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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

数理化解题研究 2021年8期
关键词:光屏入射角光线

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.

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