王成才

在初中物理教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的某些細(xì)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)是教師應(yīng)具備的基本技能之一。在北師大版初中物理教材中，“光的反射”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中規(guī)中矩，按照教材中的思路實(shí)施教學(xué)，可以順利地探究光的反射定律。但是如果深入研究這個(gè)實(shí)驗(yàn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)值得改進(jìn)與創(chuàng)新的地方。筆者試對(duì)自己的思路進(jìn)行闡述：

一、改進(jìn)與創(chuàng)新點(diǎn)

光的反射是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，其遵循的光的反射定律是通過探究實(shí)驗(yàn)得出的。光的反射定律有一段表述是“反射光線、入射光線和法線在同一平面上”，也就是我們常說的“三線共面”。教材中的實(shí)驗(yàn)在證明三線共面時(shí)，通常用一個(gè)可以沿中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的硬紙板或者現(xiàn)成的教具來完成。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這樣的操作看似簡(jiǎn)單，但學(xué)生卻不容易弄懂。最重要的原因就是，學(xué)生在完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)或者在觀察這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，來不及根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因此，筆者便將改進(jìn)與創(chuàng)新點(diǎn)落在這一環(huán)節(jié)上。

二、改進(jìn)與創(chuàng)新思路

筆者將改進(jìn)與創(chuàng)新思路確定在豐富探究過程上。大的思路包括兩個(gè)方面：一是讓學(xué)生看到“三線共面”的現(xiàn)象;二是讓學(xué)生看到“如果不共面就無法看到三線”的現(xiàn)象。這兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換需要有一個(gè)過程，以便讓學(xué)生在這個(gè)過程中有思考的機(jī)會(huì)。這個(gè)思考的機(jī)會(huì)實(shí)際上就是比較的機(jī)會(huì)，這個(gè)比較的機(jī)會(huì)越豐富，學(xué)生得出的結(jié)論就越牢固。

筆者針對(duì)光的反射定律實(shí)驗(yàn)中三線共面的證明，重點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象，也就是反射光線的探究進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新：

第一步思考是：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生研究反射光線只有一次機(jī)會(huì)，那就是可以對(duì)折的紙片在同一個(gè)平面時(shí)學(xué)生能看到反射光線，而旋轉(zhuǎn)之后學(xué)生則看不到反射光線。從邏輯的角度來看，這樣的實(shí)驗(yàn)步驟會(huì)給學(xué)生留下較大的想象空間，而空間一大，學(xué)生的想象結(jié)果反而比較多。

第二步思考是：能否使學(xué)生研究反射光線的步驟多出一個(gè)環(huán)節(jié)，從信息加工理論的角度來看，多出一個(gè)步驟，學(xué)生對(duì)反射光線及其規(guī)律的思維加工就更精一些，即所謂的“精加工”。筆者的思考是，在紙片發(fā)生旋轉(zhuǎn)、學(xué)生看不到反射光線之后，要讓學(xué)生確認(rèn)反射光線還在原處。只要做到這一點(diǎn)，學(xué)生在得出三線共面的結(jié)論時(shí)就會(huì)更加確信。

三、改進(jìn)與創(chuàng)新辦法

基于以上思考，筆者最初進(jìn)行的改進(jìn)是將實(shí)驗(yàn)裝置放在煙霧室中，以便讓學(xué)生能夠長(zhǎng)時(shí)間地看到反射光線與入射光線。后來發(fā)現(xiàn)這種改進(jìn)不僅增加了實(shí)驗(yàn)器材，而且操作起來也比較困難，因此這次改進(jìn)不算成功。

怎樣才能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到反射光線并沒有隨著紙片的偏折而發(fā)生變化呢？幾經(jīng)思考和嘗試。筆者進(jìn)行了第二次改進(jìn)與創(chuàng)新，具體步驟如下：

步驟1：選擇器材。除了必備的平面鏡、激光筆和固定激光筆的支架之外，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)可以三折疊的紙片（先左右對(duì)折，然后右邊部分上下對(duì)折）。

步驟2：實(shí)驗(yàn)操作。在上述操作中，先將三折疊的紙片豎直放在水平放置的平面鏡上，打開激光筆，使光線經(jīng)過紙片最左邊的部分并射向左右對(duì)折線與平面鏡的交點(diǎn)（入射點(diǎn)）。這時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)右邊的紙上也出現(xiàn)了光線，將右邊的紙轉(zhuǎn)向以后，上面的光線消失了。這一步操作與教材設(shè)計(jì)基本相同，而下面的操作就不同了。在以上操作的基礎(chǔ)上，將右邊可以上下對(duì)折的紙片的上部分向后翻折。這個(gè)時(shí)候可以看到，下半部分的紙片上還有反射光線，而上半部分的紙片上沒有反射光線了。

步驟3：總結(jié)歸納。以上實(shí)驗(yàn)歸納起來，實(shí)際上就是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，巧妙地將紙片右側(cè)進(jìn)行上下翻折，增加了一個(gè)對(duì)反射光線進(jìn)行研究的過程，也為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)深入研究和思考的環(huán)節(jié)。學(xué)生研究的對(duì)象是光線，將對(duì)折的紙片翻折以后，學(xué)生實(shí)際上是靠想象去認(rèn)識(shí)反射光線與入射光線以及法線之間的關(guān)系的，正是這個(gè)想象形成的表象，支撐了學(xué)生對(duì)三線共面的認(rèn)知。

通過這一系列操作，學(xué)生對(duì)光的反射現(xiàn)象有了階梯性思考，對(duì)得出的三線共面結(jié)論也就認(rèn)識(shí)得更加深刻了。以上過程也提醒了筆者，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新固然可以在實(shí)驗(yàn)器材上做文章，但是在綜合考慮操作的復(fù)雜性和改進(jìn)的效果之后，從實(shí)驗(yàn)思路入手也是個(gè)不錯(cuò)的選擇。