光的反射规律探究的逻辑顺序探讨 论文.docx

关于初中物理实验探究光反射规律的逻辑顺序的思考摘要：教师针对物理规律探究的教学首先应该研究学生的认知心理和了解知识储备情况，以此为基础优化教学设计，尤其应注重实验探究过程的逻辑顺序与学生的认知过程相统一，注重问题的设计能激发学生思考的积极性及相关学科的融合，从而以严谨的逻辑顺序帮助学生把握规律的发现过程及其深刻理解物理规律本质。让学生感受科学的严谨性，助其形成正确探究物理规律的思维方法。关键词：物理实验逻辑顺序光的反射物理作为一门以实验为基础的科学，在实际教学过程中，实验教学往往是教师在授课中最主要的手段之一，尤其是面对才刚刚接触物理的初中学生，因为相关知识储备的缺乏导致他们对于很多物理现象的认知比较狭隘，对于物理学习方法的掌握和新学的物理知识的理解存在一定的适应期，而实验往往能让学生有更直观的感受，同时能激发学生的学习积极性，有助于他们加深知识的理解。但是，在实际实验教授中，由于教材的设置或是老师的理解不同，很多老师忽视了实验探究过程的逻辑顺序，往往将探究性实验转变成了验证性实验，导致学生只是被动的接受了书本上的物理知识，而并没有让学生体验到实验探究的过程，也无法体会到探究真知的乐趣和理解实验所体现出来的物理知识。这与目前所倡导的在核心素养指引下的物理教学所要达到的目的存在极大的冲突。下面我以人教版八年级物理上册第四章第二节"光的反射为例，谈谈实验教学过程中注重实验逻辑顺序与学生认知过程相结合的重要性和必要性。一、教材中对于光反射时规律的探究过程存在的问题在人教版初二物理教材中，对于"光的反射''的学习，教材首先是根据“一束太阳光照射到课本反射到小女孩的眼睛里”的例子引出光的反射的定义，接下来介绍了入射光线、反射光线、入射点等相关概念，然后提出问题：光反射遵循什么规律呢？也就是反射光沿什么方向射出？在接下来的实验安排里，教材给出了相关器材和实验步骤：1、把一个平面放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。2、使一束光贴着纸板沿某个角度射到0点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光Eo和反射光OF的径迹。改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板，用量角器测量ON两侧的和，记录数据在表格中。3、纸板ENF是用两块纸板连接起来，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上还能看到反射光吗？由此，得到实验规律。在实际授课中，很多教师会依赖教材的这种编排顺序，容易把这种探究性实验变成验证性实验，只是简单的验证了“两角相等"和"三线共面，而忽视了本实验的目的是寻找反射光沿什么方向射出，失去了探究的本质。学生在这其中很难体验到寻找“反射光”的过程，从而对实验结论也没有更深刻的理解。其原因主要是很多老师对该实验探究过程的逻辑顺序没有把握好，导致“法线”、“入射角”、“反射角”等物理概念直接教授给学生，实验结论的得出太过简单。例如：本实验的实验目的比较明显，就是为了找到反射光沿什么方向射出？教材中的探究过程是直接先在平面内找到入射角和反射角的关系，然后前后折纸板延伸到空间角度。这种先“平面后”空间的逻辑顺序与初中学生的认知心理不相吻合，而且在这过程中容易直接给出“法线”、“入射角”、“反射角”的概念，没有解决为什么要引入“法线的概念，导致学生对于法线的作用没有理解，也会导致学生后期对于入射角和反射角判断埋下了隐患。这里就只有知识的强行灌输，没有思维的发展和物理概念的构建过程，学生往往都是先知道实验结论再去验证，失去了实验本身的探究性。基于上述分析以及物理教学要遵循调动学生参与实验探究过程的积极性和发展思维、培养动手能力的理念。要想充分发挥该实验的探究性和帮助学生构建物理概念、加深物理概念的理解。我对该实验进行了如下改进：二、我的改进方案：为了克服把“探究性"实验变成"验证性"实验，我想最重要的是注重实验探究过程的逻辑顺序，通过问题和活动的设计，让学生对所探究的问题逐步产生探究的兴趣，激发探究的欲望。最终体验整个探究的过程，获得思维能力的发展。具体过程如下：活动一：将平面镜放在水平桌面上，用激光笔照射平面镜反射到墙上得到光斑。设问一：如何看到入射光线和反射光线？反射光线沿什么方向射出？目的：利用该活动激发学生学习积极性，开动脑筋。学生通过之前的学习，可能会提出利用水雾或者烟雾来显示入射光和反射光，并观察反射光线的空间位置，教师引导学生观察实验现象提出合理的猜想：反射光线可能与入射光线在同一平面内。同时老师在此基础上提出实际实验时上述显示光线的方法不好操作，接着引导学生通过教材的预习提出更直观的方法来显示光线，从而解决实验器材"为什么实验中要用纸板。活动二：利用教材中提供的实验装置，使一束光贴着纸板沿某个角度射到。点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹，把纸板NOF向前折或向后折，在纸板上还能看到反射光吗？目的：通过此活动的设计，让学生利用实验装置，理解入射点的概念，找到反射光的空间位置是与入射光在同一个平面内，具体在什么平面内呢？这个时候自然引出“法线”的概念，即入射光线和法线所确定的平面内，这是数学知识两条相交直线能够确定一个平面在物理学习中的应用。让学生体会到“法线”的作用，也让学生体会到数学学习在物理学习中的重要作用。同时，让学生按照相同的操作步骤改变入射的角度进行多次实验，同样画出入射光线和反射光线，为进一步探究反射光在该平面中的位置关系做准备。这种先"空间再到"平面”的探究顺序符合学生认识客观规律的心理。设问二：通过观察纸板上画好的入射光线和反射光线，想想两者的偏向有什么关系呢？目的：学生通过作图观察，很容易发现反射光线和入射光线与镜面的夹角关系，即相等或相加为180。设问三：什么是入射角和反射角呢？有什么关系呢目的：学生通过讨论，可能会提出入射角、反射角是入射光线、反射光线与平面镜的夹角。教师引导学生利用数学知识理解入射光线、反射光线与平面镜的夹角实际上分别有两个角，即一个锐角和钝角，这就无法明确两角的关系。这个时候再次强调“法线”的作用，即规定入射角、反射角是入射光线、反射光线与法线的夹角，这个角是唯一的。活动三：让学生测量反射角和入射角，总结规律。目的：通过角度的测量可以直接得到反射角等于入射角。从而达到反射光沿什么方向射出的实验目的。由此：通过实验探究，学生就能总结出该实验所体现出来的规律，即：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。三、实验反思在上述实验的改进方案中，学生明确了实验目的：反射光沿什么方向射出？体验了整个探究过程，先把反射光从空间确定在了一个面上，再从平面内确定了具体偏向问题。真正实现了探究而非验证结论，使学生的思维能力，动手能力，合作探究能力得到发展。探究过程中实现了相关物理概念的构建，实现了学生在核心素养要求下对于物理学习的要求。在此过程中，对于“法线”、“入射角”、“反射角”概念的提出及作用也能容易让学生接受、理解。实现了物理概念的构建而不是灌输，实现了实验的探究而不是验证，遵循了客观规律发现过程的逻辑顺序。相信学生通过亲身体验实验探究的全过程，思维得到了发展，并能将此思维迁移到类似问题的学习上。参考文献:庄慧锋.关于光反射规律的研究