《光的反射》探究性實驗教學設(shè)計與反思

余旭恩 吳利文

[摘 要]《光的反射》是華師大版《科學》八年級下冊第二章第一節(jié)內(nèi)容。日常教學中，該節(jié)內(nèi)容的呈現(xiàn)往往以演示實驗為突破口，學生先觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，再開展實驗進行驗證，教師的主導性較強。探究性實驗教學注重學生探究能力的培養(yǎng)，引導學生大膽猜想、自主設(shè)計，獨立開展實驗探究。基于此，立足教學實踐，開展探究性實驗教學設(shè)計，并進行針對性反思。

[關(guān)鍵詞]光的反射 探究性實驗 教學設(shè)計 反思

[中圖分類號] G633.98 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2016）110110

探究性實驗教學設(shè)計，力求教師最大限度地培養(yǎng)學生自主探究的能力。除專業(yè)術(shù)語、圖標規(guī)范、表述標準等教師必須教授的內(nèi)容外，應盡量讓學生自主探究問題、解決問題。當然，教師的主導地位不可或缺，教師要合理預設(shè)學生的思考方向、思維盲區(qū)，成為學生探究科學知識的領(lǐng)路人、可靠伙伴。

本教學設(shè)計主要涉及以下四個步驟。第一，教師演示光學小魔術(shù)，激發(fā)學生的探究欲望；導入新課，激發(fā)學生的學習興趣（魔術(shù)揭秘安排在教學末尾，并提升學生學習下一章節(jié)內(nèi)容的興趣）。第二，概念引入及明確，指導學生開展“照到小羊”“射擊比賽”兩個有趣的光學小游戲，讓學生興趣盎然地探究知識、獲取知識。第三，讓學生在游戲的基礎(chǔ)上大膽猜想相關(guān)規(guī)律，自主設(shè)計實驗、開展實驗驗證。第四，師生總結(jié)實驗所揭示的規(guī)律，最后教師規(guī)范文字表述，指導作圖技巧。另外，教師不僅要有意識地培養(yǎng)學生的觀察能力、合作能力及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，而且還要讓學生明白科學技術(shù)應用到日常生活中的重要意義。具體教學設(shè)計如下：

一、教學目標

（一）知識與技能

（1）理解光反射的規(guī)律，掌握入射點、法線、入射光線、反射光線、入射角和反射角。

（2）了解反射現(xiàn)象中光路的可逆性。

（二）過程與方法

（1）培養(yǎng)學生的觀察、思考能力。

（2）引導學生獨立開展實驗設(shè)計與探究。

（3）推動學生分析能力、概括能力、合作能力的提升。

（三）情感態(tài)度與價值觀

（1）倡導嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

（2）提升學生將科學技術(shù)應用到日常生活中的意識。

二、教學重難點

1.自主探究光的反射規(guī)律。

2.獨立開展實驗設(shè)計與探究。

三、教具準備

1.教師：魔盒（光學魔術(shù)玩具）1個、發(fā)光小球1個、玩具小羊1個、擋板1塊、平面鏡1塊、激光筆2支、分光器2個、光路模型1個、光路演示板1塊、帶有磁鐵的靶子6塊、展示支架1個。

2.每組學生：玩具小羊1個、擋板1塊、平面鏡1塊、激光筆2支、分光器2個、光路模型1個、光路演示板1塊、量角器、刻度尺。

四、教學過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

師：同學們，我們每天用眼睛觀察多姿多彩的世界。你有沒有想過，人為什么能看到物體？

教師引導學生相互交流，先不明確答案，保持學生的探究興趣。

師：我手中有個魔盒（光學魔術(shù)玩具，單面透明的正方形盒子，里面放一塊45°傾斜的平面鏡；演示時，教師先在盒子里放一個會發(fā)光的小球），請觀察后告訴我——你看到了什么？

有的學生認為盒子里有兩個發(fā)光的小球，有的學生認為有一個反光小球。教師先不揭秘，激發(fā)學生的探究興趣，導入教學主題。

師：魔盒里到底有幾個發(fā)光小球呢？今天，就讓我們走進光學的世界，學習《光的反射》。

（二）組織游戲，引入概念

1.“照到小羊”游戲

師：這里有一個玩具小羊，前面有一塊擋板，現(xiàn)在我打開激光筆照射，能不能隔著擋板照到小羊？如果不能，需要借助什么工具照到小羊？

學生以小組為單位開展游戲，動手體驗借助平面鏡把激光束照到小羊的過程。

師：激光筆絕對不能對著其他同學的眼睛，以免造成傷害。

游戲過程中，教師巡視教室，表揚先完成游戲的小組，并請他們上臺講解、演示。對于無法順利完成游戲的小組，教師積極推動小組間的互幫互助，直到所有小組成功完成為止。

2.“射擊比賽”游戲

師：下面，我們來一場“射擊比賽”。

比賽規(guī)則：黑板上粘著6塊有編號的靶子，編號①～⑥代表各小組射擊目標；請同學們相互合作，借助平面鏡把激光筆的光束射向靶心。擊中靶心后，需停留2秒鐘以上，然后關(guān)閉激光筆。

教師巡視教室，請先完成的小組上臺演示，鼓勵其他小組繼續(xù)努力，并推動小組間的互幫互助。同時進一步激發(fā)學生的學習興趣——學完今天的課程，同學們就會明白怎樣才能射中靶心。

師：射擊比賽用到什么原理呢？

把思考引向概念，組織學生探討、總結(jié)，明確“光射到物體表面時，會有一部分光被反射回去，這種現(xiàn)象被稱為光的反射現(xiàn)象”。

師：我們學過用什么方法來表示光的傳播路徑和方向呢？光線是怎樣表示的？光線真實存在嗎？

回顧知識點，引導學生明白“光線”是為了表示光的傳播路徑、方向而引入的一個概念，并非真實存在。

教師出示課件，動畫模擬激光射中靶心的過程，并以動畫作圖的方式突出細節(jié)，明確光的反射涉及的相關(guān)知識，如入射點、法線、入射光線、反射光線、入射角、反射角等。

教師展示一幅光路圖，引導學生上臺總結(jié)、鞏固光的反射相關(guān)知識，同時重視學生之間的交流、互助。

（三）大膽猜想，掌握規(guī)律

1.提出問題，引發(fā)思考

引導學生回想“射擊比賽”游戲，學生借助鏡子射中靶心的時候，不是一次就能擊中目標，而是經(jīng)過多次調(diào)整才成功的。說明光在反射的時候，當入射光的方向確定時，反射光的方向并不是任意的，它是有規(guī)律可循的。

師：光的反射到底遵循著怎樣的規(guī)律呢？

2.觀察演示，引導猜想

教師出示光路模型，引導學生分析模型中三根導線及底板所對應的概念，鼓勵學生借助光路模型大膽猜想。

師：反射光線、入射光線、法線可能會有怎樣的位置關(guān)系？反射角與入射角有什么關(guān)系？

學生小組討論，并將各自的猜想寫在黑板上。討論結(jié)束后，各小組派代表上臺講述他們的猜想。

3.操作實驗，驗證猜想

師：如何來驗證你們的猜想呢？

引導學生明白實驗是最好的驗證方式，進入實驗操作環(huán)節(jié)。

教師啟發(fā)學生利用桌上的器材，動手開展實驗，小組合作驗證猜想。

實驗步驟：將光路演示板（一塊帶有量角刻度、平面鏡的泡沫板）水平放置在桌面上，打開激光筆并插入圓筒形的分光器，激光束對準量角刻度的圓心射向鏡面。不斷調(diào)整入射光的方向，觀察反射光的位置。

學生開展實驗，教師巡視、指導，提醒學生及時記錄實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)。

師：實驗過程中，你們小組觀察到了哪些現(xiàn)象？得出了哪些結(jié)論？

各小組派代表講解實驗過程，匯報實驗數(shù)據(jù)及得出的結(jié)論。

4.拓展思維，補充結(jié)論

教師演示，故意將光路演示板沿法線對折，學生們發(fā)現(xiàn)演示板上的反射光線不見了。

師：反射光線哪去了？

師生互動探究，通過實驗得出“反射光線、入射光線與法線在同一平面”的結(jié)論。

（四）總結(jié)交流，指導作圖

師：若給定一條入射光線和一平面鏡，可以用光的反射規(guī)律來找到那條反射光線嗎？

學生探討、鞏固概念。

教師引導學生回顧、總結(jié)光的反射規(guī)律后，并指導學生利用規(guī)律作圖，講解作圖的步驟。

學生小組合作完成作圖題，教師引導學生上臺展示，并歸納典型錯誤。

師生合作，總結(jié)作圖口訣：找點、作垂、量角、畫線。

（五）呼應開頭，布置作業(yè)

師：同學們，讓我們揭開魔盒的秘密。

教師打開魔盒的蓋子，讓學生觀察，學生會驚奇地發(fā)現(xiàn)盒子里面只有一個發(fā)光小球。其實，學生所看到的“另一個”小球，是發(fā)光小球利用了光的反射原理，通過平面鏡所形成的像，因為盒子里放置著一塊45°傾斜的平面鏡。

師：同學們，如果想進一步了解魔盒的原理，請認真完成下面的作業(yè)。

1.預習《平面鏡成像》這一節(jié)。

2.收集光的反射在生活中的應用實例并與同學交流分享。

五、教學反思

經(jīng)過公開課、研討課、優(yōu)質(zhì)課等專業(yè)研討平臺的檢驗，上述探究性實驗教學設(shè)計大力推動學生探究能力的提升，教學效果明顯。以下，結(jié)合教研組同仁、專家的意見，對本教學設(shè)計展開反思。

（一）讓學生教會學生

實驗教學離不開組內(nèi)學生的合作，雖然各小組學生的水平、人數(shù)基本相當，但實際操作中必然有某些小組快速成功，某些小組遲遲沒有進展的情況發(fā)生。這種情況下，教師除了親自點撥指導外，更好的方法就是推動小組與小組之間的合作，讓小組之間相互促進，讓學生教會學生，從而更好地體現(xiàn)學生的主體性。

（二）懸念設(shè)置要層層遞進

學生的探究激情需要持續(xù)的動力，教師要在教學中分層次安排多個懸念，努力讓學生在整個教學過程都保持探究熱情，盡可能地提升教學效果。本教學設(shè)計從問題導入設(shè)疑，魔術(shù)演示設(shè)疑，到“照到小羊”“射擊比賽”兩個游戲的質(zhì)疑，最后結(jié)合學生實驗操作引發(fā)多次質(zhì)疑，不斷提升學生的探究熱情。

（三）合理把握教師引導的尺度

教學離不開教師的引導，但是教師要合理把握尺度，顯現(xiàn)引導與隱性引導巧妙結(jié)合。在學生開展自主探究、實驗操作時，教師不要彰顯自身的存在，著力把探究的主動權(quán)留給學生。對于“過入射點O作鏡面的垂線，稱為法線，用字母ON來表示”之類注重標準、規(guī)范的知識點，教師就需要凸顯自己的引導作用，引導學生理解、記憶，并通過實題演練幫助學生鞏固知識。總之，探究性實驗教學雖然高度重視學生自主猜想、合作探究，但不能忽略教師對規(guī)范性、標準性知識的講授。在突出學生探究能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，教師要科學、合理地選取教學方法。

（責任編輯 黃春香）