教科版五年级上册《科学》第二单元“光” 的第四小节《光的反射》实验设计

光的反射实验设计
一、实验介绍
(一)使用教材
教科版五年级上册《科学》第二单元“光” 的第四小节《光的反射》
(二)实验器材
1. 演示实验：3D魔幻镜；自制三维光路演示器、平面镜、激光灯、蚊香、打火机；成像物（独角兽卡通玩偶）；白纸、记号笔、量角器、成像物（卡通玩偶）、自制三角形万花筒、自制四边形万花筒。
2. 学生：平面镜、彩笔、白纸。
(三)实验原理
1. 光的反射定律：反射光线与入射光线与法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在发现两侧；反射角等于入射角。
2. 镜面反射：平行光线经洁面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面）。
(四)教学目标
1. 科学概念：通过实验演示和学生自主探究实验，让学生学习光的反射定律、镜面反射知识。
2. 过程与方法：按照说明正确进行实验操作；制作简易万花筒。
3. 情感、态度、价值观：认识自然事物的变化是有规律的，人们掌握了自然规律可以更好地生产和生活，在实践中不断创新。
(五)教学内容
1. 光的反射：便于描述光的反射现象，理解入射光线、反射光线和入射点的概念。
2. 三线共面：直接观察反射光线、入射光线法线在同一平面内。
3. 镜面反射特性：直接观察物体和虚像左右相反、大小相等。
（六）教学过程
1. 设疑激趣——课伊始、趣即生
根据学生已有的生活经验和基础知识，提出和光有关的问题，引出学生对光的反射现象的思考，激发学生兴趣。
2. 实验探究（探究光的反射定律）——课深入、趣渐浓
①观看电影“赤壁”中“回光阵”的片段，引出光的反射现象；
②演示实验1:光的反射，用自制教具呈现光的反射现象，精确描述，总结定义“光的反射现象”和相关光路图的概念，并引发猜想——反射角等于入射角。
③演示实验2:三线共面，教室演示三维光路演示器，单眼观察特定角度看上去三线重合，推导反射光线、入射光线和法线在同一平面。
4演示实验3:镜面发射，教室通过展示卡通玩偶独角兽在平面镜成像图，总结镜面反射特性：大小相等，左右相反。
3. 学以致用——运用光的反射
经过以上实验，学生对光的反射定律有了一定理解，教师进一步提出问题，引发学生对生活中反光现象的思考，使学生的思维更加活跃。
4. 拓展——神奇的万花筒
演示两面镜子反射多次后成像的实验，讲解不同角度下，平面镜的光反射现象，展示三角形万花筒、四边形万花筒观察到的图案。
5. 动动手——闯关游戏
闯关游戏一（看不见的密码）：游戏规则：计时30秒，将镜子反射看到的数字密码还原成正确的数字写下来；闯关游戏二（我是大画家）：游戏规则：参赛者看着镜子的反射，来给胸前的花朵涂色，看谁涂的又快又正确。
6. 课程总结
最后进行全课总结，让学生对本课知识有更深的理解和记忆，同时鼓励学生努力学好科学知识、认识更多的现象和规律，在学习中做一个有心人。

二、实验创新点
三维光路演示器的创新要点：因为光的传播知识的教学中，光路的一般情况下不可见，所以设计了这个教具。它具有直观、多功能、易操作的特点，有利于提高教学效率。
具体实验创新点：
1.
光路可见：在进行光路演示实验时，本着节约，环保，取材方便的原则，使用塑料饮料瓶模拟光线在空气中的传播。光源采用强激光灯照射。强激光能使光路更加明亮，便于观察。在桌面上（图1）镜面上（图2）光路并不清晰，只能看到激光点，不能看到光线。灵感来源：演唱会的雷射光在有舞台烟雾的现场，光线更明亮清晰。为了能观察到清晰稳定光线，我用蚊香随时补充烟雾，烟雾密闭在固定空间内能迅速扩散并均匀分布在饮料瓶中，在桌面上可以呈现出光线反射路线（图3），但是光路太淡，不易观察。由于镜面长久光洁，为了达到更好的反射效果，在镜面上光线反射路线图（图4）最清晰，光路清晰明亮稳定。并且随着入射角的改变能够看到光线好像在动。
图1
图2


图
3
图
4

2. 三线共面：可旋转，多角度观察。解决原有器材虽然可见，但入射光线、反射光线不在同一平面的困惑，还加入了法线实现三线共面的直观展示。
3. 有趣的两面镜
创新点：为了充分帮助学生理解光的反射，借助两面镜子形成一定的夹角，夹角中物体的光线在两面镜子中多次发生反射，形成多个虚像，引发学生对光的反射的思考以及物理现象的兴趣。
实验说明：镜子为易碎品，且边缘较为锋利，该实验仅供教学演示；活动前要铺垫关于夹角的问题，可设置夹角符号道具，帮助学生理解夹角的问题。
实验材料：两面镜子、夹角符号道具、卡通道具
实验步骤：将两面镜子垂直于桌面，放置于夹角符号道具上，初始夹角为120度；卡通道具放置于两面镜子夹角中间，观察镜中卡通道具成像；
依次缩小两面镜子间夹角，观察不同夹角情况下镜中成像个数，要求学生做好记录。
图5 图6
图7 图8