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东北大学大物下光的干涉教案（2025—2026学年）

一、教学分析

本教案针对2025—2026学年东北大学大物课程中“光的干涉”章节进行教学设计。根据教学大纲和课程标准，本课程内容是大学物理基础课程的重要组成部分，旨在帮助学生掌握光的干涉现象及其相关理论，培养学生的物理实验技能和科学思维。在本单元乃至整个课程体系中，“光的干涉”章节承上启下，既是对光学基本概念的深化，也是后续光学课程的理论基础。核心概念包括光的相干性、干涉条纹的原理及形成条件等，技能包括实验操作、数据分析、问题解决等。

二、学情分析

在进行教学设计之前，需对学生的学习情况进行客观分析。学生通常具备高中物理基础，对光的波动性有一定的了解，但在实验操作、数据分析等方面可能存在不足。此外，由于光的干涉现象涉及多学科知识，学生在理解和应用上可能存在一定的困难，如对相干光的理解、条纹间距的计算等。本部分分析将结合具体实验和案例，旨在确保教学设计以学生为中心，为后续目标设定和策略选择提供精准导向。

三、教学策略

基于上述分析，教学策略将着重以下几个方面：

1.实验教学：通过实验演示和实际操作，使学生直观理解光的干涉现象，培养实验操作技能和观察能力。

2.理论讲解：结合实际案例，深入讲解相干光、干涉条纹等核心概念，帮助学生建立系统的理论知识体系。

3.问题引导：设置具有挑战性的问题，引导学生主动思考、分析，培养科学思维和问题解决能力。

4.课后练习：设计针对性强的课后练习，巩固所学知识，提高学生运用知识解决实际问题的能力。

二、教学目标

1.知识的目标

说出光的干涉现象的基本原理，包括相干光的条件和干涉条纹的形成机制。

列举几种常见的干涉现象，如双缝干涉、薄膜干涉等，并解释其产生的原因。

解释光程差、相位差等概念，并能够运用这些概念解释干涉条纹的特点。

2.能力的目标

设计一个简单的光干涉实验方案，包括实验装置的选择、实验步骤的规划。

论证实验结果，分析实验数据，得出关于光干涉规律的结论。

评价实验设计的合理性和实验结果的准确性，提出改进建议。

3.情感态度与价值观的目标

培养对光学现象的好奇心和探究欲，激发学生对物理学科的兴趣。

树立科学严谨的态度，培养细心观察、认真记录的科学精神。

增强团队合作意识，通过实验合作培养学生的沟通能力和团队协作能力。

4.科学思维的目标

运用模型建构和假设演绎的科学思维方法，解释和理解光的干涉现象。

发展批判性思维，对实验结果进行合理的分析和评价。

培养系统化思维，将光的干涉现象与其他光学知识联系起来，形成完整的知识体系。

5.科学评价的目标

能够运用科学的评价标准，对实验过程和结果进行自我评价和同伴评价。

了解科学评价在科学研究中的重要性，认识到评价对于科学发现的作用。

形成正确的科学态度，对待评价结果持有开放和包容的心态。

三、教学重难点

教学重点在于光的干涉原理和相干光源的判定，难点在于光程差和相位差对干涉条纹的影响及复杂情况下的条纹间距计算。这些难点源于干涉现象的抽象性和学生先备知识的不足，需要通过实验和具体案例来帮助学生理解和掌握。

四、教学准备

教学准备包括制作包含关键概念和图像的多媒体课件，准备双缝干涉实验教具和模型，确保实验器材齐全，收集相关视频资料以辅助说明。学生需预习教材，准备画笔和计算器。此外，设计小组讨论座位布局，预拟黑板板书框架，确保教学环境有利于学生互动和知识吸收。

五、教学过程

1.导入（5分钟）

教师活动：以实际生活中的激光笔为例，展示光的干涉现象，激发学生的兴趣。

学生活动：观察激光笔发出的光束，并思考其形成干涉条纹的可能性。

预期行为：学生能够通过观察，对光的干涉现象产生好奇心，并初步理解干涉现象与光的波动性有关。

2.新授（25分钟）

2.1相干光与干涉条件（10分钟）

教师活动：讲解相干光的定义，通过实验演示如何产生相干光。

学生活动：观察实验现象，记录实验数据，并分析相干光的产生条件。

预期行为：学生能够说出相干光的定义，列举产生相干光的方法。

2.2干涉条纹的形成与特点（10分钟）

教师活动：展示干涉条纹的实验图像，讲解条纹间距的计算公式。

学生活动：观察条纹间距，尝试计算条纹间距，并分析条纹特点。

预期行为：学生能够解释干涉条纹的形成原理，并计算出条纹间距。

2.3复杂情况下的干涉条纹（5分钟）

教师活动：讨论双缝间距变化对干涉条纹的影响，展示不同间距下的条纹图。

学生活动：分析间距变化对条纹的影响，尝试解释实验现象。

预期行为：学生能够分析双缝间距对干涉条纹的影响，并解释实验现象。

3.巩固（10分钟）

教师活动：设计课堂练习题，让学生运用所学知识解决问题。

学生活动：独立完成练习题，展示解题