1、探究光的反射的改进实验名称：探究光的反射规律实验类型：学生分组探究实验教学目标：通过自主探究活动来认识光的反射现象能自主总结出光的反射规律，理解反射光路是可逆的。重点：探究反射光线与入射光线的位置关系通过实验说明反射光路是可逆的实验器材：激光手电，平面镜，白纸，量角器，直尺，铅笔，泡沫塑料，三根竹针（用双面胶粘上箭头表示光的传播方向）设计思路：按照“观察建模猜想设计验证总结”的思路逐一展开。具体思路如下：首先在观察的基础之上，通过建立模型让学生对反射光线的位置提出合理的猜想，然后通过学生自主合作探究验证猜想，最后再利用模型帮助学生总结并理解光的反射定律。本节设计说明：11本节课中由于光线是看不
2、见的，加之学生缺乏立体几何的知识，所以关于反射光线与入射光线的空间关系，学生不好想象，或者学生虽然在脑海中有自己的想象，但往往不知如何描述。建立模型，既能丰富学生的想象，又便于学生描述。22在设计学生实验探究时，教材原来的实难实际操作很困难，实难困难主要表现为：一是一般纸板不容易竖直立在平面镜上，立起后难以做到平整，若采用厚纸板进行实验，全体学生的探究实验成本会较高；二是实验时测量角度不方便，学生难以单独完成实验。考虑到这些困难，我对本实验进行了一些改进：把原来纸板竖放在平面镜上，改进把平面镜竖放在白纸上，把竖放的纸板向前后折改为平放的白纸向上下折，解决了纸板不容易竖直立在平面镜上，立起后难以
3、做到平整的困难，研究光路可逆也比原来方便，操作简单，学生完全可单独完成本实验，成本很低；同时对描画光线的方法进行了改进，把原来用笔描出竖直放置纸面上入射光和反射光的径迹方法，改进为在水平白纸上先在光线上描点后连点画光线再量角度，操作方便，节省时间。实验教学过程：一、引入课题：演示1：将一束光斜射入放在水平桌面的平面镜上，看天花板上有一个光斑师问：激光笔发出的光，是怎样到达天花板的呢？你能描述一下这个过程？演示2：转动一下入射光线的方向，观察到反射光线的方向也发生转动师：这说明了反射光线与入射光线的位置是有关的。 【说明】通过小实验引导学生在轻松、愉快的气氛中，进入物理情境，激发学习兴趣。为下步
4、建立模型提供感性支撑。二、建立模型提出猜想活动：寻找反射光线1.下图所示的模型，泡沫塑料的上表面表示反射面，两根竹针（用双面胶粘上箭头表示光的传播方向）分别表示入射光线和反射光线，先把表示入射光线的竹针插在泡沫塑料上，再垂直于泡沫塑料的上表面插入一根竹针（同时向学生介绍这是为了方便描述反射光线和入射光线的位置关系，而确定一个参照物，我们叫它法线，入射光线与法线的夹角叫入射角，反射光线与法线的夹角叫反射角）。要求学生根据自已的猜想，在模型中把反射光线表示出来。【说明】通过建立模型，既能丰富学生的想象，又便于学生描述。明确“法线”、“入射角”、“反射角”是为了准确描述光现象的需要而引入的，学生易于
5、理解，印象深刻。学生在确定反射光线位置的过程中遇到困难，就会促进学生思考光在反射时可能遵循的规律，作出猜想假设，明确实验目的，确定探究方向。2.让学生展示各小组合作学习的模型，有的“反射光线”与“入射光线”所在的平面与泡沫板的上表面垂直；有的“反射光线”与“入射光线”所在的平面与泡沫板的上表面不垂直；有的反射角和入射角相等；有的反射角和入射角不相等。总结：学生展示的猜想涉及到两个方面的问题“三线”的位置关系和“两角”的大小关系。【说明】本环节中各小组利用模型展示小组讨论成果，加深学生对光的反射现象（包括对入射光线、反射光线、法线等概念）的理解。并依据模型大胆猜想，这是求知的起始，也是教师展开教
6、学的最好开端。抓住这个时机，引导学生尝试着应用实验探究的方法学习知识乃至创新，是帮助学生尽快步入自主性学习轨道的极好途径。这也是重视实验情景设计的价值所在三、设计实验师：要探究光在反射时“三线”的位置关系和“两角”的大小关系，同学们应思考下列问题：（1）形成一个完整的反射光路，需要哪些器材？（2）怎样把看不见的入射光线和反射光线显示出来？（3）如何把光线的传播路径保留在纸板上以便研究？（4）实验时要多次改变入射光的方向、角度进行实验，请设计一个表格，以方便记录入射角和反射角的大小。【说明】通过一系列问题启发引领学生自主设计实验，充分发挥学生的主体地位，培养学生设计实验的能力。四、进行实验：探究
7、一：反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内1、在白纸中部用刻度尺画两根互相垂直的直线，其中一条画成实线，标上MN，供竖放的平面镜下边放置使用；另一条画成虚线，在两线相交处标上O点，虚线一端标上N，ON作法线使用。2、把平面镜用支架竖直立放在水平桌面的白纸上，使平面镜下端与纸上MN线重合。把激光光源放在白纸上某处，让光对准O点照射，此时在白纸上会出现两条光线路径，即出现入射光线和反射光线，观察到反射光线和入射光线分居在法线两侧。3、 把白纸沿法线ON折成两半，以ON为界一半平放在桌面上，另一半垂在桌沿下，用一手把平面镜沿MN竖直立放在桌面白纸上，把激光光源放在白纸上对准O点照射，此时在白纸上只
8、出现一条入射光线路径，没有出现反射光线，然后用另一手把桌沿下的另一半纸拉起使之与桌面上的一半纸在同一平面上，此时在白纸上又同时出现入射光线和反射光线，说明反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内。探究二：反射角与入射角的关系把白纸平铺在水平桌面的中央，平面镜用支架竖直立放在白纸上，让光对准O点照射，然后用铅笔在两条光线上分别描出点A、A；再改变光束的入射方向，重做两次，分别在纸上描出点B、B和C、C。2、移开平面镜和光源，用刻度尺把AO、BO、CO及OA、OB、OC连成直线，标上箭头，即画出了实验中的各入射光线和反射光线，标出对应的入射角和反射角，然后用量角器把量得的入射角和反射角大小填入事先
9、准备的实验数据记录表格中，可发现反射角等于入射角。探究三：反射光路是可逆的重新把整张白纸平放在桌面上，按步骤2把平面镜装好竖直放在白纸MN上。把激光光源逆着原来的某条反射光线（比如OB）对准O点照射，此时发现光线逆着原来的入射光线（BO）射出，说明光路是可逆的。【说明】通过本实验改进，操作很简便，直观又省时，学生都能单独很好地完成探究任务，得出探究结果，学生探究实验效果大大增强。让学生在实验时应多次改变入射光线的方向，看看是否能够总是得到相同的规律，向学生渗透“多次实验可以增加实验结论的可靠性”的意识五、总结得到结论13组织全班学生交流探究成果24出示学生展示猜想时用的模型：现在你能正确地确定出“反射光线”的位置吗？学生根据光的反射定律，利用量角器，在模型上插上“反射光线”。让学生到前台展示，并说明是如何确定出“反射光线”位置的。【说明】采用这种方式的展示交流更有利于学生理解光的反射定律。
