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        演示性實驗和設(shè)計性實驗教學(xué)在初中“物理光學(xué)”課程中的應(yīng)用

        2020-09-10 06:24:07李英
        看世界·學(xué)術(shù)上半月 2020年12期
        關(guān)鍵詞:物理光學(xué)設(shè)計性實驗

        摘要:“物理光學(xué)”課程具有較強的理論性,老師在教學(xué)中需要以內(nèi)適宜的實驗。本文從實際出發(fā)探究初中“物理光學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀,分析“物理光學(xué)”課程對學(xué)生發(fā)展的重要意義。從對原有教材內(nèi)容的優(yōu)化和增加創(chuàng)新的設(shè)計性試驗這兩個方面總結(jié)在初中“物理光學(xué)”課程教學(xué)中應(yīng)用演示性實驗和設(shè)計性實驗的模式。

        關(guān)鍵詞:物理光學(xué);演示性實驗;設(shè)計性實驗

        引言:2019年11月我國教育部印發(fā)《關(guān)于加強和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》,在學(xué)習(xí)中應(yīng)該提高學(xué)生們的觀察能力和動手能力,樹立創(chuàng)造性思維,優(yōu)化團(tuán)隊合作意識。教育部對實驗性教學(xué)有了更明確的要求,并且決定在2023年把實驗操作的內(nèi)容匯入到初中的學(xué)業(yè)考試中。老師應(yīng)在“物理光學(xué)”課程中加入實驗環(huán)節(jié)。

        一、初中“物理光學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

        “物理光學(xué)”匯集物理和光電信息的相關(guān)知識,在初中物理課程中占據(jù)重要地位。這個概念的理論性較強,事物之間的規(guī)律較為抽象,難以用生動的語言進(jìn)行描述,增加學(xué)生們學(xué)習(xí)的難度。所以,授課老師應(yīng)該不斷轉(zhuǎn)化教學(xué)的模式,拉近學(xué)生之間的距離,增加物理課程的吸引力,提高學(xué)生們的參與感?,F(xiàn)階段,物理課程的主要采用知識傳授的模式,學(xué)生們只是掌握基礎(chǔ)的理論知識,缺乏實際的動手能力和探索意識,這樣不利于學(xué)生們的全面發(fā)展。在進(jìn)行“物理光學(xué)”教學(xué)時,應(yīng)該合理地融入演示性和設(shè)計性實驗,把理論知識和動手實驗構(gòu)建直觀聯(lián)系,這樣能夠?qū)σ褜W(xué)的知識進(jìn)行有效補充和說明。

        二、在初中“物理光學(xué)”課程教學(xué)中應(yīng)用演示性實驗和設(shè)計性實驗的模式

        (一)對原有教材內(nèi)容的優(yōu)化

        1.小孔成像

        光的傳播在日常的生活中較為常見,但是學(xué)生們不能準(zhǔn)確地把握其中的知識點,無法把實際和物理知識構(gòu)建聯(lián)系。在物理教學(xué)中老師可以通過“小孔成像”實驗,幫助學(xué)生們掌握其中的知識,降低學(xué)習(xí)的難度。利用LED光源,在罐頭瓶的底部開一個小洞,之后把塑料薄膜覆蓋在罐頭的另外一頭,之后在上面覆蓋一個遮光的設(shè)備。這樣就可以正式進(jìn)行實驗,如果覆蓋遮光設(shè)備,把LED光源放置在小孔的位置,這樣在塑料薄膜就會呈現(xiàn)一個倒立的圖像。要想提高觀察的效果,可以適當(dāng)把教室的亮度調(diào)暗[1]。在遮光設(shè)備的影響下成像效果更加清晰,能夠幫助學(xué)生們直觀地體會成像的過程,以便明確小孔成像的概念。

        2.平面鏡成像

        平面鏡是初中物理教學(xué)中較為常見的實驗內(nèi)容,但是因為多用因素的干擾,實驗數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生較大的誤差,影響結(jié)果的精準(zhǔn)性。在進(jìn)行物距或者像距的數(shù)值時可能存在一定的偏差,從而引發(fā)學(xué)生們的疑惑。所以應(yīng)該進(jìn)行實驗性教學(xué),優(yōu)化學(xué)生們的理解效果。老師利用亞克力雙面鏡,通過拼湊的方法把它們?nèi)珉A梯般連接在一起。應(yīng)用LED燈作為光源,把誤差控制在合理范圍內(nèi)。在需要觀察的物體上畫上方格,以便學(xué)生們進(jìn)行直觀觀察,老師在底座架設(shè)一個旋轉(zhuǎn)設(shè)備,以便老師進(jìn)行演示。這樣學(xué)生們可以通過不斷旋轉(zhuǎn)物體的位置,判斷那兩個觀察物是否能重合。在這個演示實驗中鏡子的成像效果較為清晰,不需要在配置額外的光源。

        3.光的反射定律

        在學(xué)習(xí)“光的反射定律”時應(yīng)該探究反射光應(yīng)該按照什么方向射出,明確在什么情況下能后看到反射光。為了幫助學(xué)生掌握光的反射規(guī)律,探究在不同情況下光的變化,老師通過演示實驗的模式為學(xué)生們構(gòu)建實驗情境。利用玻璃圓柱進(jìn)行分光操作,把激光燈投入到管中,把光線直接投入到水中,這樣能提高光路的明顯程度。把兩塊鐵板制作成可旋轉(zhuǎn)的光屏,在光屏的底部設(shè)置量角器。在操作中把光的傳播實驗和反射實驗進(jìn)行結(jié)合以便學(xué)生們能夠更加直觀掌握其中的規(guī)律[2]。利用激光筆按照光屏的位置投射到水中,保證光線能夠穿過光屏的中心點,然后老師邀請學(xué)生畫出對應(yīng)的折線,并讀出對應(yīng)的角度。之后再把光屏向后面彎折,通過觀察可知反射線、射線和法線依舊在同一個水平面上。通過這個演示性實驗?zāi)軌虬阎R構(gòu)建聯(lián)系,加深學(xué)生們的記憶效果和質(zhì)量,構(gòu)建系統(tǒng)的知識框架。

        4.分析凸透鏡成像規(guī)律

        在進(jìn)行教學(xué)時,老師為了幫助學(xué)生們更好地掌握凸透鏡的成像規(guī)律,老師利用普通的LED手電筒,并在燈罩上蒙上塑料袋和不透明的卡紙,然后在上面寫上“L”,從而形成一個光源,或者直接用小燈拼湊成一個字母“L”。為了便于學(xué)生們進(jìn)行觀察,把凸透鏡安排在光具座的中點位置,保障兩邊的數(shù)值能夠逐漸增大,這樣學(xué)生們就能有效掌握物距和像距。利用不透明的紙板充當(dāng)遮光板。這時老師引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行操作,通過移動物距和像距能夠獲得倒立并放大的圖像。如果把紙板當(dāng)下就能明顯感受圖像變暗,但是位置和大小因素沒有明顯改變。利用這種模式能使實驗更加直觀,能夠進(jìn)行科學(xué)的實驗觀察幫助學(xué)生們更好地掌握實驗的規(guī)律。

        (二)增加創(chuàng)新的設(shè)計性試驗

        1.水中火焰

        這個實驗主要應(yīng)用光折射的原理,讓學(xué)生們產(chǎn)生視覺錯誤,以達(dá)到蠟燭可以在水下燃燒的情況。把一支蠟燭固定在玻璃杯底部,然后在玻璃杯的后面放上同樣一個蠟燭并點燃,確保兩者處于同一水平面上,之后向玻璃杯中注水。在光的折射下就能展現(xiàn)出蠟燭在水中點燃的情況。這個實驗?zāi)芎蠹ぐl(fā)學(xué)生們濃厚的學(xué)習(xí)興趣,加強實驗的參與感。

        2.光在不同介質(zhì)中傳播

        物理實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生們直觀理解物理現(xiàn)象,但是因為多種條件的制約,實驗的效果無法得到預(yù)期的效果。老師應(yīng)該進(jìn)行設(shè)計性實驗,從生活處入手提高光學(xué)實驗的影響力。老師帶領(lǐng)學(xué)生們探究光在不同介質(zhì)中的傳播效果,在實驗中融入創(chuàng)新的理念,提供更加豐富的教學(xué)資源。在水箱中加入清水,其次再加入食鹽,然后不斷地攪拌直到完全溶解為止。之后再往里面加入已經(jīng)稀釋的牛奶。使用激光筆,激光通過液體就會出現(xiàn)彎折的情況。在水箱的一側(cè)放上蠟燭就會出現(xiàn)“海市蜃樓”的情況。這個實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生們掌握光在不同介質(zhì)中的傳播效果,在實驗中加入牛奶能夠減慢擴(kuò)散的速度,把光的偏折情況直觀呈現(xiàn)出來。

        結(jié)論:綜上所述,傳統(tǒng)的初中物理教學(xué)都會把理論知識教學(xué)和實驗進(jìn)行分割,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時無法實現(xiàn)知識的有效應(yīng)用。在進(jìn)行“物理光學(xué)”的教學(xué)時,應(yīng)該根據(jù)光學(xué)器具的呈現(xiàn)特點,把演示性實驗和設(shè)計性實驗科學(xué)地融合到課堂中,確保理論知識和實驗的有效互動,幫助學(xué)生掌握物理規(guī)律,明確物理現(xiàn)象。

        參考文獻(xiàn):

        [1]成麗珠.人教版初中物理教材中光學(xué)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新研究[D].西華師范大學(xué),2020.

        [2]吳勇輝.在初中物理光學(xué)教學(xué)中構(gòu)建“低負(fù)高效”課堂[J].華夏教師,2020(13):29-30.

        作者簡介:

        李英(1986.11)女,浙江紹興人,本科,二級教師,初中物理教學(xué)。

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