膽發表自己的觀點.

教師演示：讓光從左側60度角入射，觀察光的傳播路徑(圖8)，再讓光從右側60度角入射，觀察光的傳播路徑(圖9).

學生通過觀察很容易就總結出：光在反射時，光路可逆.

光在反射時，反射光線與入射光線在同一平面及光路可逆，這兩點是學生比較難掌握的，也是做題時的易錯點.教師通過提出問題，引導學生找出解決問題的方法，演示實驗，學生觀察實驗現象，得出結論.整個過程中，師生互動，生生互動，讓物理課堂更加生動有效，同時也發散了學生的物理思維.