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学生在学完光的干涉和衍射之后,通过光的偏振现象进一步认识光波,并通过光的偏振性质来证明光波是一种横波。本节课程理论部分并不难理解,但是光的偏振在生活实际的应用却相对复杂,学生不会解释其中的原理。偏振光的重要应用之一,就是在拍摄玻璃后方景物或者水中景物时,在相机镜头前加上偏振片,调整偏振片的透振方向,可以大大降低镜面反射的影响。本实验难度不大,所用器材相对简单,在课堂中可以很方便的呈现给学生。
1传统教学的不足
传统课堂中,多数是利用课前拍摄好的照片进行演示比对,让学生观察对比普通照片与加上偏振片并调整透振方向之后的照片,来说明利用偏振片可以有效减弱玻璃或者水面的反射光,如图1和2所示。
利用拍摄好的照片进行对比,课堂气氛没有达到预期的热烈程度。经过分析,主要有以下两方面原因:
1.1不能有效调动学生参与,学习积极性不高
照片是静态的呈现方式,学生只是看到了添加偏振片前后的两状态,没有真正参与到消除偏振光的过程之中,无法体验其中的神奇之处,即便是多拍摄几张反射光处于中等强度的照片拿给学生看,也无法替代消除偏振光的过程量。学生没有亲身参与到其中,自然兴趣不大。
1.2无法展示反射光消除过程,可信度较低
现代电脑合成与修改技术发达,由于照片无法呈现反射光的消除过程,因此有学生会怀疑照片可能做过适当的处理,对照片的真实性产生怀疑。如果失去了学生的信任,那么课程的学习效果就会大打折扣。
2利用ipad改进后的教学
为了充分调动学生的积极性,增加实验结果的可信性,必须在课堂中完整地呈现出反射光的消除过程。利用ipad实时拍摄功能和多媒体有效整合的技术,可以同时解决上面的两个问题。具体实施过程如下:
在多媒体电脑上安装苹果公司的官方软件Airplayer,并打开“电脑一投影”设备的无线局域网(wifi),开启ipad的wifi,搜索并连接到教室的无线局域网上,就可以将ipad上所显示的内容,实时投影在教室的电脑主机上,并通过显示屏让全体学生看到ipad上的实时内容。
打开ipad的摄像功能,让ipad的摄像头充当“眼睛”,对着玻璃或者水面的反射光去“看”,就能让学生在大屏幕上观察到具有偏振光干扰的画面,并能在这个情境下让学生掌握用偏振片消除偏振光干扰,拍摄清晰的照片的能力。具体优点如下。
2.1贴近生活,把物理情景搬进课堂
在实际课堂中,在课桌上放置一块玻璃板,玻璃板下方放置了一只蓝色的纸盒,如图4所示。玻璃板上反射出天花板上的日光灯,反射光强烈,学生看不清玻璃板下方的纸盒。如图5所示。
2.2提高关注度,激发学习兴趣
该活动场景中,既有实物日光灯、地板反射光、玻璃板和ipad,也有以及大屏幕画面,该场景形象直观,关注度高,学生在真实场景中,易于发散思维,学习积极性高。特别是看到ipad拍摄的画面后,积极性高涨,课堂气氛非常活跃,纷纷旋转手中的偏振片(如图6所示),寻找偏振片产生“神奇”的画面。
1传统教学的不足
传统课堂中,多数是利用课前拍摄好的照片进行演示比对,让学生观察对比普通照片与加上偏振片并调整透振方向之后的照片,来说明利用偏振片可以有效减弱玻璃或者水面的反射光,如图1和2所示。
利用拍摄好的照片进行对比,课堂气氛没有达到预期的热烈程度。经过分析,主要有以下两方面原因:
1.1不能有效调动学生参与,学习积极性不高
照片是静态的呈现方式,学生只是看到了添加偏振片前后的两状态,没有真正参与到消除偏振光的过程之中,无法体验其中的神奇之处,即便是多拍摄几张反射光处于中等强度的照片拿给学生看,也无法替代消除偏振光的过程量。学生没有亲身参与到其中,自然兴趣不大。
1.2无法展示反射光消除过程,可信度较低
现代电脑合成与修改技术发达,由于照片无法呈现反射光的消除过程,因此有学生会怀疑照片可能做过适当的处理,对照片的真实性产生怀疑。如果失去了学生的信任,那么课程的学习效果就会大打折扣。
2利用ipad改进后的教学
为了充分调动学生的积极性,增加实验结果的可信性,必须在课堂中完整地呈现出反射光的消除过程。利用ipad实时拍摄功能和多媒体有效整合的技术,可以同时解决上面的两个问题。具体实施过程如下:
在多媒体电脑上安装苹果公司的官方软件Airplayer,并打开“电脑一投影”设备的无线局域网(wifi),开启ipad的wifi,搜索并连接到教室的无线局域网上,就可以将ipad上所显示的内容,实时投影在教室的电脑主机上,并通过显示屏让全体学生看到ipad上的实时内容。
打开ipad的摄像功能,让ipad的摄像头充当“眼睛”,对着玻璃或者水面的反射光去“看”,就能让学生在大屏幕上观察到具有偏振光干扰的画面,并能在这个情境下让学生掌握用偏振片消除偏振光干扰,拍摄清晰的照片的能力。具体优点如下。
2.1贴近生活,把物理情景搬进课堂
在实际课堂中,在课桌上放置一块玻璃板,玻璃板下方放置了一只蓝色的纸盒,如图4所示。玻璃板上反射出天花板上的日光灯,反射光强烈,学生看不清玻璃板下方的纸盒。如图5所示。
2.2提高关注度,激发学习兴趣
该活动场景中,既有实物日光灯、地板反射光、玻璃板和ipad,也有以及大屏幕画面,该场景形象直观,关注度高,学生在真实场景中,易于发散思维,学习积极性高。特别是看到ipad拍摄的画面后,积极性高涨,课堂气氛非常活跃,纷纷旋转手中的偏振片(如图6所示),寻找偏振片产生“神奇”的画面。