摘要：初中物理是以物理概念为基石，物理规律为主干而构成的一个知识体系，规律和概念的教学是物理教学的核心内容。建构物理概念，深化对物理规律的认识过程是培养学生科学素养的重要途径，本文以光的反射教学为例，通过光反射的空间模型建构，让学生自主形成对法线和反射规律的认识，从而提升学生的核心素养。

关键词： 初中物理      规律教学      核心素养

《光的反射》选自苏科版物理八年级，是一节概念型、规律型课。《义务教育物理课程标准（2022年版）》特别强调学生通过实验探究建构物理概念，深化对物理规律的认识，领悟其内涵及相互联系。因此在《光的反射》教学过程中，笔者注重给学生创设问题情景、突出问题导向、注重物理模型的建构，让学生亲身体验和感悟规律的探究建立过程，让学生从“被动接受者”转变成为反射规律的“主动发现者”，把培养学生学科核心素养落实到课堂教学中。

1、创设情境、设置问题引导激趣

在引入新课时，创设学生生活中熟悉的情境，引导他们观察实验现象，可使学生明确学习主题，快速进入学习状态。

教学片段1

老师演示：用一束光照到桌面上的平面镜，

学生观察天花板上的光斑。

   问题1：你看到天花板上的光斑了吗？能不能说说光斑是怎么形成的？

问题2：有什么方法能显示出此时的光路？请上讲台来试一试。

   这个环节的设计是基于学生在光的直线传播教学中已经对光的反射和显示光路有了解所以马上就能回答。教师只需要预设学生可能会提出的各种方法并且准备好相应的实验物品即可。课堂教学中发现学生思维活跃，利用自己提出方法并且验证可以大大地激发学生的兴趣。。                      

老师演示：把一块小镜子放到加湿器边上，打开加湿器周围产生水雾，用一束光照到这块小镜子上，观察光路如图1所示。（水雾把光反射时的光路清晰的显示出来，从不同的角度都能观察）

指导学生通过看到的现象结合物理课本了解光的反射现象，并且认识入射光、入射点、反射光、反射面等相关概念。

老师继续演示：在入射点不变的情况下，改变入射光的位置，请同学仔细观察反射光的位置变化你有什么发现？光在反射时是否有一定的规律呢？

设计意图：光的反射在日常生活中比较常见，学生有一定的知识基础。由于没看到反射时的光路，所以对光的反射没有直观的认识。通过加湿器使光路可视化，操作简单，实验现象清晰，容易使学生建立相关的概念，也为下面的探究奠定操作基础。

2、 巧妙设计物理实验，自主探索引导猜想  

由于条件的限制，演示实验一般在讲台上完成，有些学生看不清楚会增加学生理解实验的难度影响教学效果。改进实验器材利用身边的常见材料自制教具让学生通过自主的探究活动，动手实验，再次近距离观察光反射时的路径，不断的尝试改变实验方法，即丰富了学生的学习体验，又为猜想光的反射规律提供了证据.

教学片段2

老师介绍：用加湿器的水雾可以清晰显示光路，为了方便实验我给大家提供一个自制教具，也能达到同样的效果，请同学用桌上的装置如图2所示完成任务（学生装置用的是有烟雾的塑料瓶，小平面镜背面贴有双面胶粘在瓶内指定位置，由于密封性好可在较长时间内使用）。                                                                                                  

学生按要求完成下列任务，体验光的反射现象。              

（1）识别入射光、入射点、反射光。                                            

（2）入射点不变从多角度照射平面镜，观察什么情况下入射光与反射光重合？    图2

（3）入射点不变当入射光从与反射光重合的位置偏转一定的角度时，反射光的方向怎样变化？                                          

老师：说说你们的发现？

生1：垂直入射时两条光线重合。

生2：入射光偏离重合位置反射光线反方向也偏离此位置。

生3：一条入射光线对应一条反射光线

生4：反射光线和入射光线是轴对称图形

生5：反射光线和入射光线到平面镜的夹角相等

生6：入射光线反射光线在同一平面内。

老师：通过大家细心的观察有了很多有价值的发现，有些有待验证。

设计意图：三个有层次的设计让学生充分感受光的反射现象，进一步感悟反射光线与入射光线有一定内在联系。学生通过多角度的感受，入射光与反射光重合、从与反射光重合的位置偏转较容易感受到光线的对称也为法线的引入提供基础 。使学生初步具备依照证据形成自己的看法。给学生自主探究留出空间，引导学生自主探究，不仅激发了学生的学习兴趣，还激起了学生求知的欲望。这样符合学生的认知层次，尊重学生的思维方式。

3、构建模型、提升科学思维

光线是一种理想化的物理模型，经自主探究学生头脑对光的反射规律有初步的认识，但不全面不科学甚至有部分是错误的认知。通过展示建构光的反射模型，纠正他们的错误认知帮助他们建立正确的物理观念。在物理模型的建构过程中，不但可以让学生体会运用物理思维方式正确理解物理规律的重要性，还可以培养和提升学生科学的思维方法。

教学片段3

老师：根据实验观察到的现象，用泡沫表示平面镜，带有箭头的竹签表示光线，模拟光反射时的光路。

学生对入射光和反射光与平面镜的夹角关系是没有异议的，但是两条光线组成的平面与平面镜的位置关系是模糊的，所以出现了两种不同的模型。

学生1：展示如图3

学生2：展示如图4                                                        

由于初二学生还没有学到有关平面的几何知识，不了解入射光线和反射光线相交于入射点，它们肯定在同一平面内，也不会把这个平面表示出来，通过引导学生用纸板紧靠在竹签上，把两条光线所在平面呈现出来如图5，即方便又直观。

老师：入射光线和反射光线组成的平面和平面镜的位置有何关系呢？                

学生3：我觉的应该垂直，并且用纸板紧靠在竹签上如图6。                            

老师：用现有的实验装置能证明你的想法吗？还需要哪些器材？

由于塑料瓶太小，纸板放不下，又缺少测角度的器材显然是无法完成的。

设计意图：科学探究的过程并不是一帆风顺的，在探究过程中出现的错误、偏见是常见的、正常的，要合理的提炼和引导。通过建模过程可以使复杂问题简单化可视化，教师有步骤有层次的引导学生利用模型来认识光的反射，让学生在问题解决中体验和感悟，不断促进思维的发展。

在光的反射规律中法线的概念及其重要，它反应了入射光和反射光的空间对称关系，

促进学生对法线概念自我发现、自主建构是教学的难点，那么如何突破呢？

教学片段4

老师介绍：自制烟筒教具如图7，透明的亚克力圆筒底部放入平面镜，筒盖上有槽可以插入塑料板和自制直角三角板，圆筒两侧装有可固定激光笔的支架。为了方便观察光路所在平面，透明塑料板四周贴有红色胶带老师：如何用上面的器材验证你们刚才的想法呢？

经过讨论学生用激光笔照射平面镜，调节塑料板的位置当入射光和反射光都呈现在塑料板上时，用自制的直角三角板紧靠在塑料板上如图8可以证明他们是垂直的。

老师：请根据观察到的现象，在纸板上画出光路，把纸板固定在泡沫上。

学生：把光路画在事先准备好的纸板上，并固定在泡沫板的卡槽内如图9。

老师：其它位置是否也有同样的现象呢？

在反射面和入射点不变的情况下，改变入射光的位置，学生继续观察并画出光路。在老师指导下把三张画有光路的纸板组合起来如图10（每张纸板上都有卡槽）

光的反射是空间立体图形，三张纸板的组合清晰的显示他们与反射面空间位置关系。

老师：观察三个面的公共部分有何特点。

经过前面的铺垫学生思考讨论，学生发现三个面的公共部分是一条直线如图11，这条直线垂直于泡沫板如图12，并用三角板验证。

老师：过同一入射点的所有入射光线和对应的反射光线组成的平面，都通过同一条垂直于平面镜的直线。为了方便描述光反射时的规律，我们把这条特殊的直线叫做法线，解释法线意义，同时介绍入射角、反射角。     

老师：通过刚才的活动能得出哪些结论呢？

学生：反射光、入射光、法线在同一平面内，反射光线入射光线分居法线两侧

设计意图：法线概念的建立是本节课的难点，在以往的教学中是通过信息快递的形式出现，老师也不做过多的解释，这样做学生缺少深入的认识和理解，只能机械的记忆。通过问题的引导、合理建模，帮助学生建构法线的概念，即提高了学生的分析能力、观察能力、实验的操作能力，又使学生领悟模型建构是研究物理的重要方法。

4、小组合作实验探究、养成科学态度

进行实验是搜集证据的必要过程，设计探究实验方案是进行实验的核心，也是学生思维和行动的动力。在这个过程中需要考虑实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据及现象的记录方式等问题。教师要尊重学生已有的知识和经验，根据学生的认知特点和思维水平，让学生沿着自己的思维方式展开探究，适当地加以引导和点拨使学生体验物理规律的发现过程，促进学生学会学习。

教学片断5

老师：把竹签插在泡沫上模拟入射光线如图13，请同学用另一竹签确定反射光线的位置，并说出这样做的依据。

学生展示做法，首先确定法线的位置如图14，然后确定反射光线的位置如图15。

他们在同一平面内，反射角等于入射角但也有同学说入射角等于反射角。老师：如何证明两个角度相等呢？

学生交流讨论：1、采用什么方法显示光路更便于本次实验？2、如何测出反射角和入射角？3、设计实验数据记录表格。

学生进行小组合作实验获取实验数据。

老师：入射角与反射角大小关系，你们觉的两角度相等哪种说法合理为什么？

学生讨论认为反射角等于入射角的描述合理，因为先有入射光再有反射光，反射角是随入射角的改变而改变的。

设计思路：通过完善光的反射模型这个有效情境的创设，为学生搭建了一座桥梁，讨论实验方案时，让学生在小组内通过对设计的一系列递进的问题进行思考和讨论，最终可以确定研究方案选择合适的实验器材。教师在肯定学生的方案后，介绍如图16所示光的反射演示仪器。（光源装有扩束器）学生很容易理解和接受并且能很好地利用这个仪器进行实验及收集数据，培养学生科学探究的能力和具有利用证据进行实验得出结论的意识。。

总之，本节课的重点是光的反射规律，难点是法线概念的建立，虽然课标没有对法线概念的提出明确要求，但是在描述光的反射规律时法线意义重大，起到关键的桥梁作用。传统的探究教学往往直接给出实验器材，然后介绍器材特点和使用方法。由于学生缺乏相关的知识与经验，对为什么要这样做缺少深入的认识和理解。教师要基于课程标准，结合学生实际，创设有效的情境和问题，以科学思维为核心，科学探究为方式，帮助学生建构物理概念，深化对物理规律的认识，领悟其内涵及相互联系，将知识的传授与培养学生的核心素养统一起来。

参考文献：

[1] 中华人们共和国教育部.义务教育物理课程标准(2022年版) [S]北京：北京师范大学2022

[2]李晓明 .问题与任务齐驱动  素养与技能共提升[J]物理之友,2021(7)

[3]洪从兵 .初中物理教学中如何让学生体验[J]中学物理教学参考,2014(3)