(原创)教学反思:“探究光的反射规律”实验思路设计

“探究光的反射规律”是2011版初中物理新课标中提到的学生必做实验之一。下面针对整个实验的操作过程,结合暑假远程研修优秀作业以及教学实际设计如下思路:

第一环节:课前准备工作

1.知识准备:学生阅读教材,了解相关物理词汇的内涵

2.实验器材准备:激光笔、平面镜、白色硬纸板、量角器、铅笔、直尺等

3.组内角色分配:所有成员均要动手,此外自定协作员(负责领取和上交器材、角色分配、组员关系的润滑)、联络员(负责整理问题在组和教师、组和组之间沟通)、书记员(负责记录本组内成员的言行和记录实验中的要素)、发言人(负责根据书记员的记录,代表本组进行展示),成员轮流担任以上角色

  第二环节:课堂实验探究

(一)创设情境,提出问题:

1.情境设计:用小镜子把阳光“引到”教室里某位同学的眼中,让他感到反光,你应该站在什么位置,怎样调节小镜子?

2.学生尝试操作:(1)站在同一位置把阳光引到位于教室不同位置的同学眼中;(2)站在不同位置把阳光引到位于教室同一位置的同学眼中

3.教师提问:在光的反射现象中,改变入射光的方向,反射光的方向也随着改变。入射光和反射光有怎样的关系?光反射时有什么规律?

(二)合作交流,进行猜想:

学生交流对于反射光和入射光位置的大体猜想,并且引出法线。

1.创设情境:

用小镜子把阳光“引到”教室里某位同学的眼中,应该站在什么位置,怎样调节小镜子?

2.学生活动:

(1)首先个人猜想反射光和入射光的位置关系

(2)然后组内交流

(教师可以在黑板上大体画出光的传播路径,使用可视化的图形增加学生思考的科学成分。)

3.问题导引:

怎样准确表达反射光和入射光的位置?你有什么好办法?

4.展示交流:

(1)学生组内讨论;

(2)学生以小组为单位进行交流

(①在上面调节小镜子的过程中,学生会认识到光与镜子的夹角发生了改变,教师点出借用数学角度精确表达光的位置;②学生会问为什么不把反射面作为角的一边?首先反射面不是线,其次如果在反射面上取一根参考线,这根线不是唯一的。引导学生思考,怎样让参考线具有唯一性?)

5.得出结论:

通过法线,可以方便地表达和确定光的位置

(三)设计实验,制定计划:

1.问题导引:

阳光被小镜子反射,看到入射光和反射光的传播路径了吗?这种情况,便于测量反射角和入射角吗?

2.师生活动:

(1)学生让激光笔发出的红色激光射到小平面镜上,进行观察。

(2)教师提问:怎样显示入射光和反射光的传播路径?

(当激光的一端射到粗糙表面上时,会发生漫反射,这样从各个方向都能看到反射光,如果激光中的一段射到粗糙表面上时,也会发生漫反射,怎样实现?)

(3)学生使用白色纸板显示光的传播路径,并测量反射角和入射角

(4)教师提问:使用量角器测量反射角和入射角方便吗?怎样做可以直接读出角的大小?

(可以把白色纸板变成一个大的“量角器”)

(5)教师提问:只测量一组数据得出的结论令人信服吗?

(当入射角增大时,反射角不变吗?)

(6)学生改变入射光入射角度,再测量几组数据

(7)教师提问:有的组测出的反射角和入射角并不相等,请说出自己的看法

(8)学生组内讨论,然后组间展示

(9)教师提问:设计一步操作,证明反射光和入射光在同一平面内

(为什么有时在白色纸板上看不到完整反射光?白色纸板是平的时,能看见完整反射光)

(10)学生讨论并拿出最优的方案

(四)进行实验,收集数据:

1.把一个小平面镜竖直立在水平桌面上,再把一张白纸板放在水平桌面上;

2.在白纸板上画出一条垂直于镜面的直线ON作为法线;

3.使用激光笔沿着纸板的表面让光线射到小平面镜上的O点,用直尺和铅笔描出入射光线AO和反射光线OB的径迹,测量反射光线OB和法线ON的夹角r和入射光线AO和法线ON的夹角i,把测量数据填入表格中;

4.为了避免实验的偶然性,保持镜面的位置不变,改变入射光线AO的方向,按照步骤(3)重做两次实验,换用其他颜色的笔画出光线的径迹,将测得数据填入下面的表格中:

5.把纸板沿法线ON向上或向下折,看纸板是否存在反射光线。

(五)分析论证,得出结论:

1.实验现象:

(1)比较表格中的反射角与入射角的数据,我们能发现:反射角等于入射角;

(2)沿法线向上或向下折白纸时,发现反射光线消失,恢复同一平面,反射光线出现。

2.实验结论:光的反射定律

(1)反射光线与入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线和入射光线分居法线的两侧.

(3)反射角等于入射角.

(六)分析评估,合作交流:

1.为什么要多次改变入射光线的方向进行实验?

答:为了避免一次实验的偶然性,多次实验是为了寻找普遍规律。

2.在探究过程中,你感到最困难也是最关键的操作有哪些?

答:观察与记录反射光线与入射光线的位置。

3.白纸板的主要作用是什么?

答:呈现反射光线;验证反射光线与入射光线、法线在同一平面内。

第三环节:拓展延伸

1.小实验:

如果让光逆着反射光线的方向射到镜面,那么,它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出(如图所示)。

这表明,在反射现象中,光路是可逆的。

2.知识应用:

甲、乙两人在灯光下照同一面镜子,如果甲在镜中能看到乙的眼睛,那么乙也一定能看到甲的眼睛。

在这里,聆听一线草根教师的教育心声!

       作者简介:潘书朋,中学物理教师,在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级报刊、杂志刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。

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