胡海軍

物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識(shí)不可或缺的環(huán)節(jié)，是初中生掌握物理知識(shí)的基礎(chǔ)，也是初中生學(xué)習(xí)物理最大的興趣點(diǎn)，它可以很好地調(diào)動(dòng)初中生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心，老師們都特別重視物理實(shí)驗(yàn)。但教材中的實(shí)驗(yàn)裝置、器材和方案還存在一定的不足，于是我結(jié)合學(xué)校實(shí)際對(duì)“光的反射”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)與創(chuàng)新。

人教版八年級(jí)物理第四章第2節(jié)“光的反射”是通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)總結(jié)出光的反射定律，這是八年級(jí)學(xué)生第一次認(rèn)識(shí)在同一面的問(wèn)題，學(xué)生難以有自己的空間想象。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的部分主要是通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材和方法，形象直觀地呈現(xiàn)光的傳播路徑，同時(shí)更好地立體展示三線共面特點(diǎn)。

一、教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

課本中在引導(dǎo)學(xué)生探究光的反射定律時(shí)，首先利用圖1所示，把一個(gè)小平面鏡放在水平桌面上，再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線NO垂直于鏡面。使一束光貼著紙板沿某一個(gè)角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡反射，沿另一個(gè)方向射出。在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束入射的角度，多做幾次記錄每次光的徑跡。取下紙板，用量角器測(cè)量ON兩側(cè)的∠i和∠r，將數(shù)據(jù)記錄在表中。然后如圖2所示，把紙板NOF向前折或向后折，觀察在紙板上還能否看到反射光。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出光的反射定律：在反射現(xiàn)象中，反射光線、入射光線、法線在同一平面；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角。

二、實(shí)驗(yàn)存在的不足

教學(xué)實(shí)踐中，如果先安排學(xué)生在紙板同一平面上找到入射光線和反射光線，就等于讓學(xué)生先承認(rèn)反射光線、入射光線、法線在同一平面，然后再證明三線共面，這樣總是感覺(jué)有邏輯性問(wèn)題。如果按照教材的實(shí)驗(yàn)，光線必須緊貼著紙板，而且光線貼著紙板恰好照射到入射點(diǎn)時(shí)才能同時(shí)觀察到反射和入射光，這樣整個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見(jiàn)度低。

三、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

針對(duì)以上問(wèn)題，通過(guò)自制教具對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更形象、更直觀，從而幫助學(xué)生突破重難點(diǎn)、總結(jié)出光的反射定律。

【實(shí)驗(yàn)器材】小平面鏡、發(fā)紅光和綠光的激光筆各一支、兩個(gè)鐵架臺(tái)、一個(gè)較長(zhǎng)的較細(xì)棉線、透明膠布、雙面膠布、轉(zhuǎn)盤。

【改進(jìn)思路】

1.針對(duì)演示時(shí)光線可見(jiàn)度低的問(wèn)題，將小平面鏡通過(guò)雙面膠布固定在轉(zhuǎn)盤上，將細(xì)棉線中點(diǎn)固定在小平面鏡上（固定時(shí)必須用透明膠布固定，這樣才能按照要求進(jìn)行反射），細(xì)棉線的一端固定在一支激光筆的內(nèi)部，激光筆固定在鐵架臺(tái)上，細(xì)棉線的另一端固定在另外一個(gè)鐵架臺(tái)上，當(dāng)光從激光筆射出時(shí)，沿著棉線發(fā)出，通過(guò)棉線的反射可以很清楚地看到入射光線，不斷地調(diào)整入射點(diǎn)的位置，直到另一側(cè)的棉線上出現(xiàn)光，這就是發(fā)射光線。用一束與鏡面垂直的紅色激光作為法線，光線清晰對(duì)比可見(jiàn)。觀察到反射光線、入射光線在法線兩側(cè)。（如圖3所示）

2.三面共線是難點(diǎn)也是兩角相等的前提，所以證明三線共面要放到探究?jī)山窍嗟戎斑M(jìn)行。由于在反射現(xiàn)象中，當(dāng)反射光線、入射光線、法線三條光線不在同一平面內(nèi)時(shí)，我們從任何角度觀察至少能看到兩條光線。當(dāng)移動(dòng)鐵架臺(tái)和棉線的位置，從特定角度觀察到反射光線、入射光線和法線，就可證明它們?cè)谕黄矫鎯?nèi)。（如圖4所示）

3.探究光路的可逆性。一般教學(xué)中，光路可逆的知識(shí)學(xué)生僅僅通過(guò)作圖和兩名同學(xué)通過(guò)平面鏡觀察對(duì)方眼睛，進(jìn)行學(xué)習(xí)，缺乏感性認(rèn)識(shí)。我們可以讓紅色激光沿著一邊的棉線射向平面鏡，然后用綠色激光沿著另一邊的棉線射向平面鏡，這時(shí)會(huì)觀察到綠色激光的反射光會(huì)逆著紅色激光入射光方向射（完全重合），證明光路是可逆的。（如圖5所示）

四、效果及評(píng)價(jià)

1.通過(guò)對(duì)“光的反射”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)與創(chuàng)新，使光路立體呈現(xiàn)出來(lái)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更形象、直觀，更具科學(xué)性，能很好地幫助學(xué)生突破重難點(diǎn)（角相等、三線共面），加深對(duì)光反射定律的理解。

2.對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的光照情況要求不高，在一般教室通過(guò)棉線就可以很好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3.選擇紅色激光做法線，利用數(shù)學(xué)的共面性研究三線共面，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具立體感和科學(xué)性，且避免了邏輯性問(wèn)題。

（作者單位：安徽省宣城市第十二中學(xué)）