1.问题情景体验导入模式设计

[策略]导入一首古诗,营造光照射下的森林美景,体验生活的乐趣,感悟生活的意境。

[问题引导]既然光是一种波,光能衍射吗?为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象?

[学生活动](1)阐述自己看到的现象:①晚上透过窗纱看远处的灯光。②眼帘上睫毛的衍像。

(2)展示镜头蒙纱拍摄作品图片。①在镜头上蒙上一片或几片纱巾,拍摄街头夜影。②用纱巾或其他薄如蝉翼的细密丝绸织物,在夜间隔纱观看远处的单丝电灯。

[设计意图]选择合适的角度导入光的衍射现象,使每位学生都获得难以忘怀的“物理美”的享受,给学生留下了一份难忘的记忆。

[材料选择]用生活中的普通材料,透过丝袜、丝织品、丝绸观察灯光,获得衍射图像。课堂展示学生用纱巾蒙上镜头拍摄的照片,让学生感受物理的生活之美。

[问题引导]织物细孔光栅的衍射:纱巾、丝袜、透明纸可能产生光的衍射吗?

[学生活动]拿出自己的纱巾、丝袜看红灯、蓝灯、白灯, 选出自己看到的衍射形状。观察、记录、描画出它们的衍射图样。

[设计意图]普通的材料也能变出漂亮的图样,让学生享受物理的美,使抽象的物理概念直观化、可视化、可操作化。更可喜的是学生进一步从理论上意会光衍射时的花纹之美。一个小小的“泊松亮斑”实验让人们信奉了上百年的科学体系瞬间土崩瓦解!重温科学家的研究过程,在问题情境中思考问题,在思考问题中提出假设,在实验探究中寻找规律,掌握知识。

[策略]用常见的日常用品设计出高端的实验,以微课的形式展示有魅力的对比实验,产生很强的震撼效果。

[教师]在两张手机贴膜表面分别贴上 “0.5 mm”“2.0 mm”直径大小的黑色金属垫片。红色激光笔一个,分别照射这两个黑斑,在光屏上即可获得“泊松亮斑”。

[学生活动](1)观察你看到了什么现象,讨论、比较它们的不同表现在哪些方面及原因?(2)拔下自己的头发丝,用红色、蓝色激光笔照射映在墙上。

[思考与交流]观察光屏上出现的图样,分别进行讨论。总结科学的概念。

[设计意图]用各色激光笔、头发做实验吸引注意。通过动手探究活动,将物理与生活联系起来,将思考引向深入,提升学生探究的兴趣,让学生深刻理解物理知识在社会和生活中的应用,同时提高其科学技术素养。

2.问题探究新课教学模式设计

[材料]激光笔、水彩笔、单丝白炽灯、红灯、蓝灯各三只;不同宽度单缝、小孔光具六套;薄纱巾、真丝巾及长、短丝袜每人一套;红、绿、蓝彩色LED灯一串。

[教师](1)先点亮红灯,邀请一位学生画出用两种宽度不同的单缝观察红灯的衍射图样。(2)点亮红灯和蓝灯,邀请一位学生画出用同一单缝观察红灯与蓝灯的衍射图样。

[学生活动](1)单缝衍射:用两种宽度不同的单缝光具观察红灯,记下衍射图样,在纸上用红色水彩笔画出两种不同缝宽时红光的衍射图样。(2)用同一宽度的单缝光具观察红灯与蓝灯。在纸上用红、蓝两色水彩笔分别画出同一缝宽时红灯与蓝灯的衍射图样。

[教师]点亮单丝白炽灯,邀请学生通过狭缝观察白炽灯。(1)探究用单缝光具观察白炽灯,通过对比观察修正实验结论。(2)通过狭缝观察白炽灯会看到什么现象?衍射条纹最外侧是什么颜色?最内侧是什么颜色?

[问题引导]光通过狭缝绕向左右两侧。那么光通过小孔将绕向哪里?

[活动与思考]孔越小衍射越显著,条纹间距大。但不能太小,为什么?

[设计意图]让每一个学生亲自参与实验、画图,直观观察亮暗程度及宽度,经思考得出光强与条纹宽度关系的结论,使学生准确理解条纹的特点,体验科学的严谨、经历探究过程的不同形式,培养辩证思维和创新能力。

3.问题解决创新模式设计

[学生活动](1)用手里的激光笔对准“激光衍射板”最下面的长条进行滑动照射,欣赏动态艺术图案。(2)认识各种光栅片并欣赏在不同颜色激光照射下的美丽图案。

[教师活动]介绍光栅动画,进行实践体验。

[设计与思考]科技艺术节开展高中社团“莫尔条纹动画”作品展示体验活动,同时展示学生设计的“电磁感应电流动态流动条纹图”。

[设计意图]随着激光照射位置的移动,出现转动的地球影像、星形、星座形状以及一系列的轴圆。这种动态的艺术画面,呈现出的美丽景象、变化色彩、动感图文,更符合现代审美的要求。

将STEAM山东智顷数位学习理念渗入物理课堂教学,这样深度的设计才有生命力,才能为学生活动的自主性、探宄性、互动性提供借鉴,极大调动了学生学习物理的兴趣,精准培养了不同层次学生的核心素养。以此为支点,通过灵活组合,构建多维辐射的山东智顷数位学习体系,将有效凸显山东智顷数位学习理念的践行价值。

作者单位 青岛市第七十中学 青岛市莲湖区教研室

责任编辑:张 言