巧用素材降低高中物理学习的困难

摘 要：抽象是学生物理学习的一大障碍.高中物理电磁波谱中的电磁波的排列和统一,可见光和不可见光（如红外线、可见光紫外线）的本质和产生的机理相同,而一个可见,一个不可见常使得学生将他们割裂开来.物理学中具体和抽象差异如何使学生将该统一认识的难以统一起来,而实验的挖掘和应用是极其有效的手段.

关 键 词：红外线；可见光；不可见光；抽象；具体；物质性

无论是升入高中学习的学生还是高中物理教师都各有一个深刻的体会：高中物理难学,高中物理难教.难的原因是多方面的,原因之一初中物理的研究对象不仅简单,而且直观,几乎所有的知识都可以通过实验来展示和验证,所以易理解易掌握.而高中物理则注重更深层次的研究,不仅难而且抽象,受中学条件限制能够做的实验不多.然而物理实验具有真实、直观、形象、生动的特点,它既是学生学习物理的有效方法,也是教师突破教学难点的重要手段.所以,教师应努力创造实验教学条件,帮助学生理解和掌握物理知识.

偶然的机会,在修电视的师傅处了解到一个简单的方法,可以初步检测家用电视遥控器是否损坏的方法.电视遥控器一般是利用红外线遥控,遥控器如果不能发射红外线,那么一定是坏了.而红外线用眼睛看不到,怎么知道它能否发射呢?可用如下简单易行的方法来观察是否发射出红外线.

器材：家用电视（空调等也行）遥控器,手机一只（带拍摄功能的）

步骤：将手机菜单调到照相或摄像功能,一手拿手机,一手拿遥控器,调节两手的距离,将遥控器纳入手机的拍摄范围且在显示屏上成像较大,将发射端正对摄像头,按下遥控器任一功能键.如果有红外线发出,则从手机显示屏上可以见到遥控器的发射管发出一次光,现象非常明显.就像小灯泡短时间通电一下然后又熄灭.

原理：红外线属于不可见光,人眼不能看见.而手机相机的工作原理,简单地说通过接收来自物体的光而在显示屏上成像.但是相机能够接收且能感知的光的频谱范围比人眼能感知的可见光频谱范围要广的多.因为有光进入镜头,所以屏幕上能显示出相机所见到的情景.当然,我们在显示屏上看到的遥控器发光,进入人眼的已经是可见光了.

该实验将我们看不见的光通过手机的拍摄功能用我们的眼睛清楚的看见了,起到了一个化抽象为具体,将我们不能看到的现象直观的呈现在我们面前.将它用于高中物理教学可以帮助学生更好地解决以下几个方面的问题：

第一,有助于学生将红外线、紫外线等不可见光,与我们常见的可见光统一起来.学生的生活经验都使他们形成了这样根深蒂固的认识：眼睛看不到的肯定不是光.虽然通过课堂学习很多同学接受了这些也是光的知识理论,但总是觉得有些勉强.通过该实验,再做一个手机拍摄常见的小灯泡的发光过程比较,使同学们能够很容易地认识到它们的本质是相同的.唯一的区别是由于波长或频率的不同,超出了引起人眼视觉的范围而已.另外,还可以再做一个有趣的实验：在漆黑的环境下,拿遥控器和手机靠近书本,按下遥控器的按键,通过手机的拍摄功能可以从显示屏上看到书本被遥控器照亮,甚至能看清书本上的字.此时的遥控器就像一个手电筒.这个实验过更能使学生将红外线和类似手电筒发出的可见光统一起来.

第二,有助于学生理解可见光也是一种电磁波.该实验中的红外线是由装有电池的电子设备（遥控器）发出的,学生易理解它发出的红外线是一种电磁波,而既然可见光和红外线本质是相同的,所以,可见光也应该是一种电磁波.形成这样的认识也就顺理成章了.

第三,加深对光传感器的认识.教材介绍了干簧管、热敏、光敏、霍尔元件、双金属片、感温铁氧体、光电三极管等传感器.其中的光传感器一般是感知可见光,因为现在还没有学电磁波,对于能感知看不见的红外线的传感器,还有些神秘感,而对于通过手机的拍摄功能,让我们能看到红外线遥控器发出的不可见光.使同学们能够理解有的传感器能够实实在在的感知到我们平常看不见、摸不着的东西.后来有同学提出就用摄像手机制作红外线传感器的思路,而这正是我们希望学生能够主动开发思维,学以致用的目的.

第四,强化电场、磁场的物质性的认识.我们总是习惯性的认为,我们看不见摸不着感觉不到的东西就不存在,通过这个实验我们看到了不以我们的感知为标准而客观存在的物质.对于大家强化对电场、磁场的物质性的认识也有很强的说服力.

可见,一个好的实验不仅仅来自于教材、教参和传统教学的经验,有时它就来自于我们的生活之中.所以多多留意生活中的有些小事情或小窍门,有时能够帮助我们解决教学中的一些大问题.同时,这也是一个教育学生学会观察生活,寻找发现,应用于解决实际问题和激发学生在生活中提高对物理的学习兴趣一个有效途径.