由光的反射教学设计引起的思考
叶菲菲
摘? ?要：探讨了探究光的反射实验中法线的引入问题，从探究光的反射定律到预测反射光的位置，进行了初中物理实验的创新，提高学生学习兴趣。
关键词：物理探究实验;实验创新与实验教学;知识起源;数学与物理结合
在信息爆炸的今天，站在巨人肩膀上的我们总是很轻易的可以获取一些物理知识，比如光沿直线传播，比如月亮不是光源，只是反射太阳光等等。而关于知识最初的起源往往被大家忽略，而在我们平时的课堂教学中，经常也把这类知识当做是理所当然的生活常识，直接抛给学生，未加以解释。这就导致了在某些课程教学上，比如光的反射，学生能够知道这个定律，懂得用这个定律，却不知道为什么会这样设计探究实验，为什么会有法线的定义？人们在对光学的研究过程中最初经历了什么样的过程？在沪科版初中物理八年级教材中，探究光的反射定律上书本实验预设了反射光线，入射光线与法线所在的平面与反射面垂直，这与学生的认知过程有一定的冲突。针对这个问题，结合物理学史中前人对光的思考，在本节课的设计中创新提出变“探究光的反射”到“如何准确预测反射光的位置”，通过对反射光线位置的预测来总结光的反射定律。从知识的源头区引导学生思考，并让学生真实的感受到物理知识是有用的。法线的提出是本节设计中的最大亮点，先通过模型的建立预测反射光线的位置，由此可猜想入射光线与反射光所成的平面与反射面垂直。在经过多次实验观察，让学生总结得出，对于同一个入射点，在立体空间上改变入射光的角度，反射光与入射光所成的平面总是经过经入射点与反射面垂直的这条线，利用这条线我们就可以准确预测出反射光所在的平面，由此为了研究方便我们将这条线定义为法线。这样数理结合的方法引入法线，自然顺畅，符合学生的认知规律。
基于上述思考，本人在“光的反射”授课过程中采用以下方法。
1? 重现知识起源
光，光源，光的反射，在学生生活中都有粗浅的认知，在教学设计中，本人由光学发展史引入，介绍两千多年前人们对光反射的思考：（1）两千多年前，古希腊安克杜比勒斯：我们能看到物体是因为眼睛发出的光线碰到物体。（2）一千多年前，世界光学之父艾尔哈森提出：我们能看到物体是因为外界光线通过空间直线进入我们的眼睛。介绍世界上第一个光学实验室：地牢，金属碗，阳光。通过了解光学发展历史，重走人类对光反射现象的思考，模拟暗室实验，立马吸引学生，引发他们的探索欲望。让学生经历知识的获知过程，加深理解，引发学生学习物理的兴趣。
2? 關注法线的引出
在我们实际教学中，法线，力臂等辅助工具的引出一直是教学过程的难点。书本实验设计存在本末倒置的嫌疑，例如法线的引入，学生存在问题是为什么要引入法线？法线存在有什么意义？针对这些问题，本人在备课过程中查询各种资料，始终无法得到权威的解释，于是本人决定由知识的起源来设想这个问题，前人在研究过程中碰到了什么困难，需要用法线来辅助呢？
在教材中光的反射实验设置中，一开始就将入射光，发射光，法线既定在与反射面垂直平面内，而光的反射应该是一个立体的实验，于是，本人对光的反射实验进行了微调，调整如下：
（1）建立光的反射模型
让学生通过两支竹签（分别代表入射光，反射光）一块泡沫板（充当反射面）展示对光的反射进行猜想，器材如图1所示，将光的反射的三维形象直观的展示出来，用模型描述学生相关猜想。
（2）初步探究光的反射（确定入射光与反射光所确定的平面与反射面垂直如图2所示，在未知反射面的情况下，定义法线，利用法线与入射光确定的平面可以确定发射光所在的大致位置）
在烧杯中装有适量牛奶水，杯底放置小平面镜（实验装置如图3），用激光笔观察牛奶水中入射光与反射光的位置关系。学生通过观察到的现象调整泡沫板上猜想的反射光线位置。引导学生归纳总结两个面的位置关系。学生可以顺利得出入射光与反射光所确定的平面与反射面垂直。
利用立体模型演示，经过多次实验引导学生发现：当入射点不变，改变入射光位置，入射光与反射光所形成的平面一定经过一条线，即过入射点与反射面垂直的线，为方便研究，定义为法线。如此引入法线自然流畅。解决了法线引入突兀的问题。在教学过程中可以明确的指出，两条交叉的直线确定一个平面，在未知反射面的情况下，利用法线与入射光确定的平面可以确定发射光所在的大致位置。
（3）再探光的反射（怎样准确预测反射光的位置）
通过上面的研究，在学生得到三线共面的结果后将立体的实验改为平面的，方便学生进行探究活动。实验装置如图4。
在实际教学过程中，学生基本能较好自主的完成探究。光学发展史让学生重走人类对光的反射的思? 考，体现知识的获取过程，取得良好的效果。在以往的教学过程中，经常更重视的是探究结果的获得以及用物理解释生活现象，而忽视了这个知识最初的获取途径，人类对这个问题的思考进程。通过这节课的思考，在之后的教学中应更注重知识的获取过程，培养学生的科学思维能力。
