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(原創(chuàng))教學(xué)反思:“探究光的反射規(guī)律”實驗思路設(shè)計

 潘書朋5n2xo3hm 2021-04-14

“探究光的反射規(guī)律”是2011版初中物理新課標(biāo)中提到的學(xué)生必做實驗之一。下面針對整個實驗的操作過程,結(jié)合暑假遠(yuǎn)程研修優(yōu)秀作業(yè)以及教學(xué)實際設(shè)計如下思路:

第一環(huán)節(jié):課前準(zhǔn)備工作

1.知識準(zhǔn)備:學(xué)生閱讀教材,了解相關(guān)物理詞匯的內(nèi)涵

2.實驗器材準(zhǔn)備:激光筆、平面鏡、白色硬紙板、量角器、鉛筆、直尺等

3.組內(nèi)角色分配:所有成員均要動手,此外自定協(xié)作員(負(fù)責(zé)領(lǐng)取和上交器材、角色分配、組員關(guān)系的潤滑)、聯(lián)絡(luò)員(負(fù)責(zé)整理問題在組和教師、組和組之間溝通)、書記員(負(fù)責(zé)記錄本組內(nèi)成員的言行和記錄實驗中的要素)、發(fā)言人(負(fù)責(zé)根據(jù)書記員的記錄,代表本組進(jìn)行展示),成員輪流擔(dān)任以上角色

  第二環(huán)節(jié):課堂實驗探究

  (一)創(chuàng)設(shè)情境,提出問題:

1.情境設(shè)計:用小鏡子把陽光“引到”教室里某位同學(xué)的眼中,讓他感到反光,你應(yīng)該站在什么位置,怎樣調(diào)節(jié)小鏡子?

2.學(xué)生嘗試操作:(1)站在同一位置把陽光引到位于教室不同位置的同學(xué)眼中;(2)站在不同位置把陽光引到位于教室同一位置的同學(xué)眼中

3.教師提問:在光的反射現(xiàn)象中,改變?nèi)肷涔獾姆较颍瓷涔獾姆较蛞搽S著改變。入射光和反射光有怎樣的關(guān)系?光反射時有什么規(guī)律?

(二)合作交流,進(jìn)行猜想:

學(xué)生交流對于反射光和入射光位置的大體猜想,并且引出法線。

1.創(chuàng)設(shè)情境:

用小鏡子把陽光“引到”教室里某位同學(xué)的眼中,應(yīng)該站在什么位置,怎樣調(diào)節(jié)小鏡子?

2.學(xué)生活動:

(1)首先個人猜想反射光和入射光的位置關(guān)系

(2)然后組內(nèi)交流

(教師可以在黑板上大體畫出光的傳播路徑,使用可視化的圖形增加學(xué)生思考的科學(xué)成分。)

3.問題導(dǎo)引:

怎樣準(zhǔn)確表達(dá)反射光和入射光的位置?你有什么好辦法?

4.展示交流:

(1)學(xué)生組內(nèi)討論;

(2)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流

(①在上面調(diào)節(jié)小鏡子的過程中,學(xué)生會認(rèn)識到光與鏡子的夾角發(fā)生了改變,教師點出借用數(shù)學(xué)角度精確表達(dá)光的位置;②學(xué)生會問為什么不把反射面作為角的一邊?首先反射面不是線,其次如果在反射面上取一根參考線,這根線不是唯一的。引導(dǎo)學(xué)生思考,怎樣讓參考線具有唯一性?)

5.得出結(jié)論:

通過法線,可以方便地表達(dá)和確定光的位置

(三)設(shè)計實驗,制定計劃:

1.問題導(dǎo)引:

陽光被小鏡子反射,看到入射光和反射光的傳播路徑了嗎?這種情況,便于測量反射角和入射角嗎?

2.師生活動:

(1)學(xué)生讓激光筆發(fā)出的紅色激光射到小平面鏡上,進(jìn)行觀察。

(2)教師提問:怎樣顯示入射光和反射光的傳播路徑?

(當(dāng)激光的一端射到粗糙表面上時,會發(fā)生漫反射,這樣從各個方向都能看到反射光,如果激光中的一段射到粗糙表面上時,也會發(fā)生漫反射,怎樣實現(xiàn)?)

(3)學(xué)生使用白色紙板顯示光的傳播路徑,并測量反射角和入射角

(4)教師提問:使用量角器測量反射角和入射角方便嗎?怎樣做可以直接讀出角的大小?

(可以把白色紙板變成一個大的“量角器”)

(5)教師提問:只測量一組數(shù)據(jù)得出的結(jié)論令人信服嗎?

(當(dāng)入射角增大時,反射角不變嗎?)

(6)學(xué)生改變?nèi)肷涔馊肷浣嵌?,再測量幾組數(shù)據(jù)

(7)教師提問:有的組測出的反射角和入射角并不相等,請說出自己的看法

(8)學(xué)生組內(nèi)討論,然后組間展示

(9)教師提問:設(shè)計一步操作,證明反射光和入射光在同一平面內(nèi)

(為什么有時在白色紙板上看不到完整反射光?白色紙板是平的時,能看見完整反射光)

(10)學(xué)生討論并拿出最優(yōu)的方案

(四)進(jìn)行實驗,收集數(shù)據(jù):

1.把一個小平面鏡豎直立在水平桌面上,再把一張白紙板放在水平桌面上;

2.在白紙板上畫出一條垂直于鏡面的直線ON作為法線;

3.使用激光筆沿著紙板的表面讓光線射到小平面鏡上的O點,用直尺和鉛筆描出入射光線AO和反射光線OB的徑跡,測量反射光線OB和法線ON的夾角r和入射光線AO和法線ON的夾角i,把測量數(shù)據(jù)填入表格中;

4.為了避免實驗的偶然性,保持鏡面的位置不變,改變?nèi)肷涔饩€AO的方向,按照步驟(3)重做兩次實驗,換用其他顏色的筆畫出光線的徑跡,將測得數(shù)據(jù)填入下面的表格中:


5.把紙板沿法線ON向上或向下折,看紙板是否存在反射光線。

(五)分析論證,得出結(jié)論:

1.實驗現(xiàn)象:

(1)比較表格中的反射角與入射角的數(shù)據(jù),我們能發(fā)現(xiàn):反射角等于入射角;

(2)沿法線向上或向下折白紙時,發(fā)現(xiàn)反射光線消失,恢復(fù)同一平面,反射光線出現(xiàn)。

2.實驗結(jié)論:光的反射定律

(1)反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi).

(2)反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè).

(3)反射角等于入射角.

(六)分析評估,合作交流:

1.為什么要多次改變?nèi)肷涔饩€的方向進(jìn)行實驗?

答:為了避免一次實驗的偶然性,多次實驗是為了尋找普遍規(guī)律。

2.在探究過程中,你感到最困難也是最關(guān)鍵的操作有哪些?

答:觀察與記錄反射光線與入射光線的位置。

3.白紙板的主要作用是什么?

答:呈現(xiàn)反射光線;驗證反射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)。

第三環(huán)節(jié):拓展延伸

1.小實驗:

如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面,那么,它被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出(如圖所示)。


這表明,在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。

2.知識應(yīng)用:

甲、乙兩人在燈光下照同一面鏡子,如果甲在鏡中能看到乙的眼睛,那么乙也一定能看到甲的眼睛。

在這里,聆聽一線草根教師的教育心聲!

       作者簡介:潘書朋,中學(xué)物理教師,在《當(dāng)代教育家》、《光明日報》、《中國教師報》、《中學(xué)物理》、《新課程評論》等國家、省級報刊、雜志刊物、教育網(wǎng)站上發(fā)表教育教學(xué)論文50余篇。多年來一直致力于“讓物理教學(xué)回歸實驗室”的課題研究,所申報的教育部教師科研基金“十二五”規(guī)劃重點課題子課題榮獲教育科研成果一等獎。

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