霓、虹形成機制及其在幼教實踐中的應(yīng)用

1、    霓、虹形成機制及其在幼教實踐中的應(yīng)用    張海歐【摘 要】基于幼兒科學教育的重要性，針對幼兒科學教育實踐中霓虹不分的美工現(xiàn)象，采用通俗易懂的語言，分析了彩虹與霓的光學機制，并進行多維度解釋。該研究與實踐有助于幼兒教師對霓、虹自然現(xiàn)象的正確理解，更加有效地進行幼兒科學教育實踐?！娟P(guān)鍵詞】幼兒教育；光學；彩虹；霓幼兒科學教育的理論和實踐越來越受到廣泛重視，但是，我國少年兒童的科學素養(yǎng)還偏低1。實踐中發(fā)現(xiàn)，部分幼兒教師在課程實施中出現(xiàn)的明顯科學性錯誤，例如，不同的幼兒園關(guān)于彩虹的美工制作，其作品顏色排列截然相反，如圖1所示?？梢娫撚變航處煵]有理解彩

2、虹形成的科學原理，將霓的顏色排列順序作為彩虹的顏色排列，出現(xiàn)了霓虹不分現(xiàn)象?？茖W教師就是科學界在課堂上的代表2，教師的一言一行都對兒童有著潛移默化的作用，所以科學課程的科學性對兒童發(fā)展具有關(guān)鍵性影響。本研究以此現(xiàn)象為觸發(fā)，運用光學原理，通過生活化語言研究了彩虹和霓的形成機制及其幼教實踐作用。1 形成虹與霓的物理機制彩虹、霓是自然界的光學現(xiàn)象，其形成機制、顏色排列可從物理角度作出解釋。1.1 霓和虹為什么都是七彩的？太陽光是一種復色光，可粗略分為七種顏色。雨過天晴，空氣中存在大量的水分，塵粒減少，能見度提高。當太陽光沿斜上方照射到這些雨滴表面時，在雨滴內(nèi)進行折反射。由于不同顏色的光，頻率不同，所

3、以在折反射時候，產(chǎn)生偏角、路徑不同，因此，顏色就會彼此分離3-4。霓和虹均是太陽光最終折射出雨滴后，形成具有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種典型顏色的自然現(xiàn)象。換言之，七種顏色本來抱在一起，由于雨滴充當了棱鏡，七種顏色各自能力不同，在雨滴里跑一圈后，跑出來的時候，分了彼此，各自呈現(xiàn)本色。1.2 為什么霓和虹的顏色恰好排列相反當太陽光照射到這些雨滴表面時，由于入射角度不同，在其內(nèi)壁上經(jīng)過反射、折射的次數(shù)不同。對彩虹而言，當太陽光在雨滴斜上方入射時，在雨滴內(nèi)一次反射，兩次折射，在空氣中顏色排列由外而內(nèi)應(yīng)是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色；對霓而言，當太陽光在雨滴下方攝入時，兩次反射，兩次折射，比彩虹形成

4、的路徑多一次全反射，所以顏色完全反過來，由內(nèi)而外應(yīng)是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色。也就是說，霓和彩虹相比，在雨滴里多轉(zhuǎn)了一個彎，所以從充當棱鏡的雨滴中出來的時候，顏色由內(nèi)到外恰好反了過來。1.3 弧形的虹、霓及其聯(lián)系霓和彩虹呈現(xiàn)弧形的原理是相同的，彩虹與霓在半空中出現(xiàn)的位置不是特定的，它會隨觀察者狀態(tài)、方位而改變。霓、虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向。背對太陽時，所有同時進入眼中，成一固定夾角的光線構(gòu)成一個圓錐態(tài)，則此圓錐上的圓弧形狀就是觀察者所看到的霓或虹。不同人所看到的霓或虹，是從不同水滴折射出來的。所見到的同一霓或虹，其紫光與紅光也是來自不同水滴的折射，即每個人都看到專屬于

5、自己的彩虹：當太陽在空中高于42°時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見；倘若在飛機上，則會看見彩虹會是完整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。因為霓的光線出射傾角都比虹大10°左右，所以霓總是“騎”在虹的頭上而“結(jié)伴”天空。在彩虹與霓的形成過程中，霓的光線在小水珠內(nèi)部多一次反射，光能損失多一些，所以霓比虹強度?。ㄟd色）。2 在幼兒教育中正確使用虹與霓彩虹是生活中比較普遍的光學現(xiàn)象，由于其美麗的顏色和形狀，總是在兒童的文學作品、美工、手工制作中出現(xiàn)。無論是七彩花的故事，還是彩虹糖的廣告，處處都以彩虹為載體。原本自然界中的光學現(xiàn)象，被人們賦予了美好的想象。絢

6、爛的七種顏色，拱橋的樣子，無疑也是深受兒童喜愛。然而，相對彩虹而言，霓出現(xiàn)的幾率會小很多，基于上述分析可知，霓的顏色也會遜色很多，所以作為肉眼觀察，我們更多的看到的是彩虹。那么，在幼兒科學教育中，霓和虹一定要分清楚，不能將霓的顏色排列作為彩虹的排列順序，這是違背科學事實的；更不能將七種顏色自由排列，完全不顧科學事實。因此，為貫徹教育教學中的科學性原則，在早期教育中，作為幼兒教師，需要清楚地知道彩虹與霓的形成原理，無論是彩虹與霓的顏色種類、排列順序、還是形狀，都應(yīng)該掌握。正確運用彩虹這一自然現(xiàn)象進行幼兒教學中的實踐。兒童的童話故事里、美工作品，不應(yīng)該只有對美好的憧憬和向往，還應(yīng)該基于一定的科學事實。3 結(jié)論從公民科學素養(yǎng)及幼兒科學教育的重要性出發(fā)，針對幼教實踐中的霓虹不分現(xiàn)象，通過簡單、通俗的語言，闡釋了彩虹與霓的形成機制、區(qū)別，幫助了幼兒教師樹立對彩虹和霓的科學認識，促進了幼兒的教育實踐活動。【參考文獻】1王月蓮.幼兒教師科學素養(yǎng)的提升策略j.學前教育，2016，（6）.2美國國家研究理事會.美國國家科學教育標準m.戢守志等譯.北京：科學技術(shù)文獻出版社，1999：79.3余小英，李凡生.彩虹