一個改進的“光的色散”實驗及由其展開的教學(xué)設(shè)計

孫燕

摘 要：文章的教學(xué)設(shè)計是在上教版八年級物理（上冊）第二章第四節(jié)《光的色散》內(nèi)容基礎(chǔ)上，通過對本節(jié)課最重要的實驗器材三棱鏡的改進，使其具備光路清晰可見、觀察范圍更大的優(yōu)勢。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了兩個創(chuàng)新的課堂演示實驗，實現(xiàn)以實驗為載體，用問題做引導(dǎo)，在教師創(chuàng)造的認知沖突和實驗情境中調(diào)動學(xué)生的思維積極性，使他們主動參與到學(xué)習(xí)過程中，從而獲得知識和技能。

關(guān)鍵詞：光的色散；裝置改進；實驗創(chuàng)新

一、教學(xué)任務(wù)分析與目標(biāo)制定

從教材編排看，光的色散這節(jié)內(nèi)容是光學(xué)最后一節(jié)，既是光的反射、折射等知識的應(yīng)用，也是光的傳播規(guī)律的進一步深入。其中光的色散這一知識點既是光的折射的延續(xù)，也是揭開光和物體的顏色之謎的基礎(chǔ)。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本年級的學(xué)生對光的色散內(nèi)容有一定的了解，但對物理規(guī)律的理解深度不夠，更不能很好地應(yīng)用知識解決問題。因此本節(jié)課將以實驗為載體，用問題做引導(dǎo)，在教師創(chuàng)造的認知沖突和實驗情境中，調(diào)動學(xué)生的思維積極性，使他們主動參與到學(xué)習(xí)過程中，從而獲得知識和技能。

根據(jù)教學(xué)任務(wù)分析，將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)制定如下：

（1）經(jīng)歷觀察各種色散現(xiàn)象得出結(jié)論的過程，知道光的色散現(xiàn)象及產(chǎn)生原因；感受觀察與實驗是物理研究的基本方法。

（2）知道紅、綠、藍光是三原色光。

（3）通過了解科學(xué)家探究光的色散的物理學(xué)史，體會科學(xué)知識形成過程的艱辛，養(yǎng)成尊重客觀、實事求是的科學(xué)態(tài)度。

其中教學(xué)重點為光的色散現(xiàn)象；難點是理解色散原因。

二、實驗創(chuàng)新，裝置的改進

1.實驗創(chuàng)新

（1）學(xué)生實驗

學(xué)生實驗1：玻璃棒、手機。

學(xué)生實驗2：光的三原色合成器。

（2）演示實驗

演示實驗1：紅色筷子、紅藍筷子、三棱鏡、攝像頭

演示實驗2：平行光源、三棱鏡

演示實驗3：紅、綠激光、三棱鏡、空氣清新劑

2.實驗裝置的改進（圖1）

本節(jié)課最重要的實驗裝置是三棱鏡，課本配套裝置是由玻璃做成，規(guī)格較?。桓倪M后的裝置由有機玻璃做成，尺寸較大，內(nèi)可裝水。這樣的改進相較以往具備兩個明顯的優(yōu)點：①在水中滴加硝酸銀溶液后，光路變清晰，易于學(xué)生觀察。②尺寸較大，透過水棱鏡觀察的范圍更大。

三、教學(xué)設(shè)計思路

根據(jù)新的課程理念，本節(jié)課以多個實驗為載體，在問題設(shè)置引導(dǎo)下，不斷地給學(xué)生創(chuàng)造認知沖突，提高學(xué)生思維積極性，培養(yǎng)學(xué)生思維的系統(tǒng)性和縝密性。

1.實驗創(chuàng)造認知沖突——“筷子斷開實驗”（圖2）

知識儲備：學(xué)生根據(jù)光的折射規(guī)律已知：透過棱鏡會觀察到筷子斷成兩截，但是棱鏡中的這一段不會斷開。

實際現(xiàn)象：教師把筷子涂上顏色，再請學(xué)生用三棱鏡觀察遠處的兩根筷子。學(xué)生發(fā)現(xiàn)棱鏡中“紅色筷子”沒有斷開，但是“紅藍筷子”卻斷開了。

實驗現(xiàn)象完全出乎學(xué)生意料，引發(fā)學(xué)生的認知沖突。學(xué)生驚訝之余，必然會思考這到底是什么原因引起的，不只是起到激發(fā)興趣的作用，更重要的是調(diào)動學(xué)生的思維積極性，從而引出課題。

2.實驗創(chuàng)新突破難點——“激光的折射實驗”（圖3）

實驗操作：將黑色激光以完全相同的方向入射到三棱鏡，為了看清光路，教師在棱鏡中滴加硝酸銀，使水中的光路可見；在空氣中釋放噴霧，使空氣中的光路可見。

實驗現(xiàn)象：學(xué)生發(fā)現(xiàn)經(jīng)過三棱鏡后黑色激光的傳播路徑不同了。

問題設(shè)置：“若將七種顏色的光混合后入射到三棱鏡，會發(fā)生什么現(xiàn)象？”

在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生能比較輕松地意識到不同顏色的光會散開，并且白光發(fā)生色散的原因就是不同色光在棱鏡中的折射程度不同引起的，從而輕松突破本節(jié)課的重點和難點。

四、課后總結(jié)與反思

筆者認為本節(jié)課的兩個實驗不是在以往實驗基礎(chǔ)上作簡單的改進，可以說是一種具有創(chuàng)新意識的發(fā)明創(chuàng)造。教師對學(xué)生的影響并不僅僅在于課本知識的傳授，更是科學(xué)素養(yǎng)的言傳身教。在倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的今天，我們要努力以教師的教學(xué)創(chuàng)新來激發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維。只有教師創(chuàng)新在前了，才可能為學(xué)生搭建起一個更高的思維平臺。學(xué)校改革的核心就是課堂教學(xué)的創(chuàng)造！雖然在實驗裝置的改進、實驗的設(shè)計過程中會遇到很多困難，但這種改進若能夠在課堂上發(fā)揮它的魅力，讓教師能在教學(xué)中高效地達成目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)有所獲，我想這種努力就是值得的。

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