全国优秀物理教学设计《双缝干涉》教学.doc

《双缝干涉》教学 设计方案 目 录 （注：蓝色文字为超级链接，按住Ctrl并单击可跳转到相应位置） 一、教学内容概述 二、教学目标分析 三、重点和难点 四、学习者特征分析 五、教学策略选择与设计 六、教学资源与工具设计 七、教学过程 （一）设疑引入 （二）专题探究 （三）归纳总结 （四）课后思考 八、教学流程图 九、教学评价设计 十、板书设计 十一、注释和说明 十二、教学后记 参考资料 附加说明 《双缝干涉》教学设计方案 一、教学内容概述 ［］与高中学生的认知水平相适应的的，典型的［］1．知识与技能 认识干涉条纹的特征 2．过程与方法 通过机械波，3．情感态度与价值观 三、重点和难点［］重点干涉的特征难点［］学生 五、教学策略选择与设计［］更加关注学生获取知识的过程为学生搭建自主学习平台让学生是科学探究的重要要素之一要求学生在观察之前先进行猜想测根据然后观察这一方面是为了克服观察的盲目性同时这个的科学探究［］ 这套仪器调整起来稍显复杂，而且只能通过目镜对现象进行观察。用来做学生分组实验效果尚可，用来做演示实验则实在勉为其难。但如果学生在本节课的研讨中不能亲眼看到光的干涉现象，显然就缺少了一个至关重要的认知环节。为此，我设计制作了可以对实验结果进行数字化分析的“双缝干涉分析仪”。仪器结构如图2所示（摄像头通过USB接口与电脑连接，照片中未拍摄电脑）。 双缝干涉分析仪利用激光器作为光源，从而克服了普通光单色性不好、强度较弱的缺点。摄像头将光屏上的干涉条纹实时地传递给计算机进而通过投影仪在大屏幕上显示出来，给学生以最真实、最清晰的认知感受。这套仪器能够不受外界光环境限制，清晰地在投影屏幕上呈现干涉条纹。 这套仪器的另一显著特点是将实验现象直接送入了计算机，从而为进一步的定量分析提供了方便。利用图片编辑软件，可以轻松地对干涉条纹进行裁切、测量、比较，这是传统的双缝干涉演示仪器所做不到的。［注释一］ 我采用的图片编辑工具是Microsoft公司开发的画图（mspaint）软件，这套软件操作比较简单，而且就本课的应用而言其功能已经足够（当然，使用其它图片加工软件未尝不可，如Adobe公司开发的PhotoShop等）。 为便于实验探究中进行条纹间距的对照，需要在课前以图片形式准备四组如图3所示的标尺（保存为bmp格式以便编辑），其中三组标尺分别对应“双缝与光屏的距离对条纹间距的影响”、“双缝间距对条纹间距的影响”、“光的波长对条纹间距的影响”。由于不能预知学生探究结论的出现次序，因此将这三组标尺保存成三个文件以保证随时方便地调用。最后一组标尺对应“其它因素对条纹间距的影响”。在探究过程中，可能会有学生认为存在其它影响条纹间距的因素，如果学生在集体讨论中发表了这样的观点，那么除了请学生在理论上对其进行分析之外，在必要的情况下需要通过实验给予验证。［注释二］ 另外，为了提高课堂效率，教师于课前完成四次验证条纹间距相等的实验并以图片形式保存实验结论，以备课堂演示之用。 七、教学过程［］［］［］推测和猜想：请学生对实验现象进行预测，然后针对此问题交流观点。 由于学生对机械波的干涉现象已经有了深刻的认识，因此可以通过独立的思考得出如下推测： 光的干涉图样可能是明暗相间的。 （注：由于这个问题其实是上节课留下的悬疑，所以有的学生可能在课前就已经作了充分的研究，在此直接给出“明暗相间的等间距条纹”的结论。如果有这样的情况，教师应该给予高度的评价，并鼓励其他学生发扬这种钻研精神。） 实验探究：利用双缝干涉分析仪进行实验（取光屏到双缝的距离 80cm，双缝间距 0.20mm，激光波长 532nm）。请学生认真观察，描述看到的实验现象。 实验可以得到如图4所示的干涉条纹（注：为便于排版，压缩了图片尺寸，但除此之外未做任何其它加工，下同）。 学生根据实验现象，可以得到如下结论： 干涉图样是明暗相间的等间距条纹。 为了进一步检验条纹间距是否相等，可以对条纹进行切割比较（如图5）。 为使实验结论更具普遍性，出示课前做过的四组验证条纹间距相等的实验结论（如图6）。 阶段性结论：双缝干涉的实验现象： 明暗相间的条纹； 条纹间距相等。 【探究课题二】影响条纹间距的因素有哪些？ 小组讨论：请学生注意观察图6，发现在不同条件下做实验，条纹间距并非一成不变。那么，到底是哪些因素对条纹间距造成了影响，造成了什么样的影响？请学生展开小组讨论，设计方案找到影响条纹间距的因素。 本环节具有高度的灵活性，教师要允许学生充分发挥其想象力和创造力，只要是合理的方案，就要给予肯定。在学生进行小组讨论的过程中，教师应在必要时给以一定的帮助和提示。 观点交流：请学生阐述、交流自己的观