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1、物理课堂中的观察和思维薄膜干涉的实验设计近几年随着新课程改革的不断深入，作为一线物理教师的我在抚触到时代气息的同时，也 感觉到了新课程提出的机遇和挑战。新课程要求物理教学改革的核心就在于探究式实验的创新和 开发，从而构建学生在课堂中的主体地位，使学生在教师的引导下自主地、主动地、创造性地学 习。新课程充分凸现“让每一个学生的个性获得充分发展”的价值观，提醒教师在物理教学中 必须以学生为本，要引导学生积极参与到课堂实验中来，积极观察和思维，相互合作与启发，进 而在实验中体味知识的开发过程，培养有效思维、协作能力和创新意识。新课程体系中的观察是有目的、有计划地运用各种感觉器官，了解周围环境、事物和
2、现象 的一种知觉过程，思维是人脑将观察、实验所得的感知材料进行加工，上升为理论知识的过程。 若要培养学生的学习能力，物理课堂教学就应该将设计教师如何教转变为设计学生如何学，从学 生背景、教学内容和学生知识的最近发展区出发，制定以学生能力发展为本的教学目的，在教学 过程中提供信息、手段、时间和空间，让每个学生亲历获得知识的全过程，使学生主动积极地动 手、动口、动眼、动耳、动脑，通过实际操作和交互的学习实践活动，主动观察和有效思维。这 种将传统的面向结论的学习转变为新型的面向过程的学习，才会真正把实验感知和思维活动紧密 结合，培养学生的观察能力和实验操作技能，养成勤于动手、善于思考的习惯以及严谨的
3、科学态 度和实事求是的工作作风。光的色散（二）一一薄膜干涉这节课，课本上内容较少，是按物理学习的常规顺序（现 象原理f应用）来介绍薄膜干涉现象的。若只想达到教材所述的知识目标，不需太长的时间就 可以应付一般的考试。但很多学生知其然而不知其所以然，稍微遇到些灵活变通的新问题就会束 手无策，可以说无法适应现在的高考改革，更谈不上利用所学知识解决问题和探索创新。如果在 教学中能以实验探究为主线，使学生明白其中道理，亲历知识获得的过程，学生不仅能学得灵活， 而且能使观察和思维能力、归纳能力、推理能力和运用所学知识进行创造发明的能力得到不同程 度的提升。课前实验器材准备：吸管、洗洁精溶液、酒精灯、铁丝圈
4、、载玻片（两片）、牛顿环。课堂引入过程中，教师可以列举大量的薄膜干涉现象（比如雨后马路上水塘中的彩色油膜、 光盘反面的彩色、激光防伪标志、方便面中的玩具魔幻卡等）激起学生的学习兴趣，然后提供吸 管和肥皂水，启发学生自制出七彩的条纹并要求观察条纹的特点。利用实验这种直观、形象的手 段，再现物理情景，可引导学生根据观察到的现象进行思考和探索规律，而不是单纯的抽象或空 想。当学生发现这样可让他们更轻松地解决问题时，就会逐渐养成利用实验这种形象直观的手段 来帮助思维，得出结论。通过视觉观察，学生很容易得到自己吹出的半球形彩色条纹和光盘反面 的彩色、马路上水塘中油层的彩色具有共同点，都是光照在薄膜上时发
5、生的现象，从而自然引出 薄膜干涉的概念。课堂教学过程中，同样可以用课内小实验的方法促使学生通过观察、分析和归纳获得新的 知识。生活中的物理现象纷繁复杂，大凡复杂的现象都可以化为几个简单模型的组合。科学的研 究方法，总是化繁为简，先从最简单的实验入手。所以在研究薄膜干涉的产生条件时，教材上介绍了 “单色光照射肥皂薄膜”的实验（如图）：在酒精灯的灯芯中撒一些钠盐，灯焰就能发出明 亮的黄光，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用酒精灯的黄光照射液膜。 把这层液膜当作一个平面镜，用它来观察灯焰的像。但实际上让学生做这个课内小实验时，学生 往往不知道怎么去观察到明显的实验现象，原因有二：肥
6、皂薄膜存在时间太短，学生很难在短 时间内观察清楚水平条纹；这个实验对光照要求较强。所以这个实验时间较难控制，教师如何 利用好有限的时间启发学生观察和思考就成为难题，可谓要做到惜时如金。这时，教师可以利用 教材上的“做一做”来解决上述问题：事先提供取两块显微镜的载玻片，用清水洗净晾干，再用 绒布擦去载玻片表面的灰尘和水汽。教师启发学生用两块玻璃中的空气薄膜代替刚才的肥皂夜 膜，再用类似的方法观察灯焰。学生自然想到把两块玻璃叠在一起，用相同的方法看灯焰在空气 薄膜中的像。在实验过程中，学生用手指捏住两块玻璃时自然加压，会发现条纹会移动，学生通 过独立思考或小组讨论都不难得到“等厚干涉”的规律，教师
7、乘势引出利用劈尖干涉检查平面平 整程度的应用原理。这样的“改装”，既能为教师的讲解和学生的思维提供足够的时间，又能激 发学生的发散思维和创新能力，还能为牛顿环的原理分析作铺垫，一举多得。牛顿环的使用也是这节课的一个亮点。用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一片平面玻 璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆 环条纹；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆环条纹。教师可把上述实验中的其 中一片载玻片换成凸透镜引出牛顿环，启发学生来猜测条纹的特点，然后引出它的应用领域：牛 顿环是光的波动性的最好证明之一，常用来检验光学元件表面的准确度.如果改变凸透
8、镜和平板 玻璃间的压力，能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化，条纹就会移动。用此原理可以精密地测 定压力或长度的微小变化。这种台阶式的思维方式和探究方法，使学生在自主探究规律时，要跳 一跳才够得着，非但不会损伤其积极性，还会激发学生探究物理奥秘的兴趣。而且，把一个复杂 的新情景化解为已学过的简单模型的组合和利用已知模型去解决新问题的能力，正是现在高考试 题中重点要求的能力。课堂接近尾声之时，增透膜的教学是一个很好的引申点。现在汽车已经普及，汽车车窗的 镀膜现象非常广泛。增透膜的干涉特点不一定要分析得清晰透彻，可以作为一个课后思考给予学 生想象和思维的空间。在分析过程中，有的同学又会联想到一些相似的现象，去思考其原因 这一切会促使他们进一步思考问题的实质，从而更熟练精确地掌握本质规律，这些有趣的物理现 象能激发他们的创造欲望。久而久之，就能真正实现让学生学会仔细观察和学会有效思维这一较 高的境界.物理是一门实验科学，教学中适时地采用实验能得到事半功倍的效果。而怎样让学生通过 自己动手来学习知识，发挥主动性，克服课堂教学“满堂灌”现象，使学生学会观察现象和主动 分析问题是高中新课程理念中物理课堂的主要任务之一。当然，应用实验来以趣激疑只是启发思 维的起点，至于怎样推进思维活动的展开仍需教师不断的引导和努力，这也是我更需要深层次思 考的问题。
