導語：研究聲波的干涉物理教案一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

研究性學習相對通常的課堂教學而言，有獨到的優勢，它非常有利于培養學生的實踐能力和創新能力。如何指導學生開展研究性學習活動，這是一個全新的課題，也是當前教改的熱點，筆者也進行了一些嘗試，現舉一個教學中的例子，希望能起到拋磚引玉的作用。

一、課題的提出

講授了聲波的知識后，陳明、密媛姍、何磊三位同學提出了一個很有意義的問題：

陳明：老師，波的兩個基本特征是干涉和衍射現象。水波的干涉和衍射現象體現了波的這兩個特征，而作為機械波的聲波也應該具有這兩個特點，聲波的衍射現象非常明顯，而聲波的干涉現象卻比較難以觀察到。我們能否用實驗的方法研究一下聲波的干涉現象?如果能用實驗的方法觀察到聲波的干涉現象，那一定非常有趣和有意義!我們想做一下這方面的工作。

陳君達老師(以下簡稱陳老師)：課本沒有安排這方面的實驗，可能是因為演示這個實驗有難度。你們想做這個實驗，想法非常好，我們全力支持!你們需要什么器材，實驗室全部提供。同時為了加強研究力量，我們組成一個課題小組。

教學實踐活動是學生獲得課題的源泉，教師在教學過程中，只要做有心人，根據學生提出的問題，適時加以引導，是誘發學生進行研究性學習的重要手段。

二、課題小組成員

學校：浙江省鎮海煉化中學;學生：高一(1)班陳明、密媛姍、何磊;指導教師：物理教師陳君達，實驗教師于龍夫。

成立課題小組一方面有利于培養學生團隊精神，另一方面也是為了更好發揮學生的創造性，一個好的團隊往往就是一個非常好的創造集體。

三、探索過程

1.第一套方案

陳老師：設計實驗首先應有一個大致方案或要點，然后逐步實施，你們準備怎么著手?

教師有意識引導學生進一步明確實驗目的、原理和實施方案。

何磊：這個問題我們三人已經討論過了，做這個實驗關鍵有兩點：一是要找到相干波源;二是要找到顯示干涉的方法，因為聲波是直接看不到的。為此我們有個初步方案：如圖1和圖2所示，實驗裝置由發聲系統和探測系統兩部分組成。發聲系統由一個帶正弦波功率輸出的低頻信號發生器，兩個間距可調的同型號小揚聲器(阻抗為8歐的玩具小喇叭)，探測系統由動圈話筒和一臺多功能錄音機組成。我們的設想是這樣的：低頻信號發生器推動兩個揚聲器發出兩列相干聲波，在空間形成穩定的聲波干涉現象，這時用移動話筒去探測，在錄音機上應該能聽到強弱變化明顯、有序的聲音。(次日)

陳老師：你們試了嗎?

密媛姍：試過了，從錄音機上聽到的聲音強弱變化不明顯，也就是觀察不到明顯的干涉現象!

這個實驗結果在教師的意料之中，讓學生親手做一下印象更深刻，教學中有時失敗比成功更能獲得良好的效果!

陳老師：你們分析過原因了嗎?

何磊：我們認真分析過了，實驗原理粗看起來十分完美，其實有重大漏洞：原來是錄音機發出的聲波與揚聲器上發出的聲波相互干擾，影響了正常干涉的觀察。我們真是太粗心了!

陳老師：那么這個問題你們是怎么解決的呢?

陳明：關鍵是要消除錄音機上發出的聲音的干擾，但要是錄音機不發出聲音的話，我們同時也就觀察(聽)不到聲波的干涉現象了，正當我們陷入困境時，實驗室于老師為我們出了個主意：“示波器是用來觀察波形的常用設備，你們就用它來試一試吧!”在他的啟發下，我們又設計出了另一種實驗方案。

學生進行研究性學習，源于書本而高于書本，有時給予適當的幫助是必須的，但是有限度的，點到為止是一個原則。

2.第二套方案

陳明：如圖3，我們把原來的探測系統改成話筒和音頻放大器及示波器組成。話筒將探測到的干涉信號通過音頻放大器放大后再用示波器顯示。

陳老師：具體試過了嗎?

密媛姍：我們在實驗室里反復試驗過，但不很理想，話筒在空間不同位置探測時，發現話筒放在有些區域時觀察到的現象與理論符合得很好，在振動加強區，觀察到的波形的波幅較大，振動減弱區，觀察到的波形的波幅較小;在有些區域波形波幅的變化比較無序，通過反復仔細的研究，我們發現話筒處在桌子附近或者在柜子、墻壁附近時，波形的波幅變化特別無序(常會出現一些新的波峰)。

透過現象看到本質，在這種手腦并用、觀察與思考同步進行的活動過程中，學生學習的智商得到有效開發，情商不斷得到升華，這種教學效果在課堂中往往是無法得到的。

陳老師：你們考慮過這是什么原因嗎?

密媛姍：我們分析過了，其原因主要是，周圍表面比較光滑的物體對聲波的反射比較強，對揚聲器發出的聲波具有很強的干擾作用，影響了對正常干涉現象的觀察。

陳老師：那么這個問題你們怎么解決呢?

何磊：這個問題我們也深入討論過了，做好這個實驗的關鍵是要控制反射波，但要消除反射波是不可能的，因此我們遇到了很大的困難。

陳老師：要控制反射波，并不是要消滅反射波，只要把反射波的影響控制在很小的范圍之內，不影響觀察效果就可以了。再努力一下，希望就在眼前!

關鍵時推學生一把!

3.第三套方案(幾天后)

何磊：老師我們成功了!

陳老師：別急，慢慢說!

何磊：起先我們是這樣考慮的，為了減小反射波.是否可用棉布把桌面或墻面遮擋起來，或者把實驗裝置放入類似蚊帳之類的空間內做實驗，但由于一時材料準備有困難，沒有馬上實施，后來我們在上體育課時，突然想到，操場不就是一個最佳的天然實驗環境嗎!于是一個新方案產生了。新方案的實驗器材與第二套方案完全相同，僅是改變一下實驗場所：我們把實驗器材放到操場草坪的中央做實驗，因為操場很空曠，周圍建筑物對波的反射的影響比較小，同時草坪對反射波有良好吸收作用，這樣反射聲波的影響就可忽略，也就能順利觀察到清晰的聲波的干涉現象。

一個頭腦有準備的人隨時能產生創造的火花!教育的最大成功不在于教給學生多少知識，而是要讓學生成為一個頭腦時刻有準備的人!

陳老師：你們講解一下實驗過程好嗎?

何磊：我們已經認真試驗過了。如圖4，把兩個小型揚聲器S1和S2相距68厘米放置，用頻率為f=1000Hz的低頻信號發生器推動它發出聲波(波長為34厘米，這時揚聲器之間的距離為2λ)，這時我們用探測系統反復探測，測出S1和S2之間共有五處振動加強區(如圖4中實線所示，其中兩處在S1和S2附近沒有畫出)，四處振動減弱區(如圖4中虛線所示)。保持S1和S2間距不變，改用f=1500K的聲波做實驗(這時S1和S2之間距離為3λ)，如圖5，我們探測到了七個振動加強區和六個振動減弱區。改變S1和S2的距離及聲波的波長，同樣得到了類似的結果。實驗現象非常清晰和穩定，實驗結果與理論分析得出的結論完全一致!

陳老師：你們做得很漂亮，祝賀你們取得成功!

四、匯報總結

陳老師：通過這次研究活動，你們有什么感想?

陳明：有點成功的感覺。

何磊：做實驗太有趣了!比做題有意思。

密媛姍：使我學會了思考，學會發現問題和解決問題，您常講的實驗的精髓在于控制，現在我有點體會了!

這次研究性學習活動，學生很有“物理味道”地圍繞“控制”展開探索研究，并初步領會實驗的精髓在于控制，這是非常難得的。

陳老師：你們真棒!下面有兩個任務，一是以小論文的形式把這次活動的體會小結一下;二是明天你們向全班同學匯報演示一下你們的成果。

以小論文形式總結，利于培養學生語言表達能力，總結成功經驗，為下一次活動打下基礎;匯報演示，可以起到示范和達到共鳴的效果，利于全體學生開展研究性學習活動，同時也是對學生的最好的鼓勵。

次日課外活動時間，三同學在操場上向全班同學演示了他們的成果。先是由密媛姍介紹實驗的全過程，包括失敗的教訓和成功的經驗以及實驗的關鍵之處。然后由何磊同學操作演示。演示前，為了使實驗更形象，更生動，事前進行了認真的調試，并且很有創意地分別用紅色小旗和白色小旗在草坪上分別標出了振動加強區和振動減弱區的位置。整個實驗表演非常成功，充分展示了學生的聰明才智。