導(dǎo)語(yǔ)：聲波的干涉教案一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

研究性學(xué)習(xí)相對(duì)通常的課堂教學(xué)而言，有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，它非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。如何指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，這是一個(gè)全新的課題，也是當(dāng)前教改的熱點(diǎn)，筆者也進(jìn)行了一些嘗試，現(xiàn)舉一個(gè)教學(xué)中的例子，希望能起到拋磚引玉的作用。

一、課題的提出

講授了聲波的知識(shí)后，陳明、密媛姍、何磊三位同學(xué)提出了一個(gè)很有意義的問(wèn)題：

陳明：老師，波的兩個(gè)基本特征是干涉和衍射現(xiàn)象。水波的干涉和衍射現(xiàn)象體現(xiàn)了波的這兩個(gè)特征，而作為機(jī)械波的聲波也應(yīng)該具有這兩個(gè)特點(diǎn)，聲波的衍射現(xiàn)象非常明顯，而聲波的干涉現(xiàn)象卻比較難以觀察到。我們能否用實(shí)驗(yàn)的方法研究一下聲波的干涉現(xiàn)象?如果能用實(shí)驗(yàn)的方法觀察到聲波的干涉現(xiàn)象，那一定非常有趣和有意義!我們想做一下這方面的工作。

陳君達(dá)老師(以下簡(jiǎn)稱(chēng)陳老師)：課本沒(méi)有安排這方面的實(shí)驗(yàn)，可能是因?yàn)檠菔具@個(gè)實(shí)驗(yàn)有難度。你們想做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，想法非常好，我們?nèi)χС?你們需要什么器材，實(shí)驗(yàn)室全部提供。同時(shí)為了加強(qiáng)研究力量，我們組成一個(gè)課題小組。

【教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)是學(xué)生獲得課題的源泉，教師在教學(xué)過(guò)程中，只要做有心人，根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題，適時(shí)加以引導(dǎo)，是誘發(fā)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的重要手段?！?/p>

二、課題小組成員

學(xué)校：浙江省鎮(zhèn)海煉化中學(xué);學(xué)生：高一(1)班陳明、密媛姍、何磊;指導(dǎo)教師：物理教師陳君達(dá)，實(shí)驗(yàn)教師于龍夫。

【成立課題小組一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神，另一方面也是為了更好發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，一個(gè)好的團(tuán)隊(duì)往往就是一個(gè)非常好的創(chuàng)造集體?！?/p>

三、探索過(guò)程

1.第一套方案

陳老師：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)首先應(yīng)有一個(gè)大致方案或要點(diǎn)，然后逐步實(shí)施，你們準(zhǔn)備怎么著手?

【教師有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和?shí)施方案?！?/p>

何磊：這個(gè)問(wèn)題我們?nèi)艘呀?jīng)討論過(guò)了，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是要找到相干波源;二是要找到顯示干涉的方法，因?yàn)槁暡ㄊ侵苯涌床坏降?。為此我們有個(gè)初步方案：如圖1和圖2所示，實(shí)驗(yàn)裝置由發(fā)聲系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)聲系統(tǒng)由一個(gè)帶正弦波功率輸出的低頻信號(hào)發(fā)生器，兩個(gè)間距可調(diào)的同型號(hào)小揚(yáng)聲器(阻抗為8歐的玩具小喇叭)，探測(cè)系統(tǒng)由動(dòng)圈話(huà)筒和一臺(tái)多功能錄音機(jī)組成。我們的設(shè)想是這樣的：低頻信號(hào)發(fā)生器推動(dòng)兩個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出兩列相干聲波，在空間形成穩(wěn)定的聲波干涉現(xiàn)象，這時(shí)用移動(dòng)話(huà)筒去探測(cè)，在錄音機(jī)上應(yīng)該能聽(tīng)到強(qiáng)弱變化明顯、有序的聲音。(次日)

陳老師：你們?cè)嚵藛?

密媛姍：試過(guò)了，從錄音機(jī)上聽(tīng)到的聲音強(qiáng)弱變化不明顯，也就是觀察不到明顯的干涉現(xiàn)象!

【這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在教師的意料之中，讓學(xué)生親手做一下印象更深刻，教學(xué)中有時(shí)失敗比成功更能獲得良好的效果!】

陳老師：你們分析過(guò)原因了嗎?

何磊：我們認(rèn)真分析過(guò)了，實(shí)驗(yàn)原理粗看起來(lái)十分完美，其實(shí)有重大漏洞：原來(lái)是錄音機(jī)發(fā)出的聲波與揚(yáng)聲器上發(fā)出的聲波相互干擾，影響了正常干涉的觀察。我們真是太粗心了!

陳老師：那么這個(gè)問(wèn)題你們是怎么解決的呢?

陳明：關(guān)鍵是要消除錄音機(jī)上發(fā)出的聲音的干擾，但要是錄音機(jī)不發(fā)出聲音的話(huà)，我們同時(shí)也就觀察(聽(tīng))不到聲波的干涉現(xiàn)象了，正當(dāng)我們陷入困境時(shí)，實(shí)驗(yàn)室于老師為我們出了個(gè)主意：“示波器是用來(lái)觀察波形的常用設(shè)備，你們就用它來(lái)試一試吧!”在他的啟發(fā)下，我們又設(shè)計(jì)出了另一種實(shí)驗(yàn)方案。

【學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，源于書(shū)本而高于書(shū)本，有時(shí)給予適當(dāng)?shù)膸椭潜仨毜?，但是有限度的，點(diǎn)到為止是一個(gè)原則?！?/p>

2.第二套方案

陳明：如圖3，我們把原來(lái)的探測(cè)系統(tǒng)改成話(huà)筒和音頻放大器及示波器組成。話(huà)筒將探測(cè)到的干涉信號(hào)通過(guò)音頻放大器放大后再用示波器顯示。

陳老師：具體試過(guò)了嗎?

密媛姍：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里反復(fù)試驗(yàn)過(guò)，但不很理想，話(huà)筒在空間不同位置探測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)話(huà)筒放在有些區(qū)域時(shí)觀察到的現(xiàn)象與理論符合得很好，在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，觀察到的波形的波幅較大，振動(dòng)減弱區(qū)，觀察到的波形的波幅較小;在有些區(qū)域波形波幅的變化比較無(wú)序，通過(guò)反復(fù)仔細(xì)的研究，我們發(fā)現(xiàn)話(huà)筒處在桌子附近或者在柜子、墻壁附近時(shí)，波形的波幅變化特別無(wú)序(常會(huì)出現(xiàn)一些新的波峰)。

【透過(guò)現(xiàn)象看到本質(zhì)，在這種手腦并用、觀察與思考同步進(jìn)行的活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的智商得到有效開(kāi)發(fā)，情商不斷得到升華，這種教學(xué)效果在課堂中往往是無(wú)法得到的?！?/p>

陳老師：你們考慮過(guò)這是什么原因嗎?

密媛姍：我們分析過(guò)了，其原因主要是，周?chē)砻姹容^光滑的物體對(duì)聲波的反射比較強(qiáng)，對(duì)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波具有很強(qiáng)的干擾作用，影響了對(duì)正常干涉現(xiàn)象的觀察。

陳老師：那么這個(gè)問(wèn)題你們?cè)趺唇鉀Q呢?

何磊：這個(gè)問(wèn)題我們也深入討論過(guò)了，做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要控制反射波，但要消除反射波是不可能的，因此我們遇到了很大的困難。

陳老師：要控制反射波，并不是要消滅反射波，只要把反射波的影響控制在很小的范圍之內(nèi)，不影響觀察效果就可以了。再努力一下，希望就在眼前!

【關(guān)鍵時(shí)推學(xué)生一把!】

3.第三套方案(幾天后)

何磊：老師我們成功了!

陳老師：別急，慢慢說(shuō)!

何磊：起先我們是這樣考慮的，為了減小反射波.是否可用棉布把桌面或墻面遮擋起來(lái)，或者把實(shí)驗(yàn)裝置放入類(lèi)似蚊帳之類(lèi)的空間內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，但由于一時(shí)材料準(zhǔn)備有困難，沒(méi)有馬上實(shí)施，后來(lái)我們?cè)谏象w育課時(shí)，突然想到，操場(chǎng)不就是一個(gè)最佳的天然實(shí)驗(yàn)環(huán)境嗎!于是一個(gè)新方案產(chǎn)生了。新方案的實(shí)驗(yàn)器材與第二套方案完全相同，僅是改變一下實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所：我們把實(shí)驗(yàn)器材放到操場(chǎng)草坪的中央做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椴賵?chǎng)很空曠，周?chē)ㄖ飳?duì)波的反射的影響比較小，同時(shí)草坪對(duì)反射波有良好吸收作用，這樣反射聲波的影響就可忽略，也就能順利觀察到清晰的聲波的干涉現(xiàn)象。

【一個(gè)頭腦有準(zhǔn)備的人隨時(shí)能產(chǎn)生創(chuàng)造的火花!教育的最大成功不在于教給學(xué)生多少知識(shí)，而是要讓學(xué)生成為一個(gè)頭腦時(shí)刻有準(zhǔn)備的人!】

陳老師：你們講解一下實(shí)驗(yàn)過(guò)程好嗎?

何磊：我們已經(jīng)認(rèn)真試驗(yàn)過(guò)了。如圖4，把兩個(gè)小型揚(yáng)聲器S1和S2相距68厘米放置，用頻率為f=1000Hz的低頻信號(hào)發(fā)生器推動(dòng)它發(fā)出聲波(波長(zhǎng)為34厘米，這時(shí)揚(yáng)聲器之間的距離為2λ)，這時(shí)我們用探測(cè)系統(tǒng)反復(fù)探測(cè)，測(cè)出S1和S2之間共有五處振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)(如圖4中實(shí)線(xiàn)所示，其中兩處在S1和S2附近沒(méi)有畫(huà)出)，四處振動(dòng)減弱區(qū)(如圖4中虛線(xiàn)所示)。保持S1和S2間距不變，改用f=1500K的聲波做實(shí)驗(yàn)(這時(shí)S1和S2之間距離為3λ)，如圖5，我們探測(cè)到了七個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和六個(gè)振動(dòng)減弱區(qū)。改變S1和S2的距離及聲波的波長(zhǎng)，同樣得到了類(lèi)似的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常清晰和穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析得出的結(jié)論完全一致!

陳老師：你們做得很漂亮，祝賀你們?nèi)〉贸晒?

四、匯報(bào)總結(jié)

陳老師：通過(guò)這次研究活動(dòng)，你們有什么感想?

陳明：有點(diǎn)成功的感覺(jué)。

何磊：做實(shí)驗(yàn)太有趣了!比做題有意思。

密媛姍：使我學(xué)會(huì)了思考，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，您常講的實(shí)驗(yàn)的精髓在于控制，現(xiàn)在我有點(diǎn)體會(huì)了!

【這次研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生很有“物理味道”地圍繞“控制”展開(kāi)探索研究，并初步領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的精髓在于控制，這是非常難得的?！?/p>

陳老師：你們真棒!下面有兩個(gè)任務(wù)，一是以小論文的形式把這次活動(dòng)的體會(huì)小結(jié)一下;二是明天你們向全班同學(xué)匯報(bào)演示一下你們的成果。

【以小論文形式總結(jié)，利于培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，為下一次活動(dòng)打下基礎(chǔ);匯報(bào)演示，可以起到示范和達(dá)到共鳴的效果，利于全體學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生的最好的鼓勵(lì)。】

次日課外活動(dòng)時(shí)間，三同學(xué)在操場(chǎng)上向全班同學(xué)演示了他們的成果。先是由密媛姍介紹實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，包括失敗的教訓(xùn)和成功的經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵之處。然后由何磊同學(xué)操作演示。演示前，為了使實(shí)驗(yàn)更形象，更生動(dòng)，事前進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)試，并且很有創(chuàng)意地分別用紅色小旗和白色小旗在草坪上分別標(biāo)出了振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和振動(dòng)減弱區(qū)的位置。整個(gè)實(shí)驗(yàn)表演非常成功，充分展示了學(xué)生的聰明才智。