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【摘要】針對牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，根據(jù)各種教學(xué)方法以及教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，討論如何選擇合適的教學(xué)方法應(yīng)用于該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)是有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能有效的激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，缺點(diǎn)是不利于控制進(jìn)度，用于預(yù)習(xí)階段則可以揚(yáng)長避短。講授法可以短時(shí)間傳授大量信息，適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)原理的闡述。問題教學(xué)法教學(xué)重點(diǎn)明確，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題以及解決問題的能力，適合應(yīng)用于重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：牛頓環(huán);任務(wù)驅(qū)動(dòng);講授法；問題教學(xué)法

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是西南石油大學(xué)面向全校工科專業(yè)開設(shè)的公共課，主要對學(xué)生進(jìn)行全面而系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)[1]。牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)是長期開設(shè)的基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一，筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生參與度不高，在教師講的時(shí)候跟不上節(jié)奏，調(diào)節(jié)過程根據(jù)課本中的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班去完成，知其然不知其所以然并沒有真正掌握其實(shí)驗(yàn)方法[2-5]。本文以牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)為例，根據(jù)各種教學(xué)方法的特點(diǎn)，探討如何應(yīng)用使學(xué)生積極參與教學(xué)中。

1任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用

預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)以學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦為主，教師不能花太多時(shí)間面面俱到地講解實(shí)驗(yàn)原理，因此預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)課非常重要的一環(huán)[6-7]。目前我校的預(yù)習(xí)管理方式為課前檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，預(yù)習(xí)報(bào)告包含的內(nèi)容有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理，大部分學(xué)生只是從課本上抄寫一遍應(yīng)付檢查，其中不少學(xué)生還寫不完整，比如有的學(xué)生只是敘述了牛頓環(huán)的形成原因，然而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是測量平凸透鏡的曲率半徑，因此應(yīng)該包括平凸透鏡的曲率半徑的測量方法。筆者認(rèn)為可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)[8]。對預(yù)習(xí)報(bào)告提出具體要求：一、實(shí)驗(yàn)原理部分可以列出小標(biāo)題：（1）牛頓環(huán)的形成原因。（2）測量計(jì)算式的推導(dǎo)及系統(tǒng)誤差的消除方法。二、在預(yù)習(xí)報(bào)告中設(shè)置一些問題，讓學(xué)生在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程弄清楚這些問題：（1）為什么測量牛頓環(huán)的直徑而不是半徑？（2）為什么圓心處可能亮也可能暗，更常見的是半明半暗？（3）為什么測的是弦長而不是直徑也不影響結(jié)果？（4）使用移側(cè)顯微鏡時(shí)應(yīng)注意哪些問題？（5）使用牛頓環(huán)儀需要注意什么？這些問題涉及的是該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識，仔細(xì)閱讀課本根據(jù)現(xiàn)有知識完全有能力做出解答或證明，通過回答這些問題達(dá)到良好的預(yù)習(xí)效果，為實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)習(xí)儲(chǔ)備充分的理論知識。

2講授法運(yùn)用

由于實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，不能在實(shí)驗(yàn)原理部分占用太多時(shí)間[9]，而實(shí)驗(yàn)原理涵蓋內(nèi)容較多，講授法優(yōu)點(diǎn)是高效率，缺點(diǎn)是學(xué)生獨(dú)立思考時(shí)間有限，可能跟不上教師的節(jié)奏，教師的講授過程要富有啟發(fā)性，并隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的反應(yīng)。

3問題教學(xué)法應(yīng)用實(shí)驗(yàn)步驟主要有

（1）將顯微鏡調(diào)至標(biāo)尺中間位置（2）調(diào)節(jié)牛頓環(huán)儀使圓斑盡可能小且盡可能在幾何中央并放在載物臺上，盡可能使圓斑對準(zhǔn)45度玻璃片（3）調(diào)節(jié)光源與45度玻璃片等高（4）關(guān)閉載物臺下方反光鏡（5）調(diào)節(jié)45度玻璃片從目鏡上能看到充足的黃光（6）調(diào)節(jié)目鏡使十字準(zhǔn)線清晰（7）調(diào)節(jié)調(diào)焦手輪使牛頓環(huán)清晰（8）移動(dòng)牛頓環(huán)儀使十字準(zhǔn)線盡可能對準(zhǔn)牛頓環(huán)中心。實(shí)際上儀器調(diào)節(jié)過程可歸納為儀器布置、光路調(diào)節(jié)、顯微鏡調(diào)節(jié)。在開學(xué)第一節(jié)課曾學(xué)習(xí)過儀器的安裝調(diào)節(jié)應(yīng)力求科學(xué)、安全、方便，科學(xué)指儀器的布置和安裝必須滿足實(shí)驗(yàn)要求和儀器的工作條件。其中步驟（1）（2）（8）為儀器布置，步驟（1）（4）（5）為光路調(diào)節(jié)，步驟（6）（7）為顯微鏡調(diào)節(jié)。（1）反光鏡該不該用？可以先讓學(xué)生進(jìn)行辯論，在辯論中學(xué)習(xí)，在辯論中獲得真知，最后教師進(jìn)行小結(jié)：反光鏡可以照亮載物臺，但是本實(shí)驗(yàn)觀測對象為干涉圓環(huán)，照亮反而不利于觀察。如果學(xué)生準(zhǔn)備不是很充分，難于從他們的討論中得出正確結(jié)論，教師可以提示：如圖3所示，在光路中用到反光鏡了嗎？學(xué)生此時(shí)幡然醒悟，并沒有。光線是從45度玻璃片反射到牛頓環(huán)儀上，然后向上反射到顯微鏡。（2）可不可以關(guān)閉45度玻璃片，使用反光鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？這是對教材的一種質(zhì)疑，符合學(xué)生的心理，既然儀器廠在底座安裝了反光鏡，那為什么不能選擇反光鏡？如果學(xué)生答不上來，教師提示透射光能否形成干涉圓環(huán)？有的學(xué)生會(huì)想到反射光、透射光都可以在兩塊玻璃間反射。這也就引出了下一個(gè)問題。（3）使用45度玻璃片和反光鏡各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？此時(shí)學(xué)生尚未動(dòng)手操作，可能回答不上來，需要教師示范一遍，操作的結(jié)果使學(xué)生明白使用反光鏡雖然容易獲得充足明亮的黃光，但是形成的牛頓環(huán)不清晰、難于分辨，而用45度玻璃片形成的牛頓環(huán)可以調(diào)的很清晰。（4）為什么反射光的牛頓環(huán)清晰而透射光的牛頓環(huán)不清晰？這個(gè)問題是對現(xiàn)象的理論解釋，如果在課堂上展開討論，不符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，可以引導(dǎo)有興趣的學(xué)生課外去學(xué)習(xí)研究這個(gè)問題。比如在演示文稿中寫上請查看《華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》第六卷第四期“從透射光中觀察牛頓環(huán)條紋不清晰的原因分析”[13]。如此既不占用寶貴的課堂時(shí)間又可以引導(dǎo)學(xué)生課外去查閱相關(guān)文獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過對問題的討論使學(xué)生積極參與教學(xué)過程中，對問題的積極思考使學(xué)生印象深刻，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而不是機(jī)械的執(zhí)行課本或教師的指令。

4結(jié)束語

教學(xué)方法應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)而定，在實(shí)際運(yùn)用中根據(jù)需要穿插使用，同時(shí)還須充分關(guān)注學(xué)生的參與，無論何種方法以啟發(fā)式教學(xué)思想作為運(yùn)用各種教學(xué)方法的指導(dǎo)思想，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

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作者：藍(lán)華山；伍麗莎；宋文博 單位：西南石油大學(xué)理學(xué)院