初中物理光學(xué)關(guān)于非常規(guī)實(shí)驗(yàn)

1、初中物理光學(xué)關(guān)于非常規(guī)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵詞：非常規(guī)實(shí)驗(yàn)；課堂教學(xué)非常規(guī)實(shí)驗(yàn)是指相對于直接利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室裝備的專門實(shí)驗(yàn)器 材完成教材或課標(biāo)要求的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)與老師演示實(shí)驗(yàn)，有意圖選 擇和利用實(shí)驗(yàn)室之外的其他材料、物品和器具等生活環(huán)境資源及改 進(jìn)、研發(fā)自制的實(shí)驗(yàn)器具開展的物理教學(xué)。本文講述光學(xué)部分的課 堂教學(xué)中非常規(guī)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與運(yùn)用。一、改進(jìn)光源裝置使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加簡潔明顯，將教師演示實(shí)驗(yàn) 改成學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)初中物理教材中，安排學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)有：“凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)” ” 平面鏡成像特點(diǎn)”，老師演示實(shí)驗(yàn)有：光的直線傳播”、“光的反射”、 “光的折射”以及“透鏡的會聚與發(fā)散”。這些實(shí)驗(yàn)中大都需要用 光源。目前學(xué)校大

2、都購置激光筆或者玩具鐳射筆充當(dāng)光源。由于光 筆發(fā)出的光波無法在空氣中顯示出傳播路徑，老師大都采用吐煙霧 或者噴水霧以減少實(shí)驗(yàn)操作的難度。但是由于光束較弱，可見度差， 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，我和我的同事在不斷思考和嘗試中，給激光筆進(jìn) 行簡單改造：在筆的前面加一圓柱玻璃棒，使原來的線光源變成柱 光源，能清晰的在板上顯示出光線，并且粘上一小扣，能夠穩(wěn)定地 放置，以便實(shí)驗(yàn)操作。如圖1所示。有了這一光源，使光反射定律的探究實(shí)驗(yàn)更加簡潔明顯。只要一 張白紙、一塊小鏡子、一把量角器就可完成該實(shí)驗(yàn)。在桌上鋪上白tnii學(xué)朮友叢網(wǎng)論文發(fā)表專家一l匸交發(fā)表專家一LB 國學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)紙，把小鏡子垂直白紙放置，把改造后的光源

3、對準(zhǔn)鏡子照射，此時(shí) 就會在白紙上清晰出現(xiàn)入射光線和反射光線 （如圖2），用筆把紙上 這兩光線和鏡面的位置畫出。 改變?nèi)肷涞慕嵌龋?用同樣的方法可在 白紙上留下多組的光線，并用不同的字母對應(yīng)標(biāo)記。用量角器測量 入射角和反射角，記錄數(shù)據(jù)，學(xué)生分析數(shù)據(jù)就可探究出光的反射定 律。有了這一光源，使透鏡對光線的會聚、發(fā)散作用清晰呈現(xiàn)。在白 紙上平行放置兩個(gè)光源，在白紙上就出現(xiàn)兩條平行光線，讓它們正 對凸透鏡時(shí)，就會在凸透鏡的另一側(cè)出現(xiàn)會聚一點(diǎn)的光路圖，學(xué)生 由此就立即理解凸透鏡對光線有會聚的作用，而且還可講解焦距這 一概念。同樣若讓兩條平行光線正對凹透鏡，也會在凹透鏡的另一 側(cè)出現(xiàn)發(fā)散的光路圖，學(xué)生由此理

4、解凹透鏡對光線的發(fā)散作用，同 時(shí)也理解虛焦點(diǎn)。如圖3、4。有了這一光源，配上實(shí)驗(yàn)室的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡，把教師 演示實(shí)驗(yàn)都可以改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。二、組織學(xué)生開展小制作，小實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣初中教材中光學(xué)部分的許多知識特別像“日食”、“小孔成像”、“照 相機(jī)的調(diào)節(jié)”、“物體的顏色”、“眼睛的調(diào)節(jié)”及”近視眼睛、遠(yuǎn)視 眼睛的矯正”比較抽象，如果實(shí)驗(yàn)過程的體驗(yàn)只靠介紹，學(xué)生僅停 留在想象中，無法直觀感知，是無法理解的。大多數(shù)老師依賴于多 媒體課件模擬。盡管課件模擬能將抽象的知識形象化，但計(jì)算機(jī)所匸交發(fā)表專家一LB 國學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)模擬的世界都是虛擬的， 它所發(fā)生的現(xiàn)象和過程都是人為設(shè)計(jì)的， 有其局

5、限性，尤其無法讓學(xué)生信服。其實(shí)老師在上“小孔成像“照 相機(jī)的調(diào)節(jié)”這些內(nèi)容前，可以布置學(xué)生帶好材料：卡紙、雙面膠、半透明紙。指導(dǎo)學(xué)生制作簡易照相機(jī)活動。利用小孔照相機(jī)觀察蠟 燭燭焰。不同學(xué)生扎的孔形狀不同，有圓形、線狀、有三角形等等， 但學(xué)生在半透明紙上看到的像都是蠟燭燭焰的形狀。由于是學(xué)生自 己觀察到的現(xiàn)象，就不再有”像的形狀跟孔的形狀有關(guān)“這個(gè)錯誤 了。 同時(shí)也幫助理解“實(shí)像”概念。正如意大利教育家蒙臺利說：“我聽了，我就忘了；我看了，我就懂了；我做了，我就理解了?！蔽以谝环菡n外練習(xí)中看到一有關(guān)門鏡的題：說門鏡（貓眼）從里 面看，是正立縮小的虛像，所以是凹透鏡。當(dāng)時(shí)我們老師討論認(rèn)為： 安

6、裝門鏡的目的是室內(nèi)的人能在室內(nèi)看清來訪者，而來訪者看不清 室內(nèi)情況。如果只是一個(gè)凹透鏡，來訪者也能看清室內(nèi)的情況了， 這顯然跟事實(shí)不符。于是我們給學(xué)生增加了一節(jié)內(nèi)容：組裝門鏡。器材是凸透鏡、凹透鏡、卡紙（卷成紙筒用） ，通過這一節(jié)的學(xué)生 活動，不單使學(xué)生了解到門鏡的結(jié)構(gòu)，還知道了兩透鏡安放的位置 及透鏡焦距等知識，最重要是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。三、自制實(shí)驗(yàn)裝置，突破教學(xué)重、難點(diǎn)初中物理教材中均安排有“光的色散 物體的顏色”這一節(jié)。在 處理“物體顏色”這個(gè)知識點(diǎn)時(shí)教材只提：“不透明物體的顏色由 其反射光的顏色決定”。這個(gè)內(nèi)容的難點(diǎn)在于學(xué)生都處在太陽光環(huán)境中感受物體顏色， 無法想象或者說無法相信物體只

7、在單色光照射 時(shí)的情況。以往老師們都是利用多媒體課件模擬，學(xué)生看完后都不 相信。對這問題師生都表示很茫然，因?yàn)闆]法解釋。我就思考解決 這個(gè)問題的關(guān)鍵在于把物體放在暗室讓學(xué)生用單色光照射自己解 決。后來我就利用鞋盒近似的模擬一個(gè)暗室，將鞋盒（挖兩小孔） 內(nèi)部涂層黑色，配上藍(lán)色、綠色、紅色玻璃片，鐳射筆（發(fā)白光） 以及各種顏色的硬紙片。能夠讓每個(gè)學(xué)生觀察到透明物體與不透明 物體顏色的決定因素。甚至還能觀察到不同單色光的混合情況。教材中“眼睛和眼鏡”這一節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是眼睛如何把遠(yuǎn)、近不同的物體均能經(jīng)過調(diào)節(jié)，清晰成像在視網(wǎng)膜上；近視眼、遠(yuǎn)視 眼的成因及矯正?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室只有眼球的結(jié)構(gòu)模型和光具座，

8、沒有 關(guān)于眼睛的成像調(diào)節(jié)及矯正的實(shí)驗(yàn)器材，無法模擬眼睛自動連續(xù)變 焦的功能。在教學(xué)中如何突破這一重難點(diǎn)呢？如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中 通過實(shí)驗(yàn)自主探究解決這一問題呢？我們設(shè)計(jì)了“眼睛的調(diào)節(jié)及矯 正”激光演示器。 取可樂瓶一小段， 兩頭固定兩夾子 （調(diào)節(jié)其曲度）， 裝水后可以模擬人眼睛的晶狀體。配上光具座、眼睛模型板、光源（夾角可調(diào)的雙狹縫激光光源）、市售近視、老花鏡片。如圖5所有了這一套演示器學(xué)生可利用本套器材自主進(jìn)行對晶狀體的調(diào) 節(jié)，使遠(yuǎn)、近不同的物體在視網(wǎng)膜上成清晰的像的探究實(shí)驗(yàn)，和完成近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因及用何種鏡片來調(diào)節(jié)矯正的探究實(shí)驗(yàn)。tnii學(xué)朮友叢網(wǎng)論文發(fā)表專家一l匸交發(fā)表專家一LB 國學(xué)

9、朮發(fā)叢網(wǎng)探究實(shí)驗(yàn)一：晶狀體對遠(yuǎn)近不同距離的物體在視網(wǎng)膜上成清晰像 的調(diào)節(jié)作用。實(shí)驗(yàn)時(shí)把光源當(dāng)作物體，放在距眼睛25c m的明視距離處，在可樂瓶晶狀體作用下，在眼睛模型板上就能很清晰的看到 物體發(fā)出的光線相交在視網(wǎng)膜上。當(dāng)物體到眼睛的距離變近小于25cm時(shí)會出現(xiàn)成像在視網(wǎng)膜后（從模擬板上很容易看出），此時(shí)學(xué) 生可通過調(diào)節(jié)晶狀體，發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶狀體變凸時(shí)，能使像重新回到視網(wǎng) 膜上。當(dāng)物體到眼睛的距離變遠(yuǎn)大于25cm時(shí)會出現(xiàn)成像在視網(wǎng)膜 前，此時(shí)學(xué)生可通過調(diào)節(jié)晶狀體，發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶狀體變扁平時(shí)，能使像 重新回到視網(wǎng)膜上。通過以上的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識到人眼依靠調(diào) 節(jié)晶狀體的焦距，將物體成像在視網(wǎng)膜上，如圖6所示。

10、探究實(shí)驗(yàn)二：近視眼的成像位置及矯正方法。在眼睛模型板上換 較凸的晶狀體。學(xué)生移動物體會發(fā)現(xiàn)，在小于25cm處才能在視網(wǎng)膜上得到清晰的像，認(rèn)識到近視眼的明視距離小于25cm當(dāng)物體遠(yuǎn) 離時(shí)，像成在視網(wǎng)膜前，而此時(shí)晶狀體調(diào)節(jié)作用變?nèi)?，如何使像?新回到視網(wǎng)膜上變清晰呢？學(xué)生通過在模型板前安裝凸透鏡或凹 透鏡，發(fā)現(xiàn)近視眼的人配戴凹透鏡可以得到矯正，如圖7所示。探究實(shí)驗(yàn)三：遠(yuǎn)視眼的成像位置及矯正方法。在眼睛模型板上換 較扁平的晶狀體。學(xué)生移動物體會發(fā)現(xiàn)，在大于25cm處才能在視網(wǎng)膜上得到清晰的像，認(rèn)識到遠(yuǎn)視眼的明視距離大于25cm。當(dāng)物體 靠近時(shí)，像成在視網(wǎng)膜后，而此時(shí)晶狀體調(diào)節(jié)作用變?nèi)酰绾问瓜?重新回到視網(wǎng)膜上變清晰呢？學(xué)生通過在模型板前安裝凸透鏡或匸交發(fā)表專家一LB 國學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)凹透鏡，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)視眼的人配戴凸透鏡可以得到矯正。本套實(shí)驗(yàn)器材 實(shí)驗(yàn)效果明顯，特別是光路清晰，能夠容易的解決教學(xué)過程中難點(diǎn)（在實(shí)際的教學(xué)中已充分得到證實(shí)）。而且本套實(shí)驗(yàn)器材結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，容易推廣，如圖8所示。通過不斷地改進(jìn)與補(bǔ)充、開發(fā)光學(xué)非常規(guī)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的實(shí)施，使光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，更加便于操作，進(jìn)而豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識， 深化了對知識的理解，提高了學(xué)生的動手能力、實(shí)踐能