【摘要】教师通过拓展教学内容来为学生“学”提供各种信息资支持，让学生真正成为学习的主体。光的衍射教学中学生利用实验探究感兴趣的现象，以培养提出问题的能力、科学猜想能力和实验探究能力。

　　【关键词】教学拓展实验探究 光的衍射

　　建构主义理论强调利用各种信息资源来支持学生的“学”，让学生真正成为学习的主体。因此，随着新课程改革的不断推进，物理课堂教学拓展越来越受到广大物理教师的重视。教师努力以教材为中心，围绕重、难点进行多维度拓展，来丰富学生信息感知和思维层次的以达到学生自主构建知识的效果。在笔者观摩的物理课中，教学拓展存在面面俱到、为了拓展而拓展的现象。为此，笔者以光的衍射课为例，揭示拓展内容选择过程中应该遵循的重要原则。

　　一、设计思想

　　《高中物理课程标准解读》指出在一节课的教学中培养学生能力的不要面面俱到，要根据教学内容因势利导，不同的课有不同的侧重。根据光的衍射的特点，采用探究式教学，一方面重点培养学生提出问题的意识和能力;另一方面，通过在教材两个实验的基础上进行延伸，拓展，引导学生对比分析发现：光通过不同形状的障碍物发生衍射时，其衍射图样不一样，让学生在获得知识的同时，体验科学探究过程，了解科学研究方法，发展探索自然的兴趣与热情，培养实验探究能力和交流协作能力。

　　二、教学过程

　　1.承前启后引入课题，培养学生的提出问题能力

　　引课：当前有一门学科叫研究性学习，选修该课程时，不断有同学提出来：我研究什么问题?也就是说，有不少同学具备一定的解决问题的能力，却缺乏提出问题的能力。其实提出问题也是有规律可循的，今天我们就在探究物理规律的同时，来体验一下提出问题的方法。——上节课我们通过实验完成了对光的干涉的探索，光的干涉证明了光是一种波。如果你是光的波动说支持者，接下来应该干什么?

　　讨论：科学家群体作为一个群体，在这种情况下通常会有朝以下几个方向思考：是否能用其它的方法做光的干涉实验?完善波动理论?成果应用?

　　教师：如此看来研究方向还不少，我们选定一个方向：如果我们从完善波动理论来讲，应如何进一步深入?

　　讨论：干涉和衍射波的特有现象：既然光也是一种波，光是否会衍射?

　　教师：(讨论之后明确研究方向)光能否发生衍射?理所当然成为新的研究方向，也成了我们这节课的学习内容。

　　2.利用可调节单缝，探究光的衍射及其明显衍射条件

　　教师引导学生回顾分析：如果光和声音一样，也发生衍射，就应该“闻其声见其人”。日常生活中没有观察到光的衍射现象?是不是光没有衍射现象?

　　猜想：(1)没有衍射;(2)有衍射现象，但不明显，没有观察到。

　　讨论：波要发生明显衍射，必须满足一定的条件，只有障碍物或缝的尺寸跟波长差不多，或者比光的波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

　　实验：用激光照射宽度可调节的单缝，观察单缝后的光屏。

　　现象：当激光照在单缝上，当单缝宽度比较大时，光沿着直线方向通过缝，在屏上产生一条跟缝的宽度相当的亮线;逐渐减小单缝的宽度，屏上亮线起初随着单缝的宽度变窄也变窄，然后在单缝的宽度进一步变窄亮线变宽，并且出现了明暗相间的条纹。

　　结论：光能发生衍射。

　　总结：光能发生衍射。再次证明光是一种波，而且它具有波的特性，能发生干涉、衍射。

　　3.探究单缝衍射规律(由于篇幅原因，过程省略，下同)

　　4.利用不同形状的小孔，探究衍射图样与小孔形状的关系

　　教师：实验中单缝是竖直放置的，即水平方向很窄，竖直方向长。大家观察一下，衍射发生在水平方向还是竖直方向?

　　学生：光屏上竖直方向的长度与光斑的长度是一样的，水平方向发生了变化，衍射发生在水平方向。

　　教师：为什么衍射发生在水平方向而不是竖直方向?

　　学生：因为单缝水平方向尺寸小，符合发生明显衍射的条件;而竖直方向尺寸大，不符合发生明显衍射的条件。

　　教师：如果是这样，有什么办法让竖直方向也同时产生光的衍射现象?

　　学生：把单缝竖直方向的尺寸也变小，做得一样小，变成一个正方形。

　　教师：大家能否想象得出它的衍射图样会是什么样的?

　　学生: 竖直方向也如水平方向有衍射条纹，水平竖直同时出现，形成一个十字架形。

　　实验验证：用激光照射的正方形小孔，光屏上出现了如学生设想的衍射图样。(因为课本上没有这个内容，操作时完全是按学生的设想来做，结果图样符合学生的猜想，所以学生很兴奋。)

　　教师：实验的成功也再次证实了发生明显衍射的条件是孔的尺寸要小。

　　学生：老师，是否可以用其它形状的小孔来做光的衍射实验?

　　教师：你和老师想到时一块去了。我这里准备了三角形小孔，大家能否想象得出它的衍射图样会是什么样的?

　　学生：设想出的两种情形。

　　实验验证：用激光照射图中的正方形小孔，光屏上出现了学生设想的第二种图样。

　　学生：猜想正确的学生分析做出如此猜想的依据，三角形的三条边相当于三条单缝，每条单缝向两边衍射，三条单缝的衍射图样叠加，

　　教师：只要小孔足够小，都会发生光的衍射。不同形状的小孔，衍射图样会不同。光通过小圆孔发生衍射的图样会是什么样的?

　　学生在讨论交流中形成共识：根据三角形经验，把圆弧看成很多段单缝，每条单缝向两边衍射，形成明暗相间的条纹，这些条纹平滑相连，应该会构成明暗相间的圆环。(学生为他们的设想感到震惊，迫切希望实验验证。)

　　实验验证：用激光照射图中的小圆孔，光屏上出现了学生预测的衍射图样。(图样符合学生的猜想，学生兴奋得难以言表。)

　　总结：不同形状的小孔，衍射图样不同。

　　5.运用惠更斯原理探究衍射条纹的形成原因(略)

　　6.运用光的明显衍射条件，探讨光的衍射与光的直线传播的关系(略)

　　7.应用光的衍射规律解释、解决实际问题(略)

　　三、教学反思

　　从教学反馈来看，这是一堂很成功的课，不仅课堂上学生始终专心致志、兴趣高涨，而且课后还有意犹未尽的感觉。成功之处在于教师通过适当的拓展，让教师对课堂的引领退居幕后，学生的主地地位突显，学生成为思维活动的主角：提出要研究的问题、提出解决方案、通过思维活动预言实验结果。