引導(dǎo)學(xué)生更好地探究光的反射

楊秀林

在引導(dǎo)學(xué)生探究光的反射現(xiàn)象時，我重新進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計，希望能更好地幫助他們建構(gòu)科學(xué)概念。

為了讓學(xué)生能有效地研究反射光，我用激光筆替代手電光，激光筆光線集中，實(shí)驗(yàn)時能更容易判斷光的路線。在水槽里固定反射光的小鏡子，光源可以移動，這樣便于學(xué)生感知入射光與反射光的角度變化。如圖1所示，在水槽底部鋪上白紙，在白紙上固定一面小鏡子，水槽頂部用磨砂玻璃蓋住一半，并在磨砂玻璃上面設(shè)置3個目標(biāo)，激光筆從水槽外往水槽底部照射，依次照亮目標(biāo)。

我的預(yù)設(shè)是：學(xué)生在操作過程中，能發(fā)現(xiàn)“激光筆和桌面夾角越大，能照到的目標(biāo)越近;夾角越小，能照到的目標(biāo)越遠(yuǎn)”的規(guī)律，如圖2所示。

而實(shí)際上，除了預(yù)設(shè)的方法，學(xué)生不傾斜激光筆，前后平移激光筆，也能照亮全部目標(biāo)，如圖3所示。學(xué)生很聰明，但這種方法干擾了他們發(fā)現(xiàn)光的反射規(guī)律。

怎樣避免這種情況發(fā)生呢？我對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，在水槽底部固定一面小鏡子，用一張挖有小孔的白紙覆蓋，只露出很小的圓形鏡面。這樣，學(xué)生只能照射很小的鏡面來照亮目標(biāo)。控制了入射點(diǎn)，學(xué)生能在傾斜激光筆、改變角度的過程中更好地感知光路的變化，總結(jié)出反射規(guī)律。

但是，這樣的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的感知還是比較膚淺。如果能讓光線顯形，效果是不是更好？于是，我在水槽底部點(diǎn)燃艾香，如圖4所示，光線在繚繞的煙霧中顯形了。我在水槽背面貼上黑紙，在黑色背景的襯托下，光線更加清晰了。學(xué)生親眼看到光線的變化，可以很容易總結(jié)出“入射光越向上傾斜，反射光越向上傾斜;入射光越向下傾斜，反射光越向下傾斜”的規(guī)律。我在水槽正面正對著入射點(diǎn)的位置，貼了一條豎直的線，實(shí)驗(yàn)時雖不做提示，仍然有學(xué)生發(fā)現(xiàn)“入射光與反射光在豎線兩邊的角度變化是一樣的”。簡單的一條線，讓細(xì)心觀察的學(xué)生又有了新的發(fā)現(xiàn)。學(xué)生親手操作了，親眼觀察了，畫光路圖時也就清晰明白了。

學(xué)生把光的反射規(guī)律找出來后，有幾個學(xué)生提出了自己的疑惑：為什么我把光照在鏡子上能反射出光點(diǎn)，照在白紙上，就沒法反射出光點(diǎn)呢？他們的問題引起了我的思考，生活中除了鏡面反射，很多時候光會發(fā)生漫反射現(xiàn)象。如果讓學(xué)生明白鏡面反射和漫反射，很多現(xiàn)象不就很容易理解和解釋了嗎？

于是，我又一次改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)：還是用這個水槽，把鏡面反射和漫反射的實(shí)驗(yàn)整合在一起，盒子中間用黑紙隔成兩個格子（如圖5）。1號格子設(shè)計與之前一樣，照射白紙中間露出的一小點(diǎn)兒鏡面，以照亮目標(biāo)，從中發(fā)現(xiàn)反射規(guī)律;2號格子底部只有白紙，學(xué)生沒有辦法照亮目標(biāo)。這就會引發(fā)他們思考：為什么不能照亮？為什么只能看到入射光線，看不到反射光線？盒子周圍的紅光是怎么來的？雖然學(xué)生不知道漫反射概念，但能想到是照在白紙上的光點(diǎn)擴(kuò)散開了。

在學(xué)生對“照到白紙上的光點(diǎn)為什么會擴(kuò)散開來”不能很好理解的時候，我用了一個動畫視頻，把光線產(chǎn)生的不同反射，用形象直觀的動畫展示出來，他們一下子就明白了。知道了鏡面反射和漫反射后，學(xué)生在“生活應(yīng)用”環(huán)節(jié)中，就能很好地解釋許多現(xiàn)象了。

對這樣的教學(xué)設(shè)計，我仍然有些不滿足：對入射點(diǎn)的控制，是否過于限制了學(xué)生的自主探究？哪種改進(jìn)方式更有利于學(xué)生的發(fā)展？我會在今后的教學(xué)中繼續(xù)探索！