王雅梅 栗玉芝
1.問題情景體驗導(dǎo)入模式設(shè)計
[策略]導(dǎo)入一首古詩,營造光照射下的森林美景,體驗生活的樂趣,感悟生活的意境。
[問題引導(dǎo)]既然光是一種波,光能衍射嗎?為什么我們?nèi)粘I钪杏^察不到光的衍射現(xiàn)象?
[學(xué)生活動](1)闡述自己看到的現(xiàn)象:①晚上透過窗紗看遠處的燈光。②眼簾上睫毛的衍像。
(2)展示鏡頭蒙紗拍攝作品圖片。①在鏡頭上蒙上一片或幾片紗巾,拍攝街頭夜影。②用紗巾或其他薄如蟬翼的細密絲綢織物,在夜間隔紗觀看遠處的單絲電燈。
[設(shè)計意圖]選擇合適的角度導(dǎo)入光的衍射現(xiàn)象,使每位學(xué)生都獲得難以忘懷的“物理美”的享受,給學(xué)生留下了一份難忘的記憶。
[材料選擇]用生活中的普通材料,透過絲襪、絲織品、絲綢觀察燈光,獲得衍射圖像。課堂展示學(xué)生用紗巾蒙上鏡頭拍攝的照片,讓學(xué)生感受物理的生活之美。
[問題引導(dǎo)]織物細孔光柵的衍射:紗巾、絲襪、透明紙可能產(chǎn)生光的衍射嗎?
[學(xué)生活動]拿出自己的紗巾、絲襪看紅燈、藍燈、白燈, 選出自己看到的衍射形狀。觀察、記錄、描畫出它們的衍射圖樣。
[設(shè)計意圖]普通的材料也能變出漂亮的圖樣,讓學(xué)生享受物理的美,使抽象的物理概念直觀化、可視化、可操作化。更可喜的是學(xué)生進一步從理論上意會光衍射時的花紋之美。一個小小的“泊松亮斑”實驗讓人們信奉了上百年的科學(xué)體系瞬間土崩瓦解!重溫科學(xué)家的研究過程,在問題情境中思考問題,在思考問題中提出假設(shè),在實驗探究中尋找規(guī)律,掌握知識。
[策略]用常見的日常用品設(shè)計出高端的實驗,以微課的形式展示有魅力的對比實驗,產(chǎn)生很強的震撼效果。
[教師]在兩張手機貼膜表面分別貼上 “0.5 mm”“2.0 mm”直徑大小的黑色金屬墊片。紅色激光筆一個,分別照射這兩個黑斑,在光屏上即可獲得“泊松亮斑”。
[學(xué)生活動](1)觀察你看到了什么現(xiàn)象,討論、比較它們的不同表現(xiàn)在哪些方面及原因?(2)拔下自己的頭發(fā)絲,用紅色、藍色激光筆照射映在墻上。
[思考與交流]觀察光屏上出現(xiàn)的圖樣,分別進行討論。總結(jié)科學(xué)的概念。
[設(shè)計意圖]用各色激光筆、頭發(fā)做實驗吸引注意。通過動手探究活動,將物理與生活聯(lián)系起來,將思考引向深入,提升學(xué)生探究的興趣,讓學(xué)生深刻理解物理知識在社會和生活中的應(yīng)用,同時提高其科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)。
2.問題探究新課教學(xué)模式設(shè)計
[材料]激光筆、水彩筆、單絲白熾燈、紅燈、藍燈各三只;不同寬度單縫、小孔光具六套;薄紗巾、真絲巾及長、短絲襪每人一套;紅、綠、藍彩色LED燈一串。
[教師](1)先點亮紅燈,邀請一位學(xué)生畫出用兩種寬度不同的單縫觀察紅燈的衍射圖樣。(2)點亮紅燈和藍燈,邀請一位學(xué)生畫出用同一單縫觀察紅燈與藍燈的衍射圖樣。
[學(xué)生活動](1)單縫衍射:用兩種寬度不同的單縫光具觀察紅燈,記下衍射圖樣,在紙上用紅色水彩筆畫出兩種不同縫寬時紅光的衍射圖樣。(2)用同一寬度的單縫光具觀察紅燈與藍燈。在紙上用紅、藍兩色水彩筆分別畫出同一縫寬時紅燈與藍燈的衍射圖樣。
[教師]點亮單絲白熾燈,邀請學(xué)生通過狹縫觀察白熾燈。(1)探究用單縫光具觀察白熾燈,通過對比觀察修正實驗結(jié)論。(2)通過狹縫觀察白熾燈會看到什么現(xiàn)象?衍射條紋最外側(cè)是什么顏色?最內(nèi)側(cè)是什么顏色?
[問題引導(dǎo)]光通過狹縫繞向左右兩側(cè)。那么光通過小孔將繞向哪里?
[活動與思考]孔越小衍射越顯著,條紋間距大。但不能太小,為什么?
[設(shè)計意圖]讓每一個學(xué)生親自參與實驗、畫圖,直觀觀察亮暗程度及寬度,經(jīng)思考得出光強與條紋寬度關(guān)系的結(jié)論,使學(xué)生準確理解條紋的特點,體驗科學(xué)的嚴謹、經(jīng)歷探究過程的不同形式,培養(yǎng)辯證思維和創(chuàng)新能力。
3.問題解決創(chuàng)新模式設(shè)計
[學(xué)生活動](1)用手里的激光筆對準“激光衍射板”最下面的長條進行滑動照射,欣賞動態(tài)藝術(shù)圖案。(2)認識各種光柵片并欣賞在不同顏色激光照射下的美麗圖案。
[教師活動]介紹光柵動畫,進行實踐體驗。
[設(shè)計與思考]科技藝術(shù)節(jié)開展高中社團“莫爾條紋動畫”作品展示體驗活動,同時展示學(xué)生設(shè)計的“電磁感應(yīng)電流動態(tài)流動條紋圖”。
[設(shè)計意圖]隨著激光照射位置的移動,出現(xiàn)轉(zhuǎn)動的地球影像、星形、星座形狀以及一系列的軸圓。這種動態(tài)的藝術(shù)畫面,呈現(xiàn)出的美麗景象、變化色彩、動感圖文,更符合現(xiàn)代審美的要求。
將STEAM教育理念滲入物理課堂教學(xué),這樣深度的設(shè)計才有生命力,才能為學(xué)生活動的自主性、探宄性、互動性提供借鑒,極大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,精準培養(yǎng)了不同層次學(xué)生的核心素養(yǎng)。以此為支點,通過靈活組合,構(gòu)建多維輻射的教育體系,將有效凸顯教育理念的踐行價值。
作者單位? 西安市第七十中學(xué) 西安市蓮湖區(qū)教研室
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