“光的反射和折射”实验教具改进

原教具不足

此次教具改进是基于三个版本教材，教材中的三个原型教具的不足之处在于：

在研究光的反射时，要用手固定两面及以上的镜子，这样就比较费人力；将白板纸立在平面镜上时费人力，也不能保证白板纸是完全垂直于平面镜的，还不好控制入射角。

操作麻烦，耗时耗力。知识点分布广，每个知识点要通过不同的教具才能实现，在教学中学生可能会出现教具记混的情况，不能直观地区分折射与反射的区别。

教具材料

激光束光器、木板、打印有量角器的纸板、直线刻度贴、激光笔及旋转支架、亚克力盒、多功能镜（平面镜、漫反射镜、镜面反射三合一）、合页等。

教具改进

本教具能同时探究光的反射、光的折射和平面镜成像等，主要由反射装置、折射装置、平面镜成像装置这三个部分组成（如图1）。

用木板制作一个倒T形底座，将打印有量角器的纸板安装在底座纸板最上端，把刻度圆盘上半圆一分为二，在半圆中间安装两个合页，一半用热熔胶固定在下半圆上，另一半可以进行180°旋转。在支架上放置平面镜和多角度反光镜，可以探究光的反射定律。

在支架上放装水的盒子，就可以探究光的折射，还可以探究光在不同介质中传播和光路可逆现象。

用合页将两块贴有刻度的木板连接起来，再将合页固定在木板上，让两个木板在同一水平面上。将固定好的木板用图钉固定在反射装置下半圆上，这样既不影响对光的反射的探究，还实现了对镜面成像的探究。操作时只需把木板向后旋转，放平木板就可探究平面镜成像（如图2）。

教具功能

1.探究光的镜面反射

先将圆盘上的载体移动到圆盘中间，放上多功能镜；再把激光笔夹在圆盘上方并打开，ON是法线，让红光沿着某一角度射到O点，经平面镜反射，沿着另一方向射出；改变三次入射角度进行观察，并把实验数据记在活动记录表上，对比入射角与反射角是否相等（如图3）。

2.探究光的漫反射

把多功能镜翻转到漫反射镜面，重复三次反射操作，从实验现象中可以发现：当反射面不同时，平行的入射光线经凹凸不平的表面反射后，反射光线射向不同方向（如图4）。

3.探究光的折射

在柱子上放亚克力盒，把反射装置的刻度盘作为背景，用来调整折射角度。往亚克力盒里装满水，调整好激光笔的射入位置，这时可以看到光的传播方向出现了偏转（如图5）。把亚克力盒里的水倒出一半，再注入食用油，射入光线，可以清楚地看到，光线在每种不同的介质里的偏转角度不同。在原来的基础上增加一个实体玻璃，同时向水中、玻璃中、空气中射入光线，可以清晰地看到光在三种不同介质中的折射角度不一样。

4.探究平面镜成像

把右边刻度盘向后旋转，放平木板，把平面镜移动到合页处，在平面镜前点燃一支蜡烛，在平面镜后面放一支点燃了的蜡烛，使其与平面镜前的蜡烛重合，观察两支蜡烛到平面镜的距离是否相同（如图6）。

教具优点

用激光笔代替户外阳光，避免了只能在白天进行的实验。

在光的反射装置上安装了量角器、刻度盘，便于学生在探究时记录数据。

制作成本低，还以可循环使用，方便收纳，制作简单。

一套教具就可以满足探究光的折射、反射、平面镜成像的要求。

（作者单位：王朝君、赵琼琼、张旭梅，乐山师范学院教育科学学院；叶超，乐山师范学院生命科学学院）

参考文献

[1]刘媛媛.基于培养科学观念的自制教具在小学科学教学中的应用研究[D].济南：山东师范大学，2023.