自制“物体的颜色”教学演示仪

韩沁君+张雨秋+帅晓红

摘 要：通过自制“物体的颜色”教学演示仪，可直观地演示不同单色光照在透明物体与不透明物体上后物体颜色的变化，进而从实验现象深入分析形成“黑色”的本质原因.

关键词：物体的颜色；自制教具；创新实验

作者简介：韩沁君（1994-），女，四川省苍溪县，四川师范大学物理与电子工程学院研究生，研究方向：学科教学论（物理）.

1 教学背景

“为何红光照在绿色不透明物体上后，物体看起来变成了黑色？”这一看似简单的八年级物理问题，实则对初中学生确是难点.唐军毅，赵光平以问卷的形式测试了190名高一学生，结果发现：高达99%的学生不能正确解释“为什么在红光照射下，原来绿色的物体变成黑色”[1].

调查结果让人震惊，仔细一想又觉得情有可原.以教育科学出版社的初中物理教材为例，“物体的颜色”只是《走进彩色世界》一节中的一个知识点，实验教学除了提供滤光片、色光混合演示仪，没有专门演示物体颜色的实验器材.加之其他前概念或“颜料混合”、“色光混合”等知识的干扰，学生容易理解透明物体的颜色，却不容易理解不透明物体的颜色以及物体“变黑”的本质原因.缘于此，笔者设计、自制了“物体的颜色”演示仪.

2 仪器制作

“物体的颜色”演示仪的外观正视图如图1所示，其主体为pvc板材料构成的长方体空心箱，具体长、宽、高参数见表1.外部的下方开了一个孔，孔外安装了一个可以固定滤光片的装置.演示仪内部有一个由开关、电源、三个灯泡构成的简单并联电路，电路图如图2.三个灯泡分别可发出红光、绿光、蓝光，当三灯均开启，则发出白光.

3 实验演示

3.1 不透明物体的颜色

（1）实验原理

不透明物体只能反射与自身颜色相同的色光.

（2）实验过程

将外壳为不同颜色的四支水彩笔放于演示仪中，开启白光，四支水彩笔颜色为各自本身的颜色，如图3.

开启红灯，红色水彩笔呈红色，绿色、蓝色水彩笔均呈黑色，如图4.

同理，开启绿灯、蓝灯时的具体实验现象见表2.

（3）结论分析：

教學时，结合表2所示的表格，引导学生分析实验现象，不仅需得出不透明物体只能反射与自身颜色相同的色光等相关结论，还需重点分析，不透明物体之所以“变黑”，是因为没有色光进入人眼，而不是单色光的混合.

3.2 透明物体的颜色

（1）实验原理

透明物体只能透过与本身颜色相同的色光.

（2）实验过程

为了方便学生观察，教学时不妨将演示仪倒置，使滤光片在仪器的上方.开启白光.分别放置红色、绿色、蓝色滤光片时，仪器内的灯光分别呈红色、绿色、蓝色.为方便实验对比，实验时可将滤光片插入一半，如图5.

开启红光，放置红色滤光片时，观察到红色.放置绿色、蓝色滤光片时，观察到黑色，如图6.

再分别开启绿光、蓝光，具体实验现象见表3.

（3）实验分析：

教学时，结合实验现象，引导学生分析其中的原因.由于白光是复合光，即使放置不同颜色的滤光片，开启白光后都有相应的单色光透过，所以人眼能观察到相应的颜色.而开启不同单色灯光时，只有滤光片与色光颜色相同时，单色光通过，人眼能观察到相应颜色.当滤光片与单色光颜色不同时，单色光不能透过，没有光进入人眼，进而观察到黑色.此时，再次强调形成“黑色”的本质原因.

4 仪器优势

（1）物简价廉

演示仪的外壳由轻巧的pvc板材料制成，内部为由三个灯泡构成的并联电路.制作简单，成本低廉.不仅便于教师的制作与携带，还利于学生课后的模仿制作.

（2）现象明显

演示仪的可视性好，现象明显，能带给学生视觉上的冲击.为了更好地结合实验现象进行分析，教师不妨在教学前拍摄一组实验现象的图片来辅助教学.

（3）化繁为简

演示仪将透明物体与不透明物体的实验分开，化繁为简，有助于学生全面地理解物体的颜色.通过演示实验的多次强调，还有助于学生深刻地认识物体“变黑”的本质原因.

（4）一物多用

演示仪内部的三个灯泡分别可以发出红光、绿光、蓝光.任意打开两盏灯，可以演示色光的混合.三盏灯全部打开时，发出白光.由此，还可讲解红、绿、蓝为色光三原色.

5 结束语

“物体的颜色”演示仪的实验材料和制作原理都很简单，现象也很明显，有助于学生深入理解物体的颜色相关知识.但由于笔者教学经验有限，演示仪仍存在一些不足.主要是当绿光和蓝光两两组合进行实验时，颜色不是完全地变黑，实验现象有一些偏差.物理教学以实验为基础，以实验为内容[2].笔者会继续改进，以期设计更为完善的“物体的颜色”演示仪.

参考文献：

[1]唐军毅，赵光平.“物体颜色”探究性教学设计研究[J].物理教师，2012（2）：26-27.

[2]张长宝.将物理实验进行到底——“不透明物体的颜色”教学探索[J].新课程（下），2012（11）：175.

[3]吴祖仁.义务教育教科书（物理）八年级上册[M].北京：教育科学出版社，2012：85-88.endprint