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【摘要】通過(guò)對(duì)人教版高中物理選修3-4教材光學(xué)一章中提供的現(xiàn)有演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐研究，分析了教材中演示實(shí)驗(yàn)的儀器要求，操作過(guò)程的難易，現(xiàn)象的明顯程度，及對(duì)學(xué)生的探究、創(chuàng)新能力的提高是否有益。進(jìn)而提出新的改進(jìn)方案，使操作更加方便、效果更加明顯，有且助于實(shí)驗(yàn)設(shè)備較弱的學(xué)校也能完成這些實(shí)驗(yàn)；同時(shí)這些改進(jìn)更能提高學(xué)生探究、創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)從生活中觀察，從生活中創(chuàng)新，加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系。
論文關(guān)鍵詞：光學(xué),演示實(shí)驗(yàn),創(chuàng)新,生活

　　現(xiàn)以人教版高中物理選修3-4教材第十三章光學(xué)為例，談一些自己的體會(huì)。與舊教材相比，新教材在處理這部分內(nèi)容時(shí)對(duì)于光學(xué)規(guī)律的要求有所降低,側(cè)重于對(duì)光學(xué)現(xiàn)象的觀察及本質(zhì)的介紹,更加注重在生活中的應(yīng)用,教材強(qiáng)調(diào)了對(duì)光學(xué)現(xiàn)象的演示。比如，在光的干涉教學(xué)中教材給出了雙縫干涉和薄膜干涉兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)；在光的偏振、全反射、激光等各節(jié)中均有演示實(shí)驗(yàn)。而在色散、衍射兩節(jié)中，雖然沒(méi)有要求做演示，但也以圖片的形式給出了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

　　下面分述各節(jié)演示實(shí)驗(yàn)的要求及可能的改進(jìn)。

　　第1節(jié)光的反射與折射，沒(méi)有演示，是因?yàn)閷W(xué)生在初中已將兩個(gè)規(guī)律學(xué)的很深入，現(xiàn)象也都見(jiàn)過(guò)。教師如果想加深對(duì)反射和折射定律的理解，也可再做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，但要簡(jiǎn)單。比如直尺在水杯里變折、平面鏡反射等（可以介紹高一顯示微小形變實(shí)驗(yàn)中就用到光的反射）。

　　第234節(jié)講光的干涉，有較多的實(shí)驗(yàn)。第2節(jié)演示的是雙縫干涉，按書(shū)中要求去做，有兩點(diǎn)不足：對(duì)設(shè)備和環(huán)境要求較高，如果在教室里做，背景光線強(qiáng)，現(xiàn)象不很明顯，學(xué)生看不清；若帶到實(shí)驗(yàn)室去做，則因?yàn)橐粋�(gè)演示實(shí)驗(yàn)會(huì)造成與課堂教學(xué)時(shí)間的沖突�？勺魅缦赂倪M(jìn)：按書(shū)中提供的“做一做”，變教師演示為學(xué)生相互間的演示，近距離的觀察，能讓學(xué)生對(duì)干涉現(xiàn)象更清楚，發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題，對(duì)于教學(xué)的深入展開(kāi)很有益處。

　　第4節(jié)演示薄膜干涉，也有不足，按課本上介紹的儀器和方案進(jìn)行演示，實(shí)際效果不是很好。主要有以下原因引起，試驗(yàn)中用的肥皂液薄膜極易破裂；放入氯化鈉后的酒精燈燃燒時(shí)發(fā)出的不是單純的黃光,所以單色光的干涉條紋不易看到；干涉條紋受室內(nèi)光線影響影響較大。本人在教學(xué)中,把這一問(wèn)題拋給學(xué)生，讓學(xué)生相互為對(duì)方演示，讓學(xué)生在實(shí)踐中探索解決上述問(wèn)題的方法。首先學(xué)生每人準(zhǔn)備一個(gè)金屬絲圓環(huán)、玻璃杯、單色光源,然后分組進(jìn)行研究，最后匯報(bào)結(jié)果。

　　學(xué)生對(duì)此非常感興趣,他們積極研究和學(xué)習(xí)。不僅對(duì)課本內(nèi)容掌握的非常好,對(duì)薄膜干涉試驗(yàn)的具體操作還提出了一些很好的建議。總結(jié)同學(xué)們的建議,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,如果對(duì)該試驗(yàn)作以下幾點(diǎn)改進(jìn)后,試驗(yàn)效果就非常好。

　　1、用浴波或洗潔精溶液配置薄膜。此試驗(yàn)配制薄膜很關(guān)鍵,由于肥皂液薄膜極易破裂,有人在肥皂液中放入適量松香,但演示效果也不十分理想。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)用浴波、洗潔精、洗衣粉配置溶液后制成薄膜效果十分好,其中用浴波或洗潔精最好。配制溶液時(shí)要大體掌握適當(dāng)濃度,一般每100毫升水中滴入兩滴浴波或洗潔精,攪勻后就行。用此溶液制成的薄膜很耐用,甚至稍用力抖動(dòng)鐵絲圈薄膜也不會(huì)破裂。

　　2、用彩色日光燈代替酒精燈。此試驗(yàn)中由于放入氯化鈉后的酒精燈燃燒時(shí)發(fā)出的不是單純的黃光,往往看不到明暗相間的單色干涉條紋�？捎貌噬�日光燈代替酒精燈，這樣可以獲得任意一種單色光,從而較好的觀察薄膜干涉的單色光干涉條紋。觀察完單色光干涉條紋后,同學(xué)們可利用蠟燭、白色日光燈等復(fù)色光源觀察彩色干涉條紋,這樣可起到更好的對(duì)比效果。

　　3、薄膜后方豎立一塊黑色擋板。此試驗(yàn)受室內(nèi)光線影響很大,當(dāng)室內(nèi)光線太強(qiáng)時(shí),不容易觀察到干涉條紋，可在薄膜后方豎立一塊黑色擋板,這樣就很容易觀察到光的干涉條紋。

　　第4節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)另一個(gè)改進(jìn)是在薄膜干涉實(shí)驗(yàn)后增加光的折射色散實(shí)驗(yàn)。新教材與舊教材最大的一個(gè)區(qū)別是在本節(jié)安排了光的折射色散內(nèi)容，但并沒(méi)有安排相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)。筆者以為教材這樣處理既有好的一面又有不足的一面，由于色散現(xiàn)象有好幾種,但本質(zhì)不同，正是干涉色散與折射色散的本質(zhì)規(guī)律不同，把這兩塊內(nèi)容放在一起，有很明顯的對(duì)比，使學(xué)生對(duì)折射規(guī)律與干涉規(guī)律能加以區(qū)別。筆者以為更要讓學(xué)生通過(guò)觀察兩者在現(xiàn)象上的異同，來(lái)加深對(duì)干涉規(guī)律與色散規(guī)律的理解，但可惜的是教材沒(méi)有在本節(jié)安排相應(yīng)的折射色散實(shí)驗(yàn)，直觀對(duì)比性也就不強(qiáng)。所以，筆者在這節(jié)課上也做了折射色散演示，儀器和操作都很簡(jiǎn)單，現(xiàn)象很明顯，二者對(duì)比還是很強(qiáng)烈的。做折射色散時(shí)，只須用平行玻璃磚，不用三棱鏡，因?yàn)楹笳咭�求有較強(qiáng)的陽(yáng)光和合適的角度，否則看不到。而用前者，學(xué)生只要讓透光的一側(cè)對(duì)準(zhǔn)教室窗戶(hù)上的欄桿，從另一側(cè)觀察，不論是晴天還是陰天，都能明顯的看到折射色散現(xiàn)象，與薄膜干涉色散現(xiàn)象有很大的區(qū)別。

　　第5節(jié)為光的衍射，建議用激光筆照射一張用刮胡刀片劃有一道小縫的黑紙，以白紙做為背景，一定可以看到較清晰的與干涉不同的現(xiàn)象。

　　第6節(jié)為光的偏振，實(shí)際上聽(tīng)過(guò)很多教師上這節(jié)課，偏振實(shí)驗(yàn)往往不做，而以課件代替，問(wèn)原因多數(shù)認(rèn)為偏振片不好找，這樣處理學(xué)生也能從原理上弄明白，但學(xué)生并沒(méi)有真正的看過(guò)偏振現(xiàn)象，時(shí)間一長(zhǎng)就忘了。實(shí)際上的一節(jié)課，給我啟發(fā)很大，偏振現(xiàn)象很容易演示的。

　　本人起初在一個(gè)班也是用課件來(lái)處理的，可學(xué)生們說(shuō)想看看真實(shí)的偏振現(xiàn)象，但又沒(méi)有偏振片，怎么辦呢？我就鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，想想日常生活中有沒(méi)有，去找找。那天晚自習(xí)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)學(xué)生驚奇的說(shuō)：好玩，真好玩，太不可思議了。他在做什么呢？原來(lái)學(xué)生有一種很小的像火柴盒大小般的很薄的電子表（大概幾元錢(qián)一個(gè)），他借了別人的一個(gè)，然后把兩個(gè)表平行疊在一起，對(duì)著日光燈看，一個(gè)表不動(dòng)，另一個(gè)表逐漸轉(zhuǎn)過(guò)90度，透過(guò)兩塊透明的手表，會(huì)明顯的看到光線變暗，直至消失，最后像在黑夜里一樣，光竟然不能透過(guò)兩塊看起來(lái)如此透明的玻璃板！——學(xué)生感覺(jué)非常神奇！因?yàn)樯�活中的他們透過(guò)普通玻璃從沒(méi)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。是呀，我也對(duì)這樣如此簡(jiǎn)單確又能完成書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)感到新鮮！于是，很多學(xué)生，都借助他人的和自己手中的電子表來(lái)積極主動(dòng)的做了書(shū)中的實(shí)驗(yàn)，對(duì)將自然光如何轉(zhuǎn)化為偏振光以及如何來(lái)檢驗(yàn)一束光是否為偏振光有了很深刻的體驗(yàn)與領(lǐng)悟。這給了我很大啟發(fā)，因?yàn)橐壕э@示器的工作原理就是光的偏振。然后在另外一個(gè)班上的時(shí)候，我首先讓學(xué)生每人準(zhǔn)備好這樣一個(gè)電子表（實(shí)際上多數(shù)同學(xué)手里原來(lái)就有，早晨起床定時(shí)用的），同時(shí)，我又在生物實(shí)驗(yàn)室借了一些透明的普通玻璃片，兩個(gè)同學(xué)一組。每組就有兩個(gè)電子表，兩塊普通玻璃片，然后指導(dǎo)他們分別透過(guò)這兩套組合來(lái)觀察教室里的日光燈，讓他們描述看到的現(xiàn)象并猜測(cè)其成因。這個(gè)班的學(xué)生看完后，反應(yīng)更強(qiáng)烈，思考也更加積極，各種猜測(cè)都有。接著指導(dǎo)學(xué)生分組學(xué)習(xí)：看教材、再交流、質(zhì)疑，最后我作以小結(jié)。這節(jié)課我上得很輕松，學(xué)生們也很愉快，他們不僅觀察到了奇異的偏振現(xiàn)象，還有了很深刻的體驗(yàn)與認(rèn)識(shí)。有的同學(xué)課后甚至對(duì)筆記本電腦的顯示器、對(duì)看立體電影時(shí)配帶的特殊眼鏡進(jìn)行了網(wǎng)上研究。這些都是我沒(méi)想到的，也源于那個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。這樣的演示實(shí)驗(yàn)其器材就來(lái)源于身邊，真是信手拈來(lái)，巧妙又合理！

　　第7節(jié)為全反射，照書(shū)中的演示實(shí)驗(yàn)做就行了，還可以增加水流導(dǎo)光實(shí)驗(yàn)。