◇ 甘肅 王 麗

相較于初中物理來說,高中物理知識點無論從數(shù)量上還是難度上均有明顯提升,有著高度的抽象性與邏輯性.當高中生在面對較為繁重的學習任務時,若得不到舒適環(huán)境、教師引導、方法創(chuàng)新等多方面的支持,極易對物理學習產(chǎn)生畏懼甚至厭惡心理.面對這一情況,教師必須關注學生物理學習興趣的激發(fā),積極探索與創(chuàng)新教學方法,同時加強物理實驗設計與教學實踐的結(jié)合,切實提高物理教學效率.“雙縫干涉實驗”是展示光的波粒二象性的重要實驗,可通過向?qū)W生演示電子或光子等微觀物質(zhì)的波動性與粒子性特征,要求學生掌握其中的物理原理,并發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象的神奇之處,從而激發(fā)物理學習興趣,提升學習的自主性與主動性.

1 雙縫干涉實驗

雙縫實驗是著名光學實驗,托馬斯·楊在他的《自然哲學講義》中描述了雙縫實驗,即把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面,形成一個點光源,再在紙后面放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫,從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現(xiàn)在我們熟知的雙縫干涉條紋.

在量子力學里,雙縫實驗是測試光子或電子等微觀粒子的波動性質(zhì)與粒子性質(zhì)的實驗.雙縫實驗所需的基本儀器設置很簡單,拿光的雙縫實驗來說,將相干光束射向一塊內(nèi)部刻出兩條狹縫的不透明擋板.在擋板的后面,放置照相底片或某種偵測屏,用來記錄通過狹縫的光波的數(shù)據(jù).通過這些數(shù)據(jù),了解光束的物理性質(zhì).光束的波動性質(zhì)使得通過兩條狹縫的光束互相干涉,造成了顯示于偵測屏的明亮條紋和黑暗條紋,這就是雙縫實驗著名的干涉圖案.可是,實驗者又發(fā)覺,光束總是以一顆顆粒子的形式抵達偵測屏.雙縫實驗也可以用來檢試像電子一類粒子的物理行為,雖然使用的儀器不同,都會得到類似的結(jié)果,顯示出微觀粒子的波粒二象性.

2 高中生物理學習興趣的培養(yǎng)策略

2.1 精心設計課堂導入，集中學生課堂注意力

課堂教學若能構(gòu)建良好的開端,便意味著這節(jié)課已經(jīng)成功了一半.對此,教師必須注重課堂導入方式的精心設計,將更多形式的教學輔助手段充分用到課堂導入環(huán)節(jié)中,在激發(fā)學生學習興趣的同時,使學生的課堂注意力能夠持續(xù)集中.

例如,教師在教學“雙縫干涉實驗”這一內(nèi)容時,便可利用多媒體技術導入一些物理學史的相關內(nèi)容,包括托馬斯·楊于1801年進行的楊氏雙縫干涉實驗中對光的波動性的肯定,1803年他利用干涉原理解釋衍射現(xiàn)象,在同年發(fā)表了《自然哲學與機械學講義》,1818年菲涅耳以光的干涉原理補充了惠更斯原理……以圖片、文字、視頻等形式給予學生視覺沖擊,讓學生產(chǎn)生想要一探究竟的欲望,并感知科學家執(zhí)著的探索與奉獻精神,在降低物理知識抽象性的同時,使學生逐漸領悟物理學習的奧妙.

2.2 持續(xù)創(chuàng)新教學方法，調(diào)動學生課堂積極性

高中生進行物理學習的過程,實際上就是對物理知識產(chǎn)生特殊認識的過程,其作為認識主體,只有通過感知與實踐才能推動認知活動的順利進行.對此,教師在物理教學中應充分凸顯學生的主體作用,對新的教學方法進行不斷的改進與嘗試,讓學生在探究、討論與發(fā)現(xiàn)的過程中做到主動學習,提升學生的物理學習興趣.

教師可嘗試開展啟發(fā)式教學,讓學生成為學習主體,而教師則承擔起啟發(fā)者、引導者的角色,找準啟發(fā)的切入點,并把握好啟發(fā)的時機與條件,讓學生開動腦筋思考,展開觀察、發(fā)現(xiàn)、探究與實驗,從而帶領學生完成高效的思維活動,起到培養(yǎng)興趣、發(fā)展能力等目的.例如在進行“雙縫干涉實驗”教學時,由于之前教師已經(jīng)講解了相關的理論知識內(nèi)容,為進一步驗證理論內(nèi)容,便利用多媒體將“光的干涉現(xiàn)象”這一內(nèi)容進行回顧,并向?qū)W生提問：“當兩個光源與屏上某點間的距離差同波長存在某一關系時,屏上出現(xiàn)亮條紋或暗條紋,大家認為可以用這一原理去測量光的波長嗎?”引導學生跟隨著教師的思路去思考與討論,這樣一來,不僅可以有效激發(fā)學生的學習興趣,還能提高其思維、合作與溝通能力,有利于培養(yǎng)高中生的物理學科核心素養(yǎng).

教師還可引導學生展開研究性學習,讓其對某一物理課題展開多層次、多角度及多形式的研究,進而將其對研究結(jié)果產(chǎn)生的間接興趣轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習過程的直接興趣.由此,物理學習活動便不再是他們的負擔,也不會使其感到枯燥無味,而是轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谐删透械挠淇祗w驗,大大激發(fā)了學生的物理學習興趣.例如在進行“雙縫干涉實驗”時,為進一步優(yōu)化實驗過程與結(jié)果,筆者組織了“以激光筆改進雙縫實驗”的探究活動,即采用大功率的激光筆與具有縫寬差異的雙縫、光具架,成像如圖1,即縫寬為0.88mm,光源與屏幕的距離是L＝5.0m 的綠光干涉條紋,為明確條紋寬度,圖1中還有一枚一元硬幣.其中定性探究縫寬、波長、光源和屏幕、相鄰亮條紋間距的關系,可引導學生采用控制變量法展開實驗,先在波長和縫寬都不變的基礎上,改變光源和屏幕之間的距離；再在波長和光源到屏幕的距離不變的情況下,改變縫寬；最后在縫寬和光源到屏幕的距離不變的情況下,改變波長.而定量探究需要學生分組進行,需要將縫寬調(diào)整為不同的距離,同時明確相鄰亮條紋的間距及光源到屏幕的距離,測量相應的數(shù)據(jù)并分析各個變量間的關系.這樣不僅可激發(fā)學生的學習興趣,還能提升其動手能力與探究能力.

圖1

2.3 關注課堂教學細節(jié)，提高學生物理學習自信

細節(jié)決定成敗.在針對高中生展開物理教學時,教師同樣應從細節(jié)入手,對各個教學細節(jié)進行精心設計與密切關注,從而調(diào)動學生的物理學習興趣,使其積極參與到物理教學活動中來.例如如何采用合適的策略來引導學生展開有效預習,課下怎樣復習才能達到鞏固知識的理想效果,怎樣指導學生進行學習筆記的分析、總結(jié)、歸納與整合等.

總的來說,高中生正處于物理學習的關鍵階段,學生在這一時期表現(xiàn)出來的物理學習狀態(tài)將會對未來的物理學習產(chǎn)生重要的影響.對此,教師應加強對高中生物理學習興趣的激發(fā)與培養(yǎng),做到精心設計課堂導入、持續(xù)創(chuàng)新教學方法、關注課堂教學細節(jié)等,切實提高學生的物理學習興趣與物理學科核心素養(yǎng),實現(xiàn)高效物理課堂的構(gòu)建.