初中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)的思考、改進(jìn)及補(bǔ)充

初中物光學(xué)實(shí)驗(yàn)的考、改及補(bǔ)充摘要物理是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的靈魂。學(xué)生喜歡實(shí)驗(yàn)（包括演示、學(xué)生自己動(dòng)手）。做好實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要充分利用好實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)改進(jìn)一下實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)更生動(dòng)，能夠吸引學(xué)生。實(shí)驗(yàn)設(shè)備改進(jìn)成可以用簡(jiǎn)單易得的器材替代好設(shè)計(jì)成學(xué)生可以親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)。演示發(fā)生的現(xiàn)象要讓所有的學(xué)生清晰可見師開動(dòng)腦筋動(dòng)動(dòng)手反復(fù)嘗試，找到最好的方法。讓演示實(shí)驗(yàn)清晰可見。拓展學(xué)有余力的學(xué)生的知識(shí)面，做實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象，然后，在分析現(xiàn)象不失為一個(gè)好方法。關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的清晰度拓展學(xué)生的知識(shí)面教學(xué)中要提高學(xué)生的參與度，實(shí)驗(yàn)的作用不可小視。一個(gè)現(xiàn)象上生動(dòng)覺上新奇的演示實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣起他們探究的渴望在概念的形成和建立中功不可沒。一個(gè)有趣的學(xué)生實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親歷概念形成的過程形成的概念和規(guī)律將牢固地扎根在學(xué)生的腦海中。在教學(xué)中我結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)初中光學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的思考和研究，做了一些補(bǔ)充和改進(jìn)。通過教學(xué)中的嘗試，取得了較好的效果。一、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較復(fù)雜不便于學(xué)生親自動(dòng)手，那就做好演示實(shí)驗(yàn)如果設(shè)備可用簡(jiǎn)單易得的器材替代最好設(shè)計(jì)成學(xué)生可以親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)這樣可以讓學(xué)生親歷學(xué)習(xí)過程，獲得感性認(rèn)識(shí)，為升華到理性知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我對(duì)課本中有“光在同種均勻介質(zhì)沿直線傳播”的演示實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)，目的是便于學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。關(guān)于光在空氣中的直線傳播知識(shí)課本中沒有演示實(shí)驗(yàn)不利于學(xué)生建立光的直線傳播的概念。光在水中、玻璃磚中的直線傳播，課本中的演示實(shí)驗(yàn)，不便于學(xué)生自己動(dòng)手在學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷中是一個(gè)遺憾為此設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。（一）演示光在空氣中沿直線傳播在空氣中用噴霧器噴出水霧，使空氣中彌散著水霧。用一個(gè)激光可以用街頭賣的玩具激光器）發(fā)出激光束過有水霧的空氣可清楚地看到直線傳播的

激光束。學(xué)生會(huì)感到既神奇又有趣。（二）演示光在水中沿直線傳播用激光束射入滴入微量牛奶的水中，可以看到激光束在水中又亮又直。（三）把手電筒改成平行光源，用來演示光的直線傳播，方法如下：剪一張不透明的紙如圖１間留有一個(gè)長(zhǎng)方形的細(xì)如（圖一）圖一），貼在手電筒中小燈前的玻璃罩上，使透出的光束為長(zhǎng)方形細(xì)光束。在長(zhǎng)方形玻璃魚缸里倒進(jìn)水玻璃魚缸的一個(gè)側(cè)面貼上不透明的紙把長(zhǎng)方形細(xì)光束沿著貼有不透明的紙側(cè)面進(jìn)入水中，可清楚地看到光在水中沿直線傳播。在玻璃磚的一個(gè)側(cè)面貼上不透明的紙此法也可以演示光在玻璃中沿直線傳播。以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可見度較高現(xiàn)象新奇有趣，能很好地吸引了學(xué)生的注意力也便于學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，親歷實(shí)驗(yàn)過程。二、增大演示實(shí)驗(yàn)的可見度，便于學(xué)生觀察思考演示實(shí)驗(yàn)要面對(duì)全體學(xué)生演示發(fā)生的現(xiàn)象要讓所有的學(xué)生清晰可見不然的話，教學(xué)效果就要大打折扣。怎樣增大可見度、提高清晰度，這需要教師開動(dòng)腦筋，動(dòng)動(dòng)手，反復(fù)嘗試，找到最好的方法。以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是我經(jīng)過反復(fù)思考，并與同行討論中得到啟示。然后自己親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，反復(fù)試驗(yàn)，終于，獲得了比較成熟的實(shí)驗(yàn)方法。（一）巧做小孔成像演示實(shí)驗(yàn)一般在易拉罐底上開個(gè)小孔加上半透明紙來演示小孔成像現(xiàn)象這種方法適合學(xué)生課后進(jìn)行的小制作，作為課堂的演示實(shí)驗(yàn)，它的可見度太小果不太理想。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)用白熾燈做小孔成像演示實(shí)驗(yàn)，效果很好。下面介紹這個(gè)實(shí)驗(yàn)的做法：（１）在一張１６開大小的厚紙板做出２—５毫米直徑小孔。（２）用白熾燈做光源，用地面做光屏，適當(dāng)調(diào)節(jié)小孔的位置，在地面上呈現(xiàn)一個(gè)清晰的“C”形像。如右圖所示。調(diào)節(jié)小孔上下位置，可改變像的大小。

用其它形狀的小孔（方形、三角形）重做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象相同。此實(shí)驗(yàn)有以下優(yōu)點(diǎn)：第一新奇有趣，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的情感。地面上突然出現(xiàn)一個(gè)很大的明亮的燈絲的像，學(xué)生一定會(huì)很驚喜，可造就熱烈的課堂氛圍。第二，取材方便，操作簡(jiǎn)便。光源也可以用蠟燭的燭焰，地面、桌面、紙張均可做光屏。學(xué)生可以課后自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。第三增大了可見度，該實(shí)驗(yàn)很容易在地面上觀察一個(gè)放大了１５倍的像，大多數(shù)學(xué)生都能觀察到。（二）光的折射演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材：5硬幣一個(gè)，玻璃水槽一個(gè)，普通攝像頭一個(gè)，電腦，投影儀傳統(tǒng)演示方法教師把水槽放在講臺(tái)上，在玻璃槽中放一枚硬幣叫一位學(xué)生上講臺(tái)觀察水槽中硬幣，改變頭部的位置，使眼睛恰好看不到硬幣，然后，保持眼睛和水槽的位置不變，另一位學(xué)生慢慢向水槽中倒水，隨著水面升高學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是發(fā)現(xiàn)硬幣好像升高了本來看不見的硬幣慢慢進(jìn)入該學(xué)生的視線。該實(shí)驗(yàn)的不足之處位或幾位學(xué)生上講臺(tái)做實(shí)驗(yàn)學(xué)生看不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，只能聽老師或?qū)W生講解所看到的現(xiàn)象，很難引起全班學(xué)生的共鳴。改進(jìn)后的演示方法用攝像頭代替人的眼睛攝像頭將攝入信息通過投影儀投射到屏幕上，讓全班學(xué)生觀看。具體操作將攝像頭通過電腦與投影儀連接，用攝像頭對(duì)準(zhǔn)水槽移動(dòng)硬幣使硬幣反射的光剛好不進(jìn)入攝像頭然后請(qǐng)一位學(xué)生將水慢慢倒入玻璃水槽全班學(xué)生坐在座位，可清楚地看到硬幣逐漸顯露出來。改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的好處：（1）用攝像頭代替人眼，大大提高了可見度，而且高度保真。（2）用眼睛直接看，人的頭部可能會(huì)動(dòng)，用攝像頭代替人眼，克服了人頭部會(huì)微微晃動(dòng)的缺點(diǎn)。（3）用攝像頭代替人眼，給學(xué)生靈活使用儀器提供了范例，開動(dòng)腦筋，可以挖掘出儀器的許多潛在的功能。(研究平面鏡成特點(diǎn)和研究凸

透鏡成像規(guī)律是兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前般需要教師演示一遍由于裝置不能轉(zhuǎn)動(dòng)（如右面兩個(gè)圖）。不能讓各方向的學(xué)生都看清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。為此，我制作一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)盤我在演示時(shí)以上兩個(gè)裝置放在可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤上，使裝置可以轉(zhuǎn)向不同方向使不同方向?qū)W生的都可以看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象增大實(shí)驗(yàn)得可見度。三、增做演示實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生的知識(shí)面學(xué)有余力的學(xué)生經(jīng)常不滿足于課本已有的知識(shí)，他們課后經(jīng)過思考產(chǎn)生問題，或在解答習(xí)題過程中發(fā)現(xiàn)問題他們往往不滿足于老師的講解要滿足這些學(xué)生的要求，做實(shí)驗(yàn)是一個(gè)好方法。（一）光在同種非均勻介質(zhì)中傳播課堂上有關(guān)光的直線傳播演示實(shí)驗(yàn)很多但是“同種非均勻介質(zhì)光路是彎曲的”這一概念，在課本中沒有提到，更沒有可供觀察的實(shí)驗(yàn)。會(huì)動(dòng)腦筋的同學(xué)學(xué)完光在同種均勻介質(zhì)沿直線傳播的概念后自然會(huì)問光在同種非均勻介質(zhì)中會(huì)怎樣傳播呢？如果，教師避而不談，學(xué)生在知識(shí)的建立中，就會(huì)留下遺憾。我在以往教學(xué)中是通過舉例來處理的，舉“海市蜃樓”為例，說明同種非均勻介質(zhì)光路是彎曲的。但是，學(xué)生沒有親歷、親見，無法真正在學(xué)生頭腦中建立起正確清晰的物理情景，阻礙了把知識(shí)提高到正確的知識(shí)層面。為了解決以上的問題筆者在教學(xué)實(shí)踐中，與同行切磋，探索出一種成功的演示方法：實(shí)驗(yàn)器材：薄透明水槽一個(gè)（長(zhǎng)１５㎝、寬３㎝、高１２㎝），白屏一個(gè)，激光光源一個(gè)，蔗糖適量。實(shí)驗(yàn)方法：通過控制蔗糖和水的體積比控制溶液的濃度，當(dāng)調(diào)節(jié)水溫保證蔗糖全部溶解。（1）將蔗糖和水按不同的體積比配制成不同濃度的溶液。濃度最大記A溶液，蔗糖和水的體積為２：１（１００毫升蔗糖，５０毫升沸水），濃度較大的溶液記為B液糖和水的體積比為１1(60毫升蔗糖５０毫升熱℃左右）)，濃度較小的記為C溶液，蔗糖和水的體積比：（20毫升蔗糖，毫升溫水（℃）），濃度最小的記為D液蔗糖和水的體積比1毫升蔗糖,５０毫升冷水)，配制完后放置分鐘，使蔗糖完全溶解以減少蔗糖晶體對(duì)

光的散射，使光路會(huì)更清晰。放置2—3個(gè)小時(shí)，效果最佳。（2）將白屏（泡沫紙做成）豎直固定在水槽中（因白屏與紅色激光光束反差較大）依次把ABCD溶液倒入水槽中，使它們?cè)谒鄣纳疃确謩e3米、1厘米0．8厘米、3厘米。注意加入B、、D溶液時(shí)，流速不能太快以免不同溶液發(fā)生混合，破壞了液體的非均勻性。將激光束以75°水沿白屏射入溶液中，可以較清楚地看到激光束在溶液中向下彎曲。只要無結(jié)晶析出，這種明顯彎曲的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可持續(xù)個(gè)星期左右。本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：第一、現(xiàn)象直觀，可見度高。上課現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生都能觀察到，清晰地看到光在非均勻介質(zhì)逐漸彎向底部的過程。第二、操作簡(jiǎn)便，所用器材簡(jiǎn)單易得。光源可用一般的激光筆。（二）海市蜃樓現(xiàn)象的演示課本中，沒有講到海市蜃樓現(xiàn)象。但是，課外習(xí)題中經(jīng)常涉及到。學(xué)生經(jīng)常會(huì)問：海市蜃樓現(xiàn)象是怎么回事。教師是不能避而不談的。但是，僅考講解，沒有演示實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象還是不清楚的。在平靜無風(fēng)的海面、湖面，沙漠、戈壁灘等地，有時(shí)會(huì)在天空或地面下的方向上出現(xiàn)城市建筑，樓臺(tái)亭閣，山水湖泊等變幻奇妙的場(chǎng)景，這就是海市蜃樓現(xiàn)象。它們的成因都可以用光學(xué)原理加以說明，也可以用實(shí)驗(yàn)直觀演示?！矊?shí)驗(yàn)如圖１，在不通風(fēng)的房間里的長(zhǎng)桌上放一個(gè)長(zhǎng)方形水槽槽長(zhǎng)不小于３米，寬不小于０．２米，槽內(nèi)裝滿冰，冰面平整。在槽的端豎直安放一張圖片，高度不超過槽面５厘米。如果圖片是透明的，燈放在圖片后面照明。如果是不透明的，燈放在圖片前門照明。觀察者在長(zhǎng)槽的另一端A處，眼睛的高度與槽口平面的高度一致，這時(shí)向圖片方向觀察，就會(huì)看到端上方出現(xiàn)浮動(dòng)的圖片上的畫面情景。這就是上位海市蜃樓現(xiàn)象為什么會(huì)出現(xiàn)上位海市蜃樓現(xiàn)象呢（參見圖二長(zhǎng)方槽上方空氣越靠近槽面

溫度越低因而在豎直方向上越往下空氣的折射率越大這樣圖片射向觀察者眼睛的光線就會(huì)因?yàn)榭諝獾恼凵渎首兇蠖蛳聫澢o觀