“顏色小盒”自制教具

韓艷芳

(北京房山區長陽中學 北京 102488)

1 問題的提出

“物體的顏色”這節內容安排在本章最后，體現了光學知識的認知規律，學生可以利用前面學過的光的傳播、光的反射及光的折射等知識進行簡單解釋.

關于色光通過透明物體和照到不透明物體時的顏色，學生生活中有一些經驗，但沒有去思考其中的道理，在北京師范大學出版社出版的義務教育教科書八年級物理(全一冊)中，建議“在暗室中，將紅、綠、藍3種顏色的玻璃紙分別罩在發白光的手電筒上，觀察射出的光分別是什么顏色.分別用白光、紅光、綠光照射綠色的樹葉，你看到了什么現象？”由于筆者學校沒有暗室，無法讓學生在暗室中觀察用單色光照在樹葉上的顏色與已熟知白光下樹葉的顏色的變化，而由于受到白光下所呈現顏色的干擾，學生對樹葉所呈現的顏色變化是不敢肯定的，所以筆者思考將“暗室”縮小，變成“暗箱”，用紅色、綠色、藍色的發光二極管當作單色光的光源，在“暗箱”中完成上述實驗，因此制作了“顏色小盒”.

2 “顏色小盒”教具的制作

起初，筆者在構思這個教具時，想到用鞋盒做“暗箱”的材料，單色光光源用鐵路工人尋道時用的手電筒或是能發出紅、綠、藍光的燈泡.由于燈泡在五金店及燈具市場沒有找到，而鐵路工人用的手電筒又太貴，所以筆者又繼續尋找成本低的合適的單色光光源.

發光二極管可以發出紅、綠、藍單色光，且價格不貴，就是一個發光二極管的亮度不夠，于是筆者將多個二極管焊在一起增加亮度.用鞋盒制成“暗箱”，存在大小不一，外觀不好看的缺點.后來筆者發現了學校購置的瓷茶杯的包裝盒很適合做“暗箱”，數量多，小巧且可達到外觀統一.

在紙盒上劃出3個“十”字形豁口，分別將紅、綠、藍的二極管插入紙盒內；再在紙盒上挖一個觀察孔；將三色二極管的線路在盒外進行并聯，每條支路安裝一個開關；在盒內放入戴有紅帽子、綠圍巾、藍手套的白色雪人,如圖1所示.

圖1 “顏色小盒”的制作

實驗過程中，通過閉合不同支路的開關，使得“暗箱”內分別呈現出紅、綠、藍的單色光環境，學生在不知道雪人身上的不同顏色的情況下，觀察并記錄在不同單色光的環境下雪人身體、帽子、圍巾、手套的顏色,如圖2所示.在不受白光照射下雪人呈現的顏色的影響，學生大膽地說出并記錄著觀察到的雪人的顏色.

圖2 不同單色光的環境下雪人的顏色

此“顏色小盒”教具的優點：

第一，實驗裝置小巧，“暗箱”取代“暗室”不影響整個實驗環境.

第二，在“暗室”中觀察未知顏色物體在不同單色光環境下的顏色時，不受潛意識的影響.

3 自制教具的課堂使用效果

為滿足上課時的分組實驗需求，筆者制作了20個教具供學生使用.

上課時，先介紹了白光照射下的五彩繽紛的世界來引出課題，并用陽光(白光手電筒)和三棱鏡重現了牛頓研究“光的色散”的實驗，提高學生的學習興趣和探究欲望.通過實驗知道了，照射過來的太陽光本身就是由多種色光組成的.那么照到物體上的多種色光，為什么會使有的物體呈現紅色，其他顏色的光哪里去了？呈現綠色的物體，其他顏色的光又哪里去了？生活經驗告訴我們，同一物體在不同色光的照射下，會呈現出不同顏色.引導學生實驗探究不透明物體的顏色.

指導學生使暗箱先后呈現出紅光、綠光、藍光的環境，觀察暗箱中圖片顏色的變化,如圖3所示.展示學生們記錄的實驗現象.

圖3 學生課堂實驗情景

那么在白光下，它到底是什么顏色呢？指導學生取出暗箱中的圖片，觀察雪人在白光下的顏色.

借助投影講解白光及紅光下見到雪人不同顏色的原因，學生討論并講解綠光、藍光照射下雪人呈現不同顏色的原因.最后總結得出結論：不透明物體的顏色由反射出的色光顏色決定.

利用學生熟知的材料、器具開發的低成本實驗器材，能夠創設生活的真實探究情境，為學生自主探究、親身體驗和感受提供機會和條件，更有利于促進學生手腦并用，發展學生實踐能力、探究與創新能力.