《光的反射》探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與反思

余旭恩 吳利文

[摘 要]《光的反射》是華師大版《科學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)第二章第一節(jié)內(nèi)容。日常教學(xué)中，該節(jié)內(nèi)容的呈現(xiàn)往往以演示實(shí)驗(yàn)為突破口，學(xué)生先觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，再開(kāi)展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，教師的主導(dǎo)性較強(qiáng)。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想、自主設(shè)計(jì)，獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究?；诖耍⒆憬虒W(xué)實(shí)踐，開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行針對(duì)性反思。

[關(guān)鍵詞]光的反射 探究性實(shí)驗(yàn) 教學(xué)設(shè)計(jì) 反思

[中圖分類(lèi)號(hào)] G633.98 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058（2016）110110

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，力求教師最大限度地培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。除專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)規(guī)范、表述標(biāo)準(zhǔn)等教師必須教授的內(nèi)容外，應(yīng)盡量讓學(xué)生自主探究問(wèn)題、解決問(wèn)題。當(dāng)然，教師的主導(dǎo)地位不可或缺，教師要合理預(yù)設(shè)學(xué)生的思考方向、思維盲區(qū)，成為學(xué)生探究科學(xué)知識(shí)的領(lǐng)路人、可靠伙伴。

本教學(xué)設(shè)計(jì)主要涉及以下四個(gè)步驟。第一，教師演示光學(xué)小魔術(shù)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望；導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（魔術(shù)揭秘安排在教學(xué)末尾，并提升學(xué)生學(xué)習(xí)下一章節(jié)內(nèi)容的興趣）。第二，概念引入及明確，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“照到小羊”“射擊比賽”兩個(gè)有趣的光學(xué)小游戲，讓學(xué)生興趣盎然地探究知識(shí)、獲取知識(shí)。第三，讓學(xué)生在游戲的基礎(chǔ)上大膽猜想相關(guān)規(guī)律，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第四，師生總結(jié)實(shí)驗(yàn)所揭示的規(guī)律，最后教師規(guī)范文字表述，指導(dǎo)作圖技巧。另外，教師不僅要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、合作能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，而且還要讓學(xué)生明白科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到日常生活中的重要意義。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

（1）理解光反射的規(guī)律，掌握入射點(diǎn)、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(guò)程與方法

（1）培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思考能力。

（2）引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究。

（3）推動(dòng)學(xué)生分析能力、概括能力、合作能力的提升。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）倡導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（2）提升學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到日常生活中的意識(shí)。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

1.自主探究光的反射規(guī)律。

2.獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究。

三、教具準(zhǔn)備

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

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

四、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

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

教師引導(dǎo)學(xué)生相互交流，先不明確答案，保持學(xué)生的探究興趣。

師：我手中有個(gè)魔盒（光學(xué)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(shí)，教師先在盒子里放一個(gè)會(huì)發(fā)光的小球），請(qǐng)觀察后告訴我——你看到了什么？

有的學(xué)生認(rèn)為盒子里有兩個(gè)發(fā)光的小球，有的學(xué)生認(rèn)為有一個(gè)反光小球。教師先不揭秘，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，導(dǎo)入教學(xué)主題。

師：魔盒里到底有幾個(gè)發(fā)光小球呢？今天，就讓我們走進(jìn)光學(xué)的世界，學(xué)習(xí)《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(gè)玩具小羊，前面有一塊擋板，現(xiàn)在我打開(kāi)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(xué)生以小組為單位開(kāi)展游戲，動(dòng)手體驗(yàn)借助平面鏡把激光束照到小羊的過(guò)程。

師：激光筆絕對(duì)不能對(duì)著其他同學(xué)的眼睛，以免造成傷害。

游戲過(guò)程中，教師巡視教室，表?yè)P(yáng)先完成游戲的小組，并請(qǐng)他們上臺(tái)講解、演示。對(duì)于無(wú)法順利完成游戲的小組，教師積極推動(dòng)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(lái)一場(chǎng)“射擊比賽”。

比賽規(guī)則：黑板上粘著6塊有編號(hào)的靶子，編號(hào)①～⑥代表各小組射擊目標(biāo)；請(qǐng)同學(xué)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(qǐng)先完成的小組上臺(tái)演示，鼓勵(lì)其他小組繼續(xù)努力，并推動(dòng)小組間的互幫互助。同時(shí)進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣——學(xué)完今天的課程，同學(xué)們就會(huì)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(xué)生探討、總結(jié)，明確“光射到物體表面時(shí)，會(huì)有一部分光被反射回去，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為光的反射現(xiàn)象”。

師：我們學(xué)過(guò)用什么方法來(lái)表示光的傳播路徑和方向呢？光線是怎樣表示的？光線真實(shí)存在嗎？

回顧知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生明白“光線”是為了表示光的傳播路徑、方向而引入的一個(gè)概念，并非真實(shí)存在。

教師出示課件，動(dòng)畫(huà)模擬激光射中靶心的過(guò)程，并以動(dòng)畫(huà)作圖的方式突出細(xì)節(jié)，明確光的反射涉及的相關(guān)知識(shí)，如入射點(diǎn)、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(dǎo)學(xué)生上臺(tái)總結(jié)、鞏固光的反射相關(guān)知識(shí)，同時(shí)重視學(xué)生之間的交流、互助。

（三）大膽猜想，掌握規(guī)律

1.提出問(wèn)題，引發(fā)思考

引導(dǎo)學(xué)生回想“射擊比賽”游戲，學(xué)生借助鏡子射中靶心的時(shí)候，不是一次就能擊中目標(biāo)，而是經(jīng)過(guò)多次調(diào)整才成功的。說(shuō)明光在反射的時(shí)候，當(dāng)入射光的方向確定時(shí)，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(dǎo)猜想

教師出示光路模型，引導(dǎo)學(xué)生分析模型中三根導(dǎo)線及底板所對(duì)應(yīng)的概念，鼓勵(lì)學(xué)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(huì)有怎樣的位置關(guān)系？反射角與入射角有什么關(guān)系？

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

3.操作實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想

師：如何來(lái)驗(yàn)證你們的猜想呢？

引導(dǎo)學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)是最好的驗(yàn)證方式，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。

教師啟發(fā)學(xué)生利用桌上的器材，動(dòng)手開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，小組合作驗(yàn)證猜想。

實(shí)驗(yàn)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(kāi)激光筆并插入圓筒形的分光器，激光束對(duì)準(zhǔn)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(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，教師巡視、指導(dǎo)，提醒學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)。

師：實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)過(guò)程，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及得出的結(jié)論。

4.拓展思維，補(bǔ)充結(jié)論

教師演示，故意將光路演示板沿法線對(duì)折，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)演示板上的反射光線不見(jiàn)了。

師：反射光線哪去了？

師生互動(dòng)探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(lái)找到那條反射光線嗎？

學(xué)生探討、鞏固概念。

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

學(xué)生小組合作完成作圖題，教師引導(dǎo)學(xué)生上臺(tái)展示，并歸納典型錯(cuò)誤。

師生合作，總結(jié)作圖口訣：找點(diǎn)、作垂、量角、畫(huà)線。

（五）呼應(yīng)開(kāi)頭，布置作業(yè)

師：同學(xué)們，讓我們揭開(kāi)魔盒的秘密。

教師打開(kāi)魔盒的蓋子，讓學(xué)生觀察，學(xué)生會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)盒子里面只有一個(gè)發(fā)光小球。其實(shí)，學(xué)生所看到的“另一個(gè)”小球，是發(fā)光小球利用了光的反射原理，通過(guò)平面鏡所形成的像，因?yàn)楹凶永锓胖弥粔K45°傾斜的平面鏡。

師：同學(xué)們，如果想進(jìn)一步了解魔盒的原理，請(qǐng)認(rèn)真完成下面的作業(yè)。

1.預(yù)習(xí)《平面鏡成像》這一節(jié)。

2.收集光的反射在生活中的應(yīng)用實(shí)例并與同學(xué)交流分享。

五、教學(xué)反思

經(jīng)過(guò)公開(kāi)課、研討課、優(yōu)質(zhì)課等專(zhuān)業(yè)研討平臺(tái)的檢驗(yàn)，上述探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)大力推動(dòng)學(xué)生探究能力的提升，教學(xué)效果明顯。以下，結(jié)合教研組同仁、專(zhuān)家的意見(jiàn)，對(duì)本教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)反思。

（一）讓學(xué)生教會(huì)學(xué)生

實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開(kāi)組內(nèi)學(xué)生的合作，雖然各小組學(xué)生的水平、人數(shù)基本相當(dāng)，但實(shí)際操作中必然有某些小組快速成功，某些小組遲遲沒(méi)有進(jìn)展的情況發(fā)生。這種情況下，教師除了親自點(diǎn)撥指導(dǎo)外，更好的方法就是推動(dòng)小組與小組之間的合作，讓小組之間相互促進(jìn)，讓學(xué)生教會(huì)學(xué)生，從而更好地體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

（二）懸念設(shè)置要層層遞進(jìn)

學(xué)生的探究激情需要持續(xù)的動(dòng)力，教師要在教學(xué)中分層次安排多個(gè)懸念，努力讓學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程都保持探究熱情，盡可能地提升教學(xué)效果。本教學(xué)設(shè)計(jì)從問(wèn)題導(dǎo)入設(shè)疑，魔術(shù)演示設(shè)疑，到“照到小羊”“射擊比賽”兩個(gè)游戲的質(zhì)疑，最后結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作引發(fā)多次質(zhì)疑，不斷提升學(xué)生的探究熱情。

（三）合理把握教師引導(dǎo)的尺度

教學(xué)離不開(kāi)教師的引導(dǎo)，但是教師要合理把握尺度，顯現(xiàn)引導(dǎo)與隱性引導(dǎo)巧妙結(jié)合。在學(xué)生開(kāi)展自主探究、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，教師不要彰顯自身的存在，著力把探究的主動(dòng)權(quán)留給學(xué)生。對(duì)于“過(guò)入射點(diǎn)O作鏡面的垂線，稱(chēng)為法線，用字母ON來(lái)表示”之類(lèi)注重標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的知識(shí)點(diǎn)，教師就需要凸顯自己的引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生理解、記憶，并通過(guò)實(shí)題演練幫助學(xué)生鞏固知識(shí)?？傊骄啃詫?shí)驗(yàn)教學(xué)雖然高度重視學(xué)生自主猜想、合作探究，但不能忽略教師對(duì)規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性知識(shí)的講授。在突出學(xué)生探究能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，教師要科學(xué)、合理地選取教學(xué)方法。

（責(zé)任編輯 黃春香）