小学科学实验镜面反射教学案例

**一、教学基本信息**年级：三年级下册科目：科学课时：1课时（40分钟）教材版本：教育部审定2017版小学科学教材（某版）实验主题：探究镜面反射的规律**二、背景分析**1.课程标准依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》在“物质的运动与相互作用”领域中明确要求：“知道光在空气中沿直线传播；了解光的反射现象，能描述光的反射规律（如入射角与反射角的关系）。”镜面反射是光的反射的典型案例，是学生理解“光的传播方向改变”的关键载体。2.学生认知特点三年级学生已通过生活经验（如照镜子、用镜子反射阳光）初步感知“光会被镜子反弹”，但对“反射光的路径是否有规律”“入射角与反射角的关系”缺乏理性认识。学生具备初步的观察能力，但动手操作（如使用量角器、控制变量）和逻辑归纳能力有待提升，需要通过直观实验突破认知难点。**三、教学目标**1.知识与技能知道镜面反射的定义（平行光射到光滑表面，反射光沿平行方向射出）；能描述镜面反射的规律：反射角等于入射角（反射光与法线的夹角等于入射光与法线的夹角）；能识别生活中的镜面反射现象。2.过程与方法通过“猜想—实验—验证”的探究流程，掌握用实验方法研究光的反射规律的能力；学会使用手电筒、平面镜、量角器等工具记录光的传播路径，提升观察与数据记录能力。3.情感态度与价值观激发对光现象的探究兴趣，感受科学实验的严谨性；培养小组合作意识，体会“证据支持结论”的科学思维。**四、实验准备**1.材料清单（每组）平面镜1块（边长约10cm，无破损）；手电筒1个（带聚光功能，建议用LED手电筒）；白纸1张（A4大小，作为“光屏”）；量角器1个（学生用，180°）；铅笔1支（用于画光线路径）；直尺1把（用于画法线）。2.环境准备教室拉窗帘，保持光线较暗（便于观察光斑）；每组配备实验记录单（见表1）。**五、教学过程设计**（一）情境导入：引发认知冲突（5分钟）教师活动：演示实验：在讲台上放置平面镜，用手电筒照射镜面，调整角度使反射光射到教室天花板，形成明亮光斑。提问：“同学们，刚才的光斑是怎么来的？为什么手电筒的光没有直接射到天花板，却能在那里形成亮斑？”引导学生回忆“光的直线传播”，提出“光被镜子反弹了”的猜想。学生活动：观察演示，思考问题，尝试用“反射”解释现象。设计意图：通过直观现象引发兴趣，联系已有知识（光的直线传播），引出“光的反射”主题。（二）猜想假设：聚焦核心问题（5分钟）教师活动：展示实验装置（平面镜、手电筒、白纸），提问：“如果我们用手电筒照射平面镜，反射光会沿什么方向射出？反射光的路径和入射光的路径有什么关系？”引导学生提出猜想，如“反射光和入射光在镜子的两侧”“反射光与镜子的夹角等于入射光与镜子的夹角”等。学生活动：小组讨论，提出猜想，记录在实验记录单上。设计意图：明确探究方向，培养“基于现象提出猜想”的科学思维。（三）实验探究：验证反射规律（20分钟）教师活动：1.讲解实验步骤（结合PPT演示）：（1）将白纸平铺在桌面，平面镜垂直放在白纸中央（用铅笔在白纸上画出平面镜的位置）；（2）用直尺在白纸上画一条垂直于平面镜的虚线（法线，标注“法线”）；（3）打开手电筒，让光沿法线一侧的某一角度（如30°）照射平面镜，在白纸上标记入射光的路径（用铅笔描出手电筒光线的方向）；（4）观察白纸上的反射光斑，用铅笔标记反射光的路径（从平面镜出发到光斑的方向）；（5）用量角器测量入射角（入射光与法线的夹角）和反射角（反射光与法线的夹角），记录在实验记录单上；（6）改变入射角（如45°、60°），重复步骤（3）-（5），记录多组数据。2.强调注意事项：手电筒要贴近白纸，确保光线沿纸面传播（便于记录路径）；量角器的中心要与法线和平面镜的交点重合，0°刻度线对齐法线；每组实验重复3次，取平均值（减少误差）。学生活动：小组分工（1人持手电筒，1人调整平面镜，1人记录路径，1人测量角度）；按照步骤进行实验，记录3组入射角与反射角数据（见表1）；观察反射光路径与入射光路径的位置关系（如是否在法线两侧）。设计意图：通过规范的实验操作，培养学生的动手能力和变量控制意识；通过多组数据记录，体现科学实验的重复性。（四）交流讨论：总结反射规律（7分钟）教师活动：收集各组实验记录单，展示典型数据（如入射角30°时反射角30°，入射角45°时反射角45°）；提问：“各组的入射角和反射角有什么共同点？反射光和入射光的位置有什么规律？”引导学生归纳：“反射角等于入射角”“反射光与入射光分居法线两侧”“反射光、入射光和法线在同一平面内”（简化为“三线共面、两线分居、两角相等”）。补充镜面反射的定义：“当平行光射到光滑的镜面时，反射光也沿平行方向射出，这种反射叫镜面反射。”学生活动：分享实验数据，讨论数据中的规律；尝试用自己的语言总结反射规律；对比猜想与实验结果，修正原有认知（如纠正“反射角等于入射光与镜面的夹角”的错误）。设计意图：通过数据归纳，培养“用证据支持结论”的科学思维；通过对比猜想与结果，体会科学探究的逻辑性。（五）拓展应用：联系生活实际（3分钟）教师活动：展示生活中的镜面反射案例（如照镜子、汽车后视镜、商场的玻璃幕墙）；提问：“为什么镜子能照出我们的样子？汽车后视镜为什么能让司机看到后面的车辆？”引导学生用“镜面反射”解释：“镜子的光滑表面使反射光沿特定方向进入眼睛，我们就能看到像；汽车后视镜（凸面镜）通过镜面反射扩大视野。”学生活动：思考并回答问题，联系生活经验理解镜面反射的应用。设计意图：将科学知识与生活实际结合，体现“科学源于生活、用于生活”的理念。**六、效果评价设计**1.形成性评价（过程性）实验操作评价：观察小组分工是否合理、操作是否规范（如量角器的使用、光线路径的记录），占比40%；数据记录评价：检查实验记录单的完整性（是否有3组数据）、准确性（入射角与反射角的差值是否在允许范围内），占比30%；讨论参与评价：评估学生在小组讨论中的参与度（是否主动发言、是否倾听他人意见），占比30%。2.总结性评价（结果性）课后完成“镜面反射现象调查”作业：寻找生活中的1-2个镜面反射案例，用文字或画图描述其原理，占比100%（计入单元评价）。**七、反思与改进**1.成功经验实验材料易得（平面镜、手电筒等均为常见物品），操作步骤简单，符合三年级学生的动手能力；通过“情境导入—猜想假设—实验探究—交流讨论—拓展应用”的流程，实现了“从感性到理性”的认知提升；小组合作分工明确，培养了学生的合作意识。2.改进方向部分学生对“法线”的理解较模糊，可在实验前增加“画法线”的练习（如用直尺和铅笔在纸上画垂直于直线的虚线）；手电筒的光线可能不够集中，可建议学生用黑色纸板套住手电筒前端（留小孔），使光线更细，便于记录路径；对于能力较弱的小组，可提供“入射角参考角度”（如30°、45°、60°），减少实验中的盲