巧设课堂实验 生动物理教学
——以沪科版八年级物理《光的反射》为例
2021-04-14黄玉霖
黄玉霖
(福建省厦门市湖里实验中学 361006)
物理是一门以实验为基础的学科，而实验是学习物理知识、研究物理问题的重要途径，也是检验物理理论的唯一标准.
一、注重演示实验，引导学生从现象看到本质
教师演示：将激光笔打开照到墙壁上，墙壁出现光斑.
接着教师提问：这束激光是通过什么介质传播到墙壁上？
学生：光是通过空气传播到墙壁.
教师追问：它的传播路径是怎样的呢？
学生可能会猜测光是沿直线传播的，但是我们并没有看出光的传播路径，那要怎么办呢？
教师指出：若空气中有水雾或粉尘，可以将光的传播路径显示出来.为了研究方便，实验室通常选择白色硬纸板作为光屏.
教师演示：利用空气加湿器喷水雾，激光照射到有水雾的空气中，光的传播路径一目了然，如图1.
学生通过观察得知光在空气中是沿直线传播的.那么光在其他介质中如何传播呢？传播路径是否和空气中一样呢？
教师演示：光在玻璃砖的传播路径(图2).
教师演示：光在不均匀的液体传播路径(图3)和均匀液体中的传播路径(图4).
学生发现：光必须在均匀的液体中才是沿直线传播.
最后教师引导学生观察总结：光在同种透明均匀介质中沿直线传播.
紧接着，引导学生讨论生活中哪些现象说明了光沿直线传播，利用光的传播特点，在生活中的应用.教师演示手影，播放自制教具小孔成像的视频，及日食月食形成的动画演示.并配合光路图讲解.
整个过程，教师配合清晰的实验现象加以引导，让学生直观的看到光在气体、固体、液体中的传播特点，进而得出结论.层层递进，由现象到本质，充分培养了学生的观察、分析、总结能力，不仅让物理课堂更加有趣，也提高了课堂效率.接着介绍光沿直线传播的例子和应用，并配以光路图解释，从生活走向物理，又从物理走向生活，让学生感受物理和生活息息相关.
教师提问：我们要怎么用符号描述光的传播路径呢？
学生根据观察应该可以说出画一条带箭头的直线.
教师演示：将激光笔固定在黑板上，沿光的传播路径画一条带箭头的直线，表示光线(图5).同时指出：光线不是真实存在的线，而是为了便于描述光的传播路径而引入的模型，用到了建模法.
教师将激光笔吸在黑板上，巧妙的借助黑板这个光屏，沿着光的传播路径用粉笔画出光线，让学生清晰明白光线的做法.同时指出“建模法”这种物理学中很重要的研究方法，对培养学生的物理思维起到了启蒙作用.
二、突出分组实验，学生动手探究寻找物理规律
教师演示：将光照射到放置于桌面的平面镜上，在天花板上出现了光斑.
并指出：当光照到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射.同时介绍入射光线、反射光线，并在黑板上多次演示，沿着光的传播路径画出多组入射光线和反射光线，让学生观察它们的特点.学生不难发现它们关于中间的线对称，从而引入法线.这样的设计也让学生明白法线的由来，同时顺其自然的进行入射角和反射角的介绍.
教师提问：反射角与入射角之间大小有什么关系呢？
学生用图6的器材分组实验，多次改变入射角的大小，进行实验，完成表格1，寻找反射角与入射角的关系.
实验前，教师强调使用激光不能照射到人的眼睛，做好实验前的安全教育.对于为什么要进行三组实验，是不是像测物体长度一样为了求平均？让学生带着问题进行实验.
表1
实验结束后，分享多组学生的实验数据，引导学生总结结论：光在反射时，反射角等于入射角.学生通过实验也发现，这里多次实验并不能求平均而是为了避免偶然性寻找普遍规律.
这个过程中，教师起到引导作用，提出问题，并让学生明确实验目的、实验步骤以及注意事项.学生是课堂的主人，通过分组实验，动手操作，记录数据，分析数据，最终得出结论.教师给足学生充足的时间，学生通过动手获得知识，体验到了主动获取知识的成就感，充分体现了学生的主体地位.
三、演示与引导结合，突破重难点
教师提问：反射光线与入射光线是否在同一平面？该如何验证呢？
学生思考讨论得出：需要一个可以折转的光屏.
教师演示：将承接反射光线的光屏向后折转一个角度(图7).
学生观察发现：承接反射光线的光屏向后折一个角度，光屏上接不到反射光线，光屏再折回来，又可以观察到反射光线.由此得出反射光线与入射光线在同一平面内.
教师提问：如果让光沿反射光线的方向入射，那么反射光线会如何？
学生进行小组讨论，并大胆发表自己的观点.
教师演示：让光从左侧60度角入射，观察光的传播路径(图8)，再让光从右侧60度角入射，观察光的传播路径(图9).
学生通过观察很容易就总结出：光在反射时，光路可逆.
光在反射时，反射光线与入射光线在同一平面及光路可逆，这两点是学生比较难掌握的，也是做题时的易错点.教师通过提出问题，引导学生找出解决问题的方法，演示实验，学生观察实验现象，得出结论.整个过程中，师生互动，生生互动，让物理课堂更加生动有效，同时也发散了学生的物理思维.
