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【摘要】随着新课程改革的推行，教育部门更应该注重学生综合能力的培养。在教学过程中，物理光学实验是提高学生动手能力、实践能力，在参与光学实验的过程中，还能进一步培养学生严谨科学的实验态度，从而培养学生物理核心素养。而光学实验是初中物理实验的重要组成部分，改进激光器整合初中光学实验能够有效提升试验效果。本文首先分析了初中光学实验教学的作用及存在的问题，然后对激光器进行介绍，最后结合具体案例，探究改进激光器整合初中光学实验的具体策略以供参考。
【关键词】激光器；初中光学实验；核心素养
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）31-0262-02
一、初中物理实验教学的作用及存在的问题
1.初中物理实验教学的作用
物理是一门实践性非常强的学科，因此，实验教学是初中物理教学的重要组成部分，也是激发学生学习兴趣，培养学生核心素养，提升学生学习积极性与主动性的重要环节[1]。以下，对初中实验教学的作用进行具体分析：首先，有利于激发学生学习兴趣。初中物理是一门抽象性、严谨性比较高的学科，对于刚接触物理的初中生而言，难度相对比较大。为了培养学生的物理核心素养，让学生更加了解公式和概念，在初中物理实验教学尤为关键[2]。同时，物理实验趣味性比较高，学生在参与实验的过程中，学习兴趣也会进一步被激发。其次，有利于提高学生的动手能力。初中物理实验教学往往需要学生亲自动手验证，在这个过程中，不但能够让学生的物理知识更加巩固，还能充分提高学生的动手能力和时间能力，促进学生综合素质的提升。第三，有对于培养学生的合作意识[3]。很多物理实验需要通过多人合作才能得出科学合理的实验结果。因此，在参与物理实验的过程中，学生之间通过相互配合与协调能够充分提升自己的合作能力。
2.初中物理实验教學中存在的问题
目前，初中物理实验教学中依然存在一定的问题，影响实验教学质量[4]。首先，学生对物理实验的重视程度不高。很多学生对物理实验的重要性缺乏一定的认识，在进行试验教学时，往往喜欢敷衍了事，参与度严重不足。在这种情况下，初中物理教学难以达到预期的教学效果，甚至学生还会养成不愿思考的坏习惯。其次，实验教学模式单一。受传统教学模式的影响，目前，很多初中物理实验教学模式相对比较单一，教师习惯照搬实验教材的步骤与讲解，甚至部分教师将实验课变相地变为理论课，导致课堂教学氛围沉闷，学生学习兴趣不高，影响学习效率与教学质量。第三，实验教学资源匮乏。物理实验往往需要运用到一些比较精确的实验器具与场地，但是，目前很多初中学习的实验硬件设施都难以满足教学要求[5]。甚至部分学校由于经费的缺乏，不但场地与器具不足，甚至原有的仪器也存在严重的老化现象，严重影响实验教学质量。
二、激光器的综合介绍
激光器是初中物理实验中十分重要仪器，也是很多光学实验必不可缺的仪器。激光器主要由电源、控制开关、二极管、细玻璃棒组成[6]。其主要运用原理是通过二极管发光，然后原本的激光点通过细玻璃棒变成线状光线，从而更好的进行光学实验。改进激光器能够使其更好的适用于初中光学实验。其主要优点包括：其一，通过激光器改造的线状光线能量更强，不容易受到物体表面的影响而改变传播途径。所以在实验过程中，光在平面上的传播路径比较清晰，能够保证实验效果。其二，激光器最多能够发出五条平行光线，在进行光学实验的时候，可以自由选择，从而满足各种实验需求。其三，激光器背面有磁铁，能够吸附在黑板上，操作更为方便。其四，激光器能够与其他的光学元件配合，有效节约教学资源。在初中光学实验中，激光器的运用十分广泛，其中包括：全反射现象演示、凹面镜凸面镜成像、光的反射、光的折射、光的直线传播等多个光学实验当中，因此，改进激光器整合初中光学实验意义重大[7]。
三、探究改进激光器整合初中光学实验的策略
1.光的直线传播现象演示实验
光的直线传播是初中光学实验中主要实验之一，在进行实验的过程中，为了清晰地呈现出光线在空气中的直线传播路径，让学生更好的观察。教师可以将改进后的激光器放在平面上或者吸附在黑板上，使激光器发出的光线沿直线传播，然后再让激光射入其他透明均匀的介质中，最后借助挡板将光线的传播路径呈现出来，从而证明光线在其他均匀介质中的传播路线也是直线。
2.光的反射现象演示实验
在光的反射现象演示实验当中，主要包括“三线共面”、“两角对等”、“光路可逆性”、“镜面反射|”、“漫反射”等现象的现象的演示和证明，让学生充分了解到光线反射的基本原理与特性。首先，三线共面演示。在光的反射三线共面当中，所谓三线就是指入射光线、反射光线和法线。想要证明三线共面，可以证明入射光线与反射光线共面。教师利用改进后的激光器发射出平行光线，通过反射面得出反射光线，然后将两条光线呈现在演示器上，得到清晰完整的入射光线和反射光线后，教师可以引导学生将其中一侧的挡板往后折叠，很快，学生就会发现折叠后的挡板上已经看不到光线，而另一侧挡板能够呈现出其中一条完整的光线和另一条部分光线，由此，教师可以引导学生得出入射光线与反射光线共面。法线是由入射光线与反射光引入的一个概念，如果入射光线与反射光线共面，则法线也会与入射光线、反射光线共面，从而推出三线共面，完成实验。其次，两角相等实验演示。在这个实验当中，可以充分利用量角器来完成。教师引导学生在黑板上画出入射光线、反射光线和法线之后，可以要求学生利用量角器测量三线夹角，通过测量，学生就会发现入射光线与法线、反射光线与法线之间的夹角相等，从而得出结论。第三，光路可逆性演示。在这个实验演示中，教师可以通过两种办法进行演示。一种是选取两个改进后的激光器，先让其中一个发出一道光线，得出其反射光线，并且在白纸板上画出。然后同时拿出两个改进后的激光器，一个放在入射光线的位置，另一个放在反射光线的位置，两个激光器同时启动，这时候学生就能发现两个激光器发出的入射光线与反射光线重叠，由此得出光路可逆。另一种是利用一个激光器画出光路图后，再将激光器放在反射光线的位置，重新发出光线，这时候，学生就能发现激光器的发射光线与原来的入射光线重叠，由此得出光线可逆。第四，镜面反射与漫反射区别的演示实验。教师可以利用改进后的激光器让光路更加清晰的显现出来，然后同时为学生演示镜面反射与漫反射，学生通过对比，能够有效区分两种反射的不同。 3.光的折射现象演示实验
除了光的反射之外，光的折射现象也是初中光学实验中的重要组成部分。与光的反射实验相同，在光的折射实验当中，同样包括“三线共面”、“两角大小关系”、“光路可逆性”等实验。首先，三线共面。光的折射三线共面实验与反射中十分类似，不过，在光的折射实验当中，需要让激光器发射出的光线经过玻璃砖，然后将入射光线和折射光线呈现在两块挡板上，将一侧的挡板往后折叠，发现上面光线消失，由此可以证明光的折射中，入射光线与反射光线共面。至于法线，同上，由此推出光的折射实验中三线共面。其次，两角关系大小的演示。通过光的折射实验，画出光路图，再利用量角器测量入射光线与法线、反射光线与法线夹角的大小，从而确定两角之间的关系。在这个试验当中，教师可以采用不同的介质进行多次实验，让学生总结出两角大小规律。第三，光路可逆与光的反射实验中光路可逆实验类似。
4.透镜对光线的作用与视力矫正
首先，探究透镜对光线的作用。透镜是光线实验中常用的器材之一，光线通过透镜会呈現出发散或者会聚作用。教师可以通过改进后的激光器，为学生充分演示光线在凹透镜与凸透镜中的作用，同时引导学生画出光路图，再通过光路图找到透镜的焦点与焦距。此外，通过改进后的激光器，教师还可以为学生演示三条特殊光线，让学生充分了解透镜对光线的作用。其次，视力矫正。眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，能够将光线汇聚，同时，眼睛的晶状体具有一定的调节功能，能够改变焦距，而近视的产生原理就是由于晶状体的折射功能变强，焦距变短，从而所成的相呈现在视网膜前端。在视力矫正当中，眼镜相当于一个凹透镜，可以将进入眼睛的光线先发散，从而帮助眼睛调节焦距，起到矫正视力的效果。在光学实验当中，教师可以利用凸透镜与凹透镜分别模拟人体的晶状体与眼镜，再通过改进后的激光器发出多条平行光线，将视力矫正的过程完整呈现到学生面前，帮助学生更好的理解。
综上所述，在初中物理实验当中，光学实验属于十分重要的组成部分，而在光学实验当中，激光器又是必不可少的实验用具。通过激光器的改进，能够让光线更为清晰，还能发出多条平行光线，同时更加简单易操作，降低了初中光学实验的操作难度，让学生更好的理解和掌握物理知识，从而达到实验教学的主要目的。
参考文献
[1]丁振武，张洪明.改进激光器整合初中光学实验[J].中学物理（初中版），2016，34（6）：49-50.
[2]谢桂英.木板加激光笔自制简易多功能光学实验演示仪[J].中学物理（初中版），2014，32（7）：23.
[3]Amirhossein Ahadi，M.Ziad Saghir.An extensive heat transfer analysis using Mach Zehnder interferometry during thermodiffusion experiment on board the International Space Station[J].Applied thermal engineering： Design，processes，equipment，economics，2014，62（2）：351-364.
[4]刘凤收，李爱云，张骋等.横梁劈尖干涉法测金属杨氏模量实验的改进[J].枣庄学院学报，2016，33（2）：32-34.
[5]周江，罗昭霞，朱基珍等.运用现代教育技术改进分光计实验教学[J].中国教育技术装备，2016，25（18）：132-132，133.
【关键词】激光器；初中光学实验；核心素养
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）31-0262-02
一、初中物理实验教学的作用及存在的问题
1.初中物理实验教学的作用
物理是一门实践性非常强的学科，因此，实验教学是初中物理教学的重要组成部分，也是激发学生学习兴趣，培养学生核心素养，提升学生学习积极性与主动性的重要环节[1]。以下，对初中实验教学的作用进行具体分析：首先，有利于激发学生学习兴趣。初中物理是一门抽象性、严谨性比较高的学科，对于刚接触物理的初中生而言，难度相对比较大。为了培养学生的物理核心素养，让学生更加了解公式和概念，在初中物理实验教学尤为关键[2]。同时，物理实验趣味性比较高，学生在参与实验的过程中，学习兴趣也会进一步被激发。其次，有利于提高学生的动手能力。初中物理实验教学往往需要学生亲自动手验证，在这个过程中，不但能够让学生的物理知识更加巩固，还能充分提高学生的动手能力和时间能力，促进学生综合素质的提升。第三，有对于培养学生的合作意识[3]。很多物理实验需要通过多人合作才能得出科学合理的实验结果。因此，在参与物理实验的过程中，学生之间通过相互配合与协调能够充分提升自己的合作能力。
2.初中物理实验教學中存在的问题
目前，初中物理实验教学中依然存在一定的问题，影响实验教学质量[4]。首先，学生对物理实验的重视程度不高。很多学生对物理实验的重要性缺乏一定的认识，在进行试验教学时，往往喜欢敷衍了事，参与度严重不足。在这种情况下，初中物理教学难以达到预期的教学效果，甚至学生还会养成不愿思考的坏习惯。其次，实验教学模式单一。受传统教学模式的影响，目前，很多初中物理实验教学模式相对比较单一，教师习惯照搬实验教材的步骤与讲解，甚至部分教师将实验课变相地变为理论课，导致课堂教学氛围沉闷，学生学习兴趣不高，影响学习效率与教学质量。第三，实验教学资源匮乏。物理实验往往需要运用到一些比较精确的实验器具与场地，但是，目前很多初中学习的实验硬件设施都难以满足教学要求[5]。甚至部分学校由于经费的缺乏，不但场地与器具不足，甚至原有的仪器也存在严重的老化现象，严重影响实验教学质量。
二、激光器的综合介绍
激光器是初中物理实验中十分重要仪器，也是很多光学实验必不可缺的仪器。激光器主要由电源、控制开关、二极管、细玻璃棒组成[6]。其主要运用原理是通过二极管发光，然后原本的激光点通过细玻璃棒变成线状光线，从而更好的进行光学实验。改进激光器能够使其更好的适用于初中光学实验。其主要优点包括：其一，通过激光器改造的线状光线能量更强，不容易受到物体表面的影响而改变传播途径。所以在实验过程中，光在平面上的传播路径比较清晰，能够保证实验效果。其二，激光器最多能够发出五条平行光线，在进行光学实验的时候，可以自由选择，从而满足各种实验需求。其三，激光器背面有磁铁，能够吸附在黑板上，操作更为方便。其四，激光器能够与其他的光学元件配合，有效节约教学资源。在初中光学实验中，激光器的运用十分广泛，其中包括：全反射现象演示、凹面镜凸面镜成像、光的反射、光的折射、光的直线传播等多个光学实验当中，因此，改进激光器整合初中光学实验意义重大[7]。
三、探究改进激光器整合初中光学实验的策略
1.光的直线传播现象演示实验
光的直线传播是初中光学实验中主要实验之一，在进行实验的过程中，为了清晰地呈现出光线在空气中的直线传播路径，让学生更好的观察。教师可以将改进后的激光器放在平面上或者吸附在黑板上，使激光器发出的光线沿直线传播，然后再让激光射入其他透明均匀的介质中，最后借助挡板将光线的传播路径呈现出来，从而证明光线在其他均匀介质中的传播路线也是直线。
2.光的反射现象演示实验
在光的反射现象演示实验当中，主要包括“三线共面”、“两角对等”、“光路可逆性”、“镜面反射|”、“漫反射”等现象的现象的演示和证明，让学生充分了解到光线反射的基本原理与特性。首先，三线共面演示。在光的反射三线共面当中，所谓三线就是指入射光线、反射光线和法线。想要证明三线共面，可以证明入射光线与反射光线共面。教师利用改进后的激光器发射出平行光线，通过反射面得出反射光线，然后将两条光线呈现在演示器上，得到清晰完整的入射光线和反射光线后，教师可以引导学生将其中一侧的挡板往后折叠，很快，学生就会发现折叠后的挡板上已经看不到光线，而另一侧挡板能够呈现出其中一条完整的光线和另一条部分光线，由此，教师可以引导学生得出入射光线与反射光线共面。法线是由入射光线与反射光引入的一个概念，如果入射光线与反射光线共面，则法线也会与入射光线、反射光线共面，从而推出三线共面，完成实验。其次，两角相等实验演示。在这个实验当中，可以充分利用量角器来完成。教师引导学生在黑板上画出入射光线、反射光线和法线之后，可以要求学生利用量角器测量三线夹角，通过测量，学生就会发现入射光线与法线、反射光线与法线之间的夹角相等，从而得出结论。第三，光路可逆性演示。在这个实验演示中，教师可以通过两种办法进行演示。一种是选取两个改进后的激光器，先让其中一个发出一道光线，得出其反射光线，并且在白纸板上画出。然后同时拿出两个改进后的激光器，一个放在入射光线的位置，另一个放在反射光线的位置，两个激光器同时启动，这时候学生就能发现两个激光器发出的入射光线与反射光线重叠，由此得出光路可逆。另一种是利用一个激光器画出光路图后，再将激光器放在反射光线的位置，重新发出光线，这时候，学生就能发现激光器的发射光线与原来的入射光线重叠，由此得出光线可逆。第四，镜面反射与漫反射区别的演示实验。教师可以利用改进后的激光器让光路更加清晰的显现出来，然后同时为学生演示镜面反射与漫反射，学生通过对比，能够有效区分两种反射的不同。 3.光的折射现象演示实验
除了光的反射之外，光的折射现象也是初中光学实验中的重要组成部分。与光的反射实验相同，在光的折射实验当中，同样包括“三线共面”、“两角大小关系”、“光路可逆性”等实验。首先，三线共面。光的折射三线共面实验与反射中十分类似，不过，在光的折射实验当中，需要让激光器发射出的光线经过玻璃砖，然后将入射光线和折射光线呈现在两块挡板上，将一侧的挡板往后折叠，发现上面光线消失，由此可以证明光的折射中，入射光线与反射光线共面。至于法线，同上，由此推出光的折射实验中三线共面。其次，两角关系大小的演示。通过光的折射实验，画出光路图，再利用量角器测量入射光线与法线、反射光线与法线夹角的大小，从而确定两角之间的关系。在这个试验当中，教师可以采用不同的介质进行多次实验，让学生总结出两角大小规律。第三，光路可逆与光的反射实验中光路可逆实验类似。
4.透镜对光线的作用与视力矫正
首先，探究透镜对光线的作用。透镜是光线实验中常用的器材之一，光线通过透镜会呈現出发散或者会聚作用。教师可以通过改进后的激光器，为学生充分演示光线在凹透镜与凸透镜中的作用，同时引导学生画出光路图，再通过光路图找到透镜的焦点与焦距。此外，通过改进后的激光器，教师还可以为学生演示三条特殊光线，让学生充分了解透镜对光线的作用。其次，视力矫正。眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，能够将光线汇聚，同时，眼睛的晶状体具有一定的调节功能，能够改变焦距，而近视的产生原理就是由于晶状体的折射功能变强，焦距变短，从而所成的相呈现在视网膜前端。在视力矫正当中，眼镜相当于一个凹透镜，可以将进入眼睛的光线先发散，从而帮助眼睛调节焦距，起到矫正视力的效果。在光学实验当中，教师可以利用凸透镜与凹透镜分别模拟人体的晶状体与眼镜，再通过改进后的激光器发出多条平行光线，将视力矫正的过程完整呈现到学生面前，帮助学生更好的理解。
综上所述，在初中物理实验当中，光学实验属于十分重要的组成部分，而在光学实验当中，激光器又是必不可少的实验用具。通过激光器的改进，能够让光线更为清晰，还能发出多条平行光线，同时更加简单易操作，降低了初中光学实验的操作难度，让学生更好的理解和掌握物理知识，从而达到实验教学的主要目的。
参考文献
[1]丁振武，张洪明.改进激光器整合初中光学实验[J].中学物理（初中版），2016，34（6）：49-50.
[2]谢桂英.木板加激光笔自制简易多功能光学实验演示仪[J].中学物理（初中版），2014，32（7）：23.
[3]Amirhossein Ahadi，M.Ziad Saghir.An extensive heat transfer analysis using Mach Zehnder interferometry during thermodiffusion experiment on board the International Space Station[J].Applied thermal engineering： Design，processes，equipment，economics，2014，62（2）：351-364.
[4]刘凤收，李爱云，张骋等.横梁劈尖干涉法测金属杨氏模量实验的改进[J].枣庄学院学报，2016，33（2）：32-34.
[5]周江，罗昭霞，朱基珍等.运用现代教育技术改进分光计实验教学[J].中国教育技术装备，2016，25（18）：132-132，133.