“光的反射和折射”實驗教具改進

原教具不足

此次教具改進是基于三個版本教材，教材中的三個原型教具的不足之處在于：

在研究光的反射時，要用手固定兩面及以上的鏡子，這樣就比較費人力；將白板紙立在平面鏡上時費人力，也不能保證白板紙是完全垂直于平面鏡的，還不好控制入射角。

操作麻煩，耗時耗力。知識點分布廣，每個知識點要通過不同的教具才能實現，在教學中學生可能會出現教具記混的情況，不能直觀地區分折射與反射的區別。

教具材料

激光束光器、木板、打印有量角器的紙板、直線刻度貼、激光筆及旋轉支架、亞克力盒、多功能鏡（平面鏡、漫反射鏡、鏡面反射三合一）、合頁等。

教具改進

本教具能同時探究光的反射、光的折射和平面鏡成像等，主要由反射裝置、折射裝置、平面鏡成像裝置這三個部分組成（如圖1）。

用木板制作一個倒T形底座，將打印有量角器的紙板安裝在底座紙板最上端，把刻度圓盤上半圓一分為二，在半圓中間安裝兩個合頁，一半用熱熔膠固定在下半圓上，另一半可以進行180°旋轉。在支架上放置平面鏡和多角度反光鏡，可以探究光的反射定律。

在支架上放裝水的盒子，就可以探究光的折射，還可以探究光在不同介質中傳播和光路可逆現象。

用合頁將兩塊貼有刻度的木板連接起來，再將合頁固定在木板上，讓兩個木板在同一水平面上。將固定好的木板用圖釘固定在反射裝置下半圓上，這樣既不影響對光的反射的探究，還實現了對鏡面成像的探究。操作時只需把木板向后旋轉，放平木板就可探究平面鏡成像（如圖2）。

教具功能

1.探究光的鏡面反射

先將圓盤上的載體移動到圓盤中間，放上多功能鏡；再把激光筆夾在圓盤上方并打開，ON是法線，讓紅光沿著某一角度射到O點，經平面鏡反射，沿著另一方向射出；改變三次入射角度進行觀察，并把實驗數據記在活動記錄表上，對比入射角與反射角是否相等（如圖3）。

2.探究光的漫反射

把多功能鏡翻轉到漫反射鏡面，重復三次反射操作，從實驗現象中可以發現：當反射面不同時，平行的入射光線經凹凸不平的表面反射后，反射光線射向不同方向（如圖4）。

3.探究光的折射

在柱子上放亞克力盒，把反射裝置的刻度盤作為背景，用來調整折射角度。往亞克力盒里裝滿水，調整好激光筆的射入位置，這時可以看到光的傳播方向出現了偏轉（如圖5）。把亞克力盒里的水倒出一半，再注入食用油，射入光線，可以清楚地看到，光線在每種不同的介質里的偏轉角度不同。在原來的基礎上增加一個實體玻璃，同時向水中、玻璃中、空氣中射入光線，可以清晰地看到光在三種不同介質中的折射角度不一樣。

4.探究平面鏡成像

把右邊刻度盤向后旋轉，放平木板，把平面鏡移動到合頁處，在平面鏡前點燃一支蠟燭，在平面鏡后面放一支點燃了的蠟燭，使其與平面鏡前的蠟燭重合，觀察兩支蠟燭到平面鏡的距離是否相同（如圖6）。

教具優點

用激光筆代替戶外陽光，避免了只能在白天進行的實驗。

在光的反射裝置上安裝了量角器、刻度盤，便于學生在探究時記錄數據。

制作成本低，還以可循環使用，方便收納，制作簡單。

一套教具就可以滿足探究光的折射、反射、平面鏡成像的要求。

（作者單位：王朝君、趙瓊瓊、張旭梅，樂山師范學院教育科學學院；葉超，樂山師范學院生命科學學院）

參考文獻

[1]劉媛媛.基于培養科學觀念的自制教具在小學科學教學中的應用研究[D].濟南：山東師范大學，2023.