广东省佛山市南海区第一中学 刘桂斌
摘要：学生实验不仅能使学生生动地感知物理现象，加深对物理知识的认识，更重要的是能使学生理解和掌握运用实验手段，处理物理问题的基本程序和技能，培养严谨细致的科学态度。本人就《光的折射定律》教学遇到过程中遇到的实验问题，按照新课标要求，最终创造条件把演示实验转换成为学生分组实验的经历做一剖析，加强大家对学生实验的重视。
关键词：分组 实验
1、背景：
4月13日是我校教学公开日，在4月6日的科组会议，通过物理科组全体教师讨论决定，由我代表高二物理备课组上一节公开课，还根据我们高二物理专业班的教学进度，上课内容确定为粤教版3-4第三章光学的《光的折射定律》。学校领导和科组长多次找我谈话，反复强调要重视本次公开课，要体现新课标的要求，要展示出学校教学的优良作风和师生的风貌，我顿时感到压力，不敢怠慢，赶紧着手进行备课，思考如何进行本节教学。
《光的折射定律》的内容学生在初中有一定的定性接触和了解，可以说是初中基础上的知识深化和拓展，经过一番思考，我总体进行了这样的设计：
（1）从学生在初中了解的知识进行提问：光在介质中是如何传播的？
提问的最主要目的是纠正有些学生的错误，加深学生对“光在同一种均匀介质中沿直线传播”的认识，同时引入本节新课：如果不是同一种均匀介质将可能发生折射，进入本节主题。
（2）利用光的折射激光实验仪进行光的折射的演示实验，让学生来做实验，完成表格，总结出对某一确定介质，光线入射角和折射角的正弦之比是不变的，即sini/sinr=n（n为常数），从而得出光的折射定律。
目的是加强师生的互动，突出学生的主体地位，加强学生的自主探究活动，培养学生的归纳总结能力，同时也活跃课堂气氛，切合新课标的过程与方法的要求。
（3）理论和实验相结合，从惠更斯原理出发，请学生从理论推导sini/sinr=v1/v2，进一步验证sini/sinr=n的正确性。
目的是让学生在理论和实验两方面认识光的折射定律，提高学生运用和推导能力，培养学生严谨的科学态度。
（4）引入折射率，得出公式n=c/v，理解光密和光疏介质概念，得出介质折射率n大于1的重要结论。
（5）讨论光从光密到光疏介质、光从光疏到光密介质的折射角关系和折射率的计算。
（6）学生练习，设计几道练习针对重点和难点进行巩固和提高。
2、提出问题:
教学设计完成后，马上进入实验教学备课工作，实验教学备课是完成教学整体设计的一个重要环节,达到实验目标的重要步骤要做到备大纲、备教材、备学生,进而明确实验教学的具体目标,课前,教师一定要先动手做一做准备实验。对实验中的重点、难点、可能出现的问题心中有数。
我在实验室准备光的折射激光实验仪时，发现实验室只有一台实验仪可以使用，在实验准备室，经过一番调试，测量了几组数据进行验算，还不错，结果比较准确。考虑到公开课时是学生来动手演示，我找来两个学生，布置他们预习《光的折射定律》，要求他们明天用光的折射激光实验仪来做折射定律的实验和数据处理,看看学生在实验中会出现什么问题。
第二天下午，两个实验员和我做观众，由他们进行实验操作，很顺利，在6分钟内完成并且处理了数据。但是我在下面看学生实验感觉到有点不妥，只能够看见两个学生忙个不停，但是看不见激光束，更不知道具体的实验环节和数据是否合理、准确，如果是在公开课,下面的学生肯定也会和我一样的感觉，其他学生相当于只是看热闹，这样的演示实验是失败的，在教学公开日，这样的公开课教学是失败的。怎么能够让全体学生能够看得更清楚呢？我想借助实物投影仪应该可以解决这个问题吧？可以让实物投影仪的摄像头对准光的折射激光实验仪，然后再投影到屏幕就应该行。把折射激光实验仪搬到有实物投影仪的教室，整个仪器被放大显示在屏幕上，甚至连底板角度刻度也比较清晰，心想这次应该没问题了，为了保险起见，我叫两个学生再做一遍给我看，结果又让我失望，激光束很难被清晰地投影出来，意味着这种方法也是不可行的！怎么办？能够不要这个实验吗？不要说创造性的开展实验，课本有的实验都不进行实验，这样显然不符合新课程标准的要求，能够得到兄弟学校听课物理老师的认可吗？看来要做这个实验，效果最好就是几个人一台实验仪器，让每个学生亲自动手实验操作，这样不断可以加强学生的动手能力，又能够加深对理论知识的理解。但现在学校只有一台光的折射激光实验仪，这想法似乎有点不着边际，能否创造条件让学生进行小组实验呢？
3、分析与对策：
我仔细研究了光的折射激光实验演示仪，发现实际上它主要是激光发生器、半圆形玻璃砖、角度刻度盘三部分组成，半圆形玻璃砖可以旋转，玻璃砖的圆心和角度刻度盘的中心重和。我想我们可以组合简单的光的折射激光实验演示仪：用激光笔代替激光发生器，用纸画一个角度刻度盘，加上实验室的半圆形玻璃砖就行。我把我的想法和实验员进行了交流，得到他们的支持，他们也认为这样学生自己实验的效果好，并且告诉我，实验室有足够的激光笔和半圆形玻璃砖，不过圆形角度刻度纸没有，要我自己解决。回到办公室，赶紧拿出圆轨和直尺，想花几十分钟马上画好一张，然后拿去复印几十张就行了，我想得应该很容易完成，但是当我开始动手时，发现靠自己手工画，很难准确画出一个最小刻度为2°的圆形角度刻度纸，主要问题：一是难准确把圆周180份等分，即把圆心角360°进行180份等分；二是笔画太粗，误差大，难于完成圆周的画线工作。于是我想到利用电脑进行画图，但在附件画图工具同样难于完成。有电脑软件可以自动完成角度刻度盘的绘制吗？我请教了经常需要画图的数学老师，经过一番努力，但没有解决问题，最后数学老师给了个几何画板的程序给我，让我自己去研究研究，并且很肯定的告诉我，应该是能够解决的。他的话无疑让我倍受鼓舞，运行几何画板，熟悉各菜单下的相关内容，不断尝试，终于找到了一种比较“笨”的方法完成180等分圆周：首先是利用按纽画一个圆，然后点击“构造”菜单下圆上的点，再点击“变换”菜单下的旋转命令，设置固定2°进行旋转，也顾不了是不是有更好的方法了，总共进行了90次旋转，绘制了一个被均匀等分的半圆，然后复制到画图中，经过编辑，终于一个被180份均匀等分的圆周圆周完成了，为了实验测量的方便，如图标上刻度，并且把0°和0°两点连线，90°和90°两点连线，标出交点圆心位置O：
实验时，要把半圆玻璃砖的直径平面对准90°和90°两点连线，玻璃砖的圆心和O点重合，即0°和0°两点连线为法线，容易读出激光笔的激光入射角和折射角。
4、课后思考:
本节公开课，两个学生一小组进行分组实验，课堂气氛活跃，两个学生在实验和读数相互配合，每个学生都认真动手测量，各小组实验数据接近，而且误差都比较小，基本能够得出sini/sinr接近常数。有意思的是，有许多听课老师也认真参与学生了的测量，对学生进行了指导，对学生的测量结果比较满意，课后评课，听课老师对我这节课比较满意，让学生进行分组实验环节也给以了高度评价。这些既可以说是在我预料之中，但却又有点出乎预料之外。
新课程提出“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”的“三维目标”，在“三维目标”中，必须要特别重视“过程与方法”的体验，要做好课堂的演示和分组实验，增强学生的实验仪器使用、实验现象的观察能力以及学生科学的实验方法和实验技能，甚至老师要克服重重困难、创造条件让学生进行分组实验。只有让学生在参与探究活动的过程中获得成功，才能更好地让学生体会到学习物理的乐趣与价值，才能让学生在学习的过程中迸发出激情的火花，让学生感受学习物理的快乐，领悟自然的和谐与奇妙。
